Mitä polymeerejä käytetään flokkulantteina?

Jätevedenpuhdistusprosessin keskeinen vaihe on suspendoituneiden kiintoaineiden koagulointi ja laskeutuminen, prosessi, joka perustuu pääasiassa flokkulanteiksi kutsuttuihin kemikaaleihin. Tässä polymeereillä, kuten PAM:lla eli polyamiineilla, on keskeinen rooli. Tässä artikkelissa käsitellään yleisiäpolymeeriflokkulantit, polymeerien käyttö flokkulantteina jätevedenkäsittelyssä ja niiden taustalla olevat toiminnot.

Mitä ovat yleisesti käytetyt polymeeriflokkulantit?

Yleisesti käytettyihin polymeeriflokkulantteihin kuuluvat kationiset polymeerit, anioniset polymeerit ja ionittomat polymeerit. Näitä polymeerejä voidaan saada erilaisilla synteettisillä menetelmillä, ja niillä on erilaiset kationiset ja haarautuneet rakenteet. Käytännön sovelluksissa on tarpeen valita sopivat polymeeriflokkulantit jäteveden erityisolosuhteiden mukaan parhaan käsittelytehon saavuttamiseksi. PAM, polyDADMAC, on laajalti käytetty teollisessa jäteveden käsittelyssä. Polyakryyliamidi on maailman yleisimmin käytetty flokkulantti. Nämä vesiliukoiset polymeerit ovat synteettisiä ja niitä voidaan suunnitella räätälöidysti tiettyihin sovelluksiin eri molekyylipainoilla, viskositeeteilla, eri varausasteilla, eri muodoilla, kuten hiukkasilla, emulsioilla jne. PolyDADMACia käytetään laajalti vesijohtovedessä, raakaveden flokkuloinnissa, lietteen kuivatuksessa, paperiteollisuudessa sekä paino- ja värjäysteollisuudessa.

Flokkulanttien käyttö jätevedenpuhdistuksessa

Jätevedenkäsittelyn päätavoitteena on poistaa vedestä epäpuhtauksia, kuten suspendoitunutta kiintoainetta, liuennutta orgaanista ainesta ja kolloidisia hiukkasia, veden laadun parantamiseksi. Tässä prosessissa flokkulanteilla on keskeinen rooli. Flokkulanttien avulla vedessä olevat pienet hiukkaset ja kolloidiset aineet voidaan kasata suuremmiksi flokeiksi, jotka on helpompi poistaa laskeuttamalla tai suodattamalla. Tämä voi paitsi parantaa veden laatua, myös parantaa käsittelyn tehokkuutta ja vähentää käsittelykustannuksia.

Miksi polymeereistä voidaan tehdä flokkulantteja?

Polymeerejä voidaan käyttää flokkulantteina pääasiassa niiden suuren molekyylipainon ja monihaaraisen rakenteen ansiosta. Näiden ominaisuuksien ansiosta polymeeri adsorboituu paremmin hiukkasmaiseen aineeseen, jolloin muodostuu suurempia flokkeja, jotka voivat laskeutua nopeasti. Lisäksi polymeerit voivat poistaa hiukkasten välisen sähköstaattisen hylkimisen varauksen neutraloinnin avulla, jolloin hiukkaset voivat lähestyä ja agglomeroitua yhteen.

Polymeerien vaikutusmekanismi jäteveden käsittelyssä

Polymeerien vaikutusmekanismi flokkulantteina voidaan jakaa kolmeen vaiheeseen: varauksen neutralointi, silloittava flokkaus ja verkon sitominen. Ensinnäkin polymeeri poistaa hiukkasten välisen sähköstaattisen hylkimisen varauksen neutraloinnin avulla, jolloin hiukkaset pääsevät lähestymään toisiaan. Sitten polymeeri yhdistää hiukkaset yhteen muodostaen suurempia flokkeja silloittavan flokkaustoiminnan avulla. Lopuksi nämä flokit aggregoituvat edelleen ja laskeutuvat veteen verkkojen pyyhkäisytoiminnan avulla.

Polymeerien tehokkuuteen vaikuttavat tekijät jäteveden käsittelyssä

Jäteveden polymeerikäsittelyn tehokkuuteen vaikuttaa monia tekijöitä, kuten polymeerityyppi, annostus, pH-arvo, lämpötila, sekoitusnopeus jne. Näistä polymeerityyppi ja annostus ovat tärkeimpiä. Erilaisilla polymeereillä on erilaiset varausominaisuudet ja molekyylipainojakaumat, joten parhaan käsittelyvaikutuksen saavuttamiseksi on tarpeen valita sopiva polymeerityyppi ja annostus eri jätevesille. Lisäksi tekijät, kuten pH-arvo, lämpötila ja sekoitusnopeus, vaikuttavat myös käsittelytehokkuuteen, ja optimaaliset olosuhteet on määritettävä kokeilujen avulla.

Polymeereillä on tärkeä rooli flokkulantteina jäteveden käsittelyssä. Polymeerien vaikutusmekanismin ja vaikuttavien tekijöiden syvällinen ymmärtäminen voi tarjota tärkeää teoreettista tukea ja käytännön ohjeita jäteveden käsittelyprosessien optimointiin ja käsittelytehokkuuden parantamiseen. Tulevaisuudessa ympäristönsuojeluvaatimusten jatkuvan parantamisen ja tieteen ja teknologian jatkuvan kehityksen myötä polymeerien uskotaan laajenevan ja syvällistyvän jäteveden käsittelyssä.