پلیالکترولیتها
(Polyelectrolytes)
پلیالکترولیتها چیستند؟
پلیالکترولیتها (Polyelectrolytes) دستهای از پلیمرهای محلول در آب هستند که در ساختار خود دارای بار الکتریکی مثبت، منفی یا هر دو میباشند. این مواد بهطور گسترده در صنایع آب و فاضلاب، تصفیه پسابهای صنعتی، کاغذسازی، معدن، نفت، نساجی و صنایع شیمیایی بهعنوان منعقدکننده، لختهساز و کمکمنعقدکننده استفاده میشوند.
ساختار شیمیایی پلیالکترولیتها
پلیالکترولیتها از زنجیرههای پلیمری بلند تشکیل شدهاند که گروههای یونی در طول زنجیره آنها توزیع شده است. این گروههای باردار باعث میشوند پلیمر در آب فعال شده و با ذرات معلق، کلوئیدی و آلایندهها برهمکنش الکتروستاتیکی ایجاد کند.
انواع پلیالکترولیتها
پلیالکترولیتهای آنیونی
این نوع دارای بار منفی بوده و معمولاً برای حذف ذرات با بار مثبت یا کمک به لختهسازی در کنار منعقدکنندههایی مانند کلرید فریک و آلومینیوم سولفات استفاده میشود.
کاربرد اصلی آنها در تصفیه فاضلاب صنعتی، معدن و صنایع کاغذسازی است.
پلیالکترولیتهای کاتیونی
دارای بار مثبت هستند و برای حذف ذرات منفی، مواد آلی، لجنهای فعال و پسابهای شهری بسیار مؤثرند.
این نوع بیشترین کاربرد را در تصفیه فاضلاب شهری، صنایع غذایی و آبگیری لجن دارد.
پلیالکترولیتهای نانیونی (غیر یونی)
فاقد بار الکتریکی مشخص بوده و بیشتر برای بهبود فرآیند لختهسازی، افزایش اندازه فلاکها و کمک به تهنشینی استفاده میشوند.
این نوع در شرایط خاص که حساسیت به بار الکتریکی وجود دارد، کاربرد دارد.
مکانیزم عملکرد پلیالکترولیتها
خنثیسازی بار
پلیالکترولیتها با خنثی کردن بار ذرات معلق باعث ناپایداری سیستم کلوئیدی و شروع لختهسازی میشوند.
پلسازی پلیمری
زنجیرههای بلند پلیمر بین ذرات مختلف پل ایجاد کرده و فلاکهای بزرگتر و سنگینتر تشکیل میدهند که بهراحتی تهنشین یا فیلتر میشوند.
افزایش راندمان تهنشینی
با افزایش اندازه و وزن فلاکها، سرعت تهنشینی و راندمان تصفیه بهطور قابلتوجهی افزایش مییابد.
کاربردهای پلیالکترولیتها
صنعت آب و فاضلاب
تصفیه آب آشامیدنی
تصفیه فاضلاب شهری
حذف کدورت و مواد آلی
آبگیری لجن
کاهش مصرف منعقدکنندههای معدنی
صنایع صنعتی
صنایع کاغذسازی
صنایع معدنی و فرآوری مواد
صنایع نفت و گاز
صنایع نساجی
صنایع غذایی
کاربردهای ویژه
جداسازی جامد از مایع
بهبود عملکرد فیلترپرسها
کاهش حجم لجن
افزایش شفافیت آب خروجی
مزایای استفاده از پلیالکترولیتها
مصرف کم و راندمان بالا
کاهش هزینههای عملیاتی
افزایش سرعت تصفیه
بهبود کیفیت آب خروجی
سازگاری با سایر مواد شیمیایی
کاهش تولید لجن
امکان انتخاب نوع مناسب برای هر سیستم
عوامل مؤثر در انتخاب پلیالکترولیت مناسب
نوع آب یا فاضلاب
بار الکتریکی ذرات معلق
pH سیستم
دمای محیط
نوع منعقدکننده مصرفی
روش تصفیه (تهنشینی، فیلتراسیون، DAF)
روش مصرف پلیالکترولیتها
پلیالکترولیتها معمولاً بهصورت پودر یا مایع عرضه شده و قبل از مصرف باید در آب حل و فعالسازی شوند. دوز مصرفی آنها بسیار کم بوده و معمولاً از طریق تست جار (Jar Test) تعیین میشود.
نکات ایمنی و نگهداری
نگهداری در محیط خشک و خنک
جلوگیری از تماس مستقیم با پوست و چشم
استفاده از تجهیزات ایمنی هنگام کار
جلوگیری از رطوبت برای پلیالکترولیتهای پودری
همزدن مناسب برای جلوگیری از کلوخه شدن
جمعبندی
پلیالکترولیتها از مهمترین مواد شیمیایی مورد استفاده در صنعت آب و فاضلاب و بسیاری از صنایع فرآیندی هستند. تنوع بالا، مصرف کم، راندمان عالی و انعطافپذیری در کاربرد، این مواد را به گزینهای کلیدی در سیستمهای تصفیه تبدیل کرده است. انتخاب صحیح نوع پلیالکترولیت و دوز مناسب آن نقش تعیینکنندهای در کیفیت نهایی تصفیه خواهد داشت.