Mikä on polymeeri?
Polymeeritovat yhdisteitä, jotka koostuvat molekyyleistä, jotka ovat liittyneet yhteen ketjuiksi. Nämä ketjut ovat yleensä pitkiä ja niitä voidaan toistaa molekyylirakenteen koon kasvattamiseksi. Ketjun yksittäisiä molekyylejä kutsutaan monomeereiksi, ja ketjurakennetta voidaan manuaalisesti manipuloida tai muokata tiettyjen ominaisuuksien saavuttamiseksi.
Monikäyttöisten muovailuvahamuovien valmistus on modifioitujen polymeerimolekyylirakenteiden sovellus. Tässä artikkelissa keskitymme kuitenkin polymeereihin teollisuudessa,erityisesti polymeeriveden käsittelyyn.
Miten polymeerejä voidaan käyttää vedenkäsittelyssä?
Polymeerit ovat erittäin hyödyllisiä jäteveden käsittelyssä. Pohjimmiltaan näiden molekyyliketjujen tehtävänä on erottaa jäteveden kiinteä komponentti nestemäisestä komponentista. Kun jäteveden kaksi komponenttia on erotettu, prosessi on helpompi viimeistellä erottamalla kiinteä aine ja käsittelemällä neste, jolloin jäljelle jää puhdasta vettä, joka voidaan hävittää turvallisesti tai käyttää muihin teollisiin sovelluksiin.
Tässä mielessä polymeeri on flokkulantti – aine, joka reagoi veteen suspendoituneiden kiinteiden aineiden kanssa muodostaen flokkeja. Tämä on erittäin hyödyllistä jätevedenpuhdistusprosesseissa, joten polymeerejä käytetään usein yksinään flokkausprosessin mahdollistamiseksi, mikä voi helposti poistaa kiinteät aineet. Parhaan tuloksen saavuttamiseksi tästä prosessista polymeeriflokkulantteja käytetään kuitenkin usein koagulanttien kanssa.
Koagulantit vievät flokkausprosessin seuraavalle tasolle keräämällä flokkeja yhteen muodostaen paksun lietekerroksen, joka voidaan sitten poistaa tai käsitellä edelleen. Polymeerien flokkaus voi tapahtua ennen koagulanttien lisäämistä tai sitä voidaan käyttää sähkökoagulaatioprosessin nopeuttamiseen. Koska sähkökoagulaatiolla on sekä etuja että haittoja, polymeeriflokkulanttien käyttö prosessin optimoimiseksi on houkutteleva mahdollisuus laitoksen johtajille.
Erilaisia vedenkäsittelypolymeerejä
Polymeerien vedenkäsittely voi toimia eri tavoin riippuen polymeeriketjun muodostamiseen käytetyn monomeerin tyypistä. Polymeerit jakautuvat yleensä kahteen pääluokkaan. Ne ovat kationisia ja anionisia, mikä viittaa molekyyliketjujen suhteellisiin varauksiin.
Anioniset polymeerit vedenkäsittelyssä
Anioniset polymeerit ovat negatiivisesti varautuneita. Tämä tekee niistä erityisen sopivia epäorgaanisten kiinteiden aineiden, kuten saven, siltin tai muiden maa-ainesten, flokkulointiin jäteliuoksista. Kaivoshankkeiden tai raskaan teollisuuden jätevedet voivat sisältää runsaasti tätä kiinteää ainetta, joten anioniset polymeerit voivat olla erityisen hyödyllisiä tällaisissa sovelluksissa.
Kationiset polymeerit vedenkäsittelyssä
Suhteellisen varauksensa suhteen kationinen polymeeri on pohjimmiltaan anionisen polymeerin vastakohta, koska sillä on positiivinen varaus. Kationisten polymeerien positiivinen varaus tekee niistä ihanteellisia orgaanisten kiintoaineiden poistamiseen jätevesiliuoksista tai -seoksista. Koska kunnalliset jätevesiputket sisältävät yleensä suuria määriä orgaanista ainetta, kationisia polymeerejä käytetään usein kunnallisissa jätevedenpuhdistamoissa, vaikka myös maatalous- ja elintarvikkeiden jalostuslaitokset käyttävät näitä polymeerejä.
Yleisiä kationisia polymeerejä ovat:
Polydimetyylidiallyyliammoniumkloridi, polyamiini, polyakryylihappo/natriumpolyakrylaatti, kationinen polyakryyliamidi jne.
Julkaisun aika: 24. helmikuuta 2023