Atıksu Arıtımı İçin CPAM Emülsiyonu

Çapraz bağlı CPAM sıvı iyonik flokülasyon etkisi, kolloidal partiküller, ham petrol emülsiyonları ve askıda katılar gibi kanalizasyondaki kirleticilerle etkileşiminin bir sonucudur. Bu etki, etkenin kendi özellikleri, kanalizasyonun çevresel parametreleri ve çalışma koşulları dahil olmak üzere çeşitli faktörlerden etkilenir. 

Belirli etki faktörleri şunlardır: 

1. Su arıtma maddesi için CPAM'ın özellikleri

CPAM sıvısının moleküler yapısı ve fizikokimyasal özellikleri, CPAM sıvısının flokülasyon etkisinin belirlenmesinde temel teşkil eder ve esas olarak aşağıdaki parametrelere dayanır: 

1). CPAM sıvısının çapraz bağlanma derecesi

Çapraz bağlanma derecesi, moleküler zincirler arasındaki çapraz bağlanma bağlarının yoğunluğunu ifade eder ve üç boyutlu ağ yapısının sıkılığını doğrudan etkiler. 

CPAM sıvısının derecesi çok düşükse: Üç boyutlu yapı gevşektir, mekanik dayanımı zayıftır ve kayma direnci düşüktür. Yüksek akış veya karıştırma koşullarında kırılmaya eğilimlidir, bu da köprüleme kabiliyetinin azalmasına ve flokların kolayca kırılmasına neden olur. 

Çapraz bağlanma derecesi çok yüksekse: CPAM sıvısının moleküler zinciri çok sertleşir ve çözünürlüğü azalır (hatta çözünmesi zorlaşabilir). Kirleticilerle temas edecek şekilde kanalizasyonda tam olarak dağılamaz ve aşırı yoğun bir ağ yapısı, kolloidal partiküllerin kapsüllenmesini ve adsorpsiyonunu engelleyerek flokülasyon verimliliğinin azalmasına neden olabilir. 

2). CPAM sıvısının katyonik derecesi

CPAM sıvısının katyonik derecesi yük nötrleştirme yeteneğini belirler ve negatif yüklü kirleticilerin (ham petrol emülsiyonları, kil parçacıkları gibi) adsorpsiyon verimliliğini doğrudan etkiler. 

3). CPAM sıvısının moleküler ağırlığı

CPAM sıvısının molekül ağırlığı, moleküler zincirin uzunluğunu ve sterik engel etkisini etkiler. 

Moleküler ağırlık büyük olduğunda: CPAM sıvısının zinciri daha uzundur ve köprüleme kabiliyeti daha güçlüdür, bu da daha fazla kolloidal parçacığı birbirine bağlayarak büyük floklar oluşturabilir. Ancak, aşırı yüksek bir moleküler ağırlık, çözünürlüğün azalmasına neden olabilir ve yüksek kayma ortamında kırılmaya eğilimlidir. 

Molekül ağırlığı küçük olduğunda: CPAM sıvısının zinciri kısadır, köprüleme yeteneği zayıftır, floklar küçüktür ve sedimantasyon yavaştır. 

Pratik uygulamalarda, atık su akış hızına (kayma dayanımına) ve kirleticilerin parçacık boyutuna göre eşleşen bir molekül ağırlığının (genellikle 1 milyon-10 milyon arasında) seçilmesi gerekir. 

2. Atıksu Kalite Parametreleri 

Petrol sahası atıksuyu karmaşık bir yapıya sahiptir (yağ, askıda katı maddeler, yüksek tuzluluk, yüksek sıcaklık vb. içerir) ve su kalitesi özellikleri CPAM sıvısı ile kirleticiler arasındaki etkileşimi doğrudan etkiler:

1). pH Değeri: pH değeri, CPAM sıvı gruplarının ayrışma derecesini ve kirleticilerin yüzey yükünü etkiler, böylece flokülasyon etkisini değiştirir.

 2). Sıcaklık: Sıcaklık, CPAM sıvısının moleküler hareketliliğini ve yapısal kararlılığını etkiler: 

Düşük sıcaklıklarda (<20℃): CPAM sıvısının moleküler zinciri yavaş hareket eder, kirleticilerle çarpışma olasılığı azalır, flokülasyon reaksiyon hızı yavaşlar ve flok oluşumu için gereken süre uzar. 

Yüksek sıcaklıklarda (>80℃): Moleküler hareketi hızlandırabilmesine rağmen, CPAM sıvısının çapraz bağlı yapısının kısmi bozulmasına (özellikle çapraz bağlama bağları zayıf olduğunda) neden olabilir, üç boyutlu ağ yapısını tahrip edebilir ve kayma direncini azaltabilir. 

Aynı zamanda yüksek sıcaklıklar ham petrol emülsiyonunu daha kararlı hale getirebilir ve flokülasyonun zorluğunu artırabilir. - Uyarlanabilirlik: Petrol sahalarındaki derin kuyu kanalizasyonları için (60 - 120℃), yüksek sıcaklıklarda yapısal bozulmayı önlemek için yüksek sıcaklığa dayanıklı çapraz bağlayıcıların (epiklorohidrin ile çapraz bağlı CCPAM gibi) seçilmesi gerekir. 

3). Tuzluluk (İyonik Güç): Petrol sahası atıksuyu yüksek konsantrasyonlarda Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Cl⁻, vb. içerir. 

4). Kirletici Türü ve Konsantrasyonu-Kirleticilerin yüzey yükü: CPAM sıvısının ham petrol emülsiyonlarına (güçlü negatif yüklü), kil parçacıklarına (negatif yüklü) ve petrol sahası kanalizasyonundaki bakteri kalıntılarına (negatif yüklü) tutunma kabiliyeti farklıdır. 

3. İşletme Prosesi Koşulları Flokülasyon prosesinin işletme parametreleri, CPAM sıvısının dağılımını, reaksiyonunu ve flok oluşumunu doğrudan etkiler: 

1). Dozaj: Dozaj, flokülasyon etkisini etkileyen önemli bir faktördür: 

Yetersiz dozaj: Kirleticilerin veya köprülerin yüklerini tam olarak nötralize edemez, bunun sonucunda atıksuda küçük floklar, yüksek bulanıklık ve yüksek yağ içeriği oluşur. 

Aşırı dozaj: Aşırı miktarda CPAM sıvı molekülleri, parçacıkların yüzeyine adsorbe olur ve pozitif yüklü bir kapsüllenme oluşturur. Parçacıklar, aynı yükün itmesi nedeniyle yeniden dağılır (yani, stabilizasyon) ve aynı zamanda, etkenin maliyetini ve atık suyun COD'sini artırır. 

Optimum dozaj: Kavanoz testleri ile belirlenmelidir. Petrol sahası atıksuları için genellikle 5 - 50 mg/L'dir (kirletici konsantrasyonuna ve CPAM sıvısının performansına göre özel olarak ayarlanır).  

2). Karıştırma Yoğunluğu ve Süresi - Karıştırmanın amacı, CPAM sıvısını eşit şekilde dağıtmak ve kirleticilerle tam temasını sağlamaktır, ancak yoğunluk ve sürenin kontrol edilmesi gerekir: 

Karıştırma aşaması (Dozlamadan sonra 1 - 5 dakika): Ajanın homojen dağılmasını sağlamak ve aşırı lokal konsantrasyonu önlemek için orta-yüksek yoğunlukta karıştırma (dönme hızı 100 - 300 dev/dak) gereklidir. 

Flokülasyon aşaması (karıştırmadan 5 - 20 dakika sonra): Flok oluşumunu teşvik etmek ve oluşan flokların kırılmasından kaynaklanan güçlü kesme kuvvetini önlemek için düşük yoğunluklu karıştırma (dönme hızı 30 - 60 dev/dak) gereklidir.

Yetersiz karıştırma: Madde eşit olmayan bir şekilde dağılmıştır, bu da bazı bölgelerde aşırı flokülasyona, diğerlerinde ise yetersiz reaksiyona neden olur. 

Aşırı karıştırma: Floklar kırılır ve sedimantasyon performansı düşer. 

3). Dozlama Yöntemi - CPAM sıvısı, dozlamadan önce belirli bir konsantrasyonda (genellikle %0,1 - %0,5) sulu bir çözeltiye hazırlanmalıdır. Topaklanmayı ("fish - eyesd") önlemek için doğrudan katı madde eklemekten kaçınılmalıdır; bu, çözünmeyi ve reaksiyonu etkiler. Adım adım dozlama (önce düşük konsantrasyonlu bir çözelti eklenip ardından belirli bir aralıktan sonra tekrar eklenmesi) uygulanırsa, "re - stabilizasyon riski azaltılabilir ve flokülasyon verimliliği artırılabilir. 

4. Birlikte Bulunan Maddelerin Etkileşimi 

Petrol sahası atık suyunda CPAM sıvısının flokülasyon etkisini etkileyen başka maddeler (örneğin emülgatörler, bakterisitler) veya safsızlıklar bulunabilir: 

Sinerjik etki: İnorganik flokülantlarla (PAC, FeCl₃ gibi) birlikte kullanıldığında, inorganik maddeler önce çift elektrik tabakasını sıkıştırır ve ardından CPAM sıvısı köprüleme rolü oynayarak flokülasyon verimliliğini artırabilir (örneğin, "PAC + CCPAM" kombinasyonu genellikle petrol sahası kanalizasyonunda kullanılır). 

Girişim etkisi: Kanalizasyonda aşırı miktarda anyonik madde (anyonik emülsiyon gidericiler, sodyum poliakrilat gibi) bulunması durumunda, bunlar CPAM sıvısının katyonik gruplarıyla reaksiyona girerek çökelti oluşturabilir ve etkin maddeyi tüketebilir. Ayrıca, sülfürler (S²⁻) ve humik asit gibi indirgeyici maddeler, CPAM sıvısının çapraz bağlı yapısını bozarak kararlılığını azaltabilir. 

Çapraz bağlı katyonik poliakrilamidin flokülasyon etkisi, etkenin kendi özelliklerinin (çapraz bağlanma derecesi, katyonik derece, molekül ağırlığı), kanalizasyon suyu kalitesinin (pH, sıcaklık, tuzluluk, kirletici özellikleri), çalışma koşullarının (dozaj, karıştırma, dozlama yöntemi) ve birlikte bulunan maddelerin birleşik etkisinin sonucudur. 

Pratik uygulamalarda (örneğin petrol sahası atık su arıtımı gibi), verimli flokülasyon elde etmek için (örneğin atık sudaki yağ içeriği < 10 mg/L, askıda katı madde < 20 mg/L) çeşitli faktörlerin etkisini dengelemek amacıyla, küçük ölçekli ve pilot ölçekli testler yoluyla temel parametrelerin optimize edilmesi gerekir.

Sektöre özgü nitelikler

Diğer Nitelikler

Tedarik Yeteneği

Jiufang Tech'in sentez atölyesi

Jiufang Laboratuvarı