پلی الکترولیت آنیونی و کاتیونی نوعی ترکیب پلیمری هستند که در صنایع گوناگون و در راستای تصفیه آب و فاضلاب مورد استفاده قرار میگیرند. این ماده شیمیایی از منظر بار الکتریکی شامل دو دسته اصلی پلی الکترولیت آنیونی و کاتیونی میشود.
پلی الکترولیت چیست؟
یکی از متداول ترین فلوکولانتها، پلی الکترولیت است. پلی الکترولیت دربردارنده خاصیت الکترولیتی و پلیمری است که در راستای حذف ناخالصیها و کلوئیدهای موجود در فاضلاب، آب و پساب کاربرد گستردهای دارد.
به عبارتی دیگر پلی الکترولیت نوعی ترکیب پلیمری به شمار می رود که به منظور ته نشین شدن مواد جامد، باعث درشت شدن فلاکهای ناشی از فرایند انعقاد میشود. این کمک منعقد کننده دارای شکل ظاهری سفید، بی بو و جامد یا مایع است که در مقایسه با منعقد کنندهها از سرعت ته نشینی بالایی برخوردار است.
پلی الکترولیت امکان حل شدن در کلروفرم، آب، اتر و اتانول را دارد. با این وجود این محصول در گرید صنعتی عرضه میگردد و فاقد گرید خوراکی است.
پلی الکترولیت تحت عناوین مختلفی نظیر پلی آکریل آمید و PAM شناخته میشود. عموما از روش پلی الکترولیت پس از تکمیل روند انعقاد و لخته سازی بهره گرفته میگردد.
بهتر است بدانید که فلوکولانت شامل مولکولهایی باردار و سنگین است که در زمینه تصفیه آب، در خصوص ته نشین سازی ذرات جامد کاربرد دارند.
انواع پلی الکترولیتها
به طور کلی پلی الکترولیتها به سه دسته آنیونی، کاتیونی و نانیونیک دسته بندی میشوند. پلی الکترولیت آنیونی دارای بار منفی است. این در حالی است که پلی الکترولیت کاتیونی بار مثبت دارد و نوع نانیونیک آن در حالت خنثی (بدون بار) قرار دارد. ما در این مقاله قصد داریم درباره دو پلی الکترولیت آنیونی و کاتیونی اطلاعاتی را ارائه دهیم.
پلی الکترولیت آنیونی
پلی آکریل آمید آنیونی یک نوع پلیمر خطی محلول در آب محسوب میشود که در پلیمریزاسیون با دمای بالا سنتز میگردد. در واقع به مجموعهای از هوموپلیمر و کوپلیمرهای نمک آکرلیک اسید با آکریل آمید حاوی بار الکتریکی منفی، پلی الکترولیت آنیونی اطلاق میگردد. این نوع پلی آکریل آمید دارای خاصیت برشی است و میتواند روند لخته سازی، پراکندگی و ضخیم سازی را تشریع ببخشد.
با وجود خاصیتهای ارزشمندی که پلی الکترولیت آنیونی از آنها بهره مند است، اما این نوع PAM در حلالهای ارگانیک اعم از اتر، استون، آلیفاتیک، بنزن به طور تقریبی نامحلول است.
پلی الکترولیت کاتیونی
پلی آکریل آمید کاتیونی متشکل از سه مونومر کاتیونی، کوپلیمر و هوموپلیمرها با آکریل آمید است. مونومر کاتیونی دارای وزن مولکولی، چگالی و بار مثبت و به هم پیوسته است. بهتر است بدانید که در راستای ساخت این پلی آمینها از آمین های ثانویه نظیر دی متیل امین و اپی کلرو هیدرین بهره گرفته میشود.
هدف از کاربرد پلی الکترولیت کاتیونی انعقاد سازی مواد شیمیایی، صنایع نساجی و معدنی است که در ضنعت تولید کاغذ، ترکیبات بتنی، مواد آرایشی- بهداشتی، صابون و شامپوها، تصفیه فاضلاب خانگی و شهری، بهره گیری در لعاب سرامیکی و … کاربرد گسترده ای دارد.
از متداول ترین گروه های عاملی موجود در PAM کاتیونی می توان به فسفونیوم، آمونیوم و ایمیدازولیوم اشاره کرد.
مزایا و خواص پلی الکترولیت آنیونی و کاتیونی
- دارای سرعت بالا در ایجاد لخته و رسوب گذاری ذرات
- حذف کننده میکروارگانیسمهای موجود در آب
- عدم نیاز به تنظیم کنندههای PH
- تولید لجن در مقادیر بسیار کم
ویژگیهای سازنده پلی الکترولیت آنیونی و کاتیونی
به طور مختصر پلی الکترولیت نوعی پلیمر است که به وسیلهی یک ساز و کار تولید کننده یون قادر است به مولکول پلیمری با بار الکتریکی زنجیر گردد. بارهای الکتریکی حاصل وجود گروههای عاملی با قابلیت یونیزه شدن در طول زنجیره پلیمری میباشند. بدین ترتیب پلی آکریل آمیدها، نوعی الکترولیتهای پلیمری محسوب میشوند که دارای دو خاصیت الکترولیتی و پلیمری هستند.
زمانی که گروههای اتمی تشکیل دهنده یون از یکدیگر جدا میگردند، مولکولهای پلیمر تحت تاثیر گروه عاملی به بارهای مثبت و منفی مجهز می شوند.
پلیمرهای حاوی بار منفی در دسته پلی الکترولیت آنیونی قرار میگیرند و پلیمرهای دارای گروههای عاملی با قابلیت یونیزه شدن با بار مثبت، پلی الکترولیت کاتیونی هستند.
کاربردهای پلی الکترولیت آنیونی و کاتیونی
پلی الکترولیت آنیونی در خصوص انعقاد مواد شیمیایی، بازیافت روغن، بتن سازی و مصالح ساختمانی، کارخانه جات سنگبری، شست و شوی زغال سنگ، فرآور سازی مواد معدنی، متالورژی، صنعت داروسازی، تولید شکر، کشاورزی و حفاظت از محیط زیست کاربرد گستردهای دارد.
عمده کاربرد پلی الکترولیت آنیونی و کاتیونی به تصفیه آب اختصاص دارد. در واقع آب دارای آلایندههایی نظیر کود، گل و لای، ویروسها، رسوبات و باکتری است. لذا با بهره گیری از پلی الکترولیت در تصفیه آب میتوان به حذف ذرات و غلظت مواد جامد معلق در آب پرداخت.
بهتر است در راستای استفاده از این ماده شیمیایی ضرورت دارد دوز مشخصی از آن بهره گرفته شود. در ادامه از سری کاربردهای پلی الکترولیت آنیونی و کاتیونی را ذکر میکنیم:
- کاغذ سازی
- رنگرزی
- چرم سازی
- صنعت نفت و گاز و پتروشیمی
- تصفیه آب و فاضلاب
- تصفیه پسابهای صنعتی
شیوه عملکرد پلی الکترولیت کاتیونی در خصوص تصفیه آب و فاضلاب
یکی از کاربردهای اساسی پلی الکترولیت کاتیونی به تصفیه آب اختصاص دارد. از آنجایی که این نوع پلی الکترولیت دارای بار مثبت است به عنوان یک ماده شیمیایی منعقد کننده اولیه مورد استفاده قرار می گیرد.
بررسی ها حاکی از آن دارند که در اکثر موارد ناخالصیهای کلوئیدی در آب حاوی بارهای منفی هستند. با افزودن پلی الکترولتین کاتیونی با بار مثبت به آب، ناخالصی ها خنثی می گردند. زین پس برای تکمیل تصفیه آب دستگاه های اسمز معکوس، سانتریفیوژ و فیلتراسیون مورد استفاده قرار میگیرند.
زمانی که پلی الکترولیت کاتیونی در فاضلاب ترکیب میگردد، دستههای آمید فعال به صورت زنجیرهای از پلیمری بر روی سطح کلوئیدها در فاضلاب تعبیه میشوند و به ایجاد پل میپردازند. در طی این روند، آب از ساختار جدید خود خارج میشود.
جالب است بدانید که در وهله اول لختههایی کوچک شکل میگیرد و در ادامه فلاکهای بزرگ تر تشکیل میگردد. این فلاکها در افزایش روند شناور شدن در سیستمهای DAF، رسوب گذاری و شفاف کننده ها و آبگیری لجن نقش بسزایی دارند.
جهت دریافت مشاوره و اطلاعات بیشتر درمورد انواع خدمات تصفیه آب و فاضلاب، با شماره های موجود در وبسایت بیسوکو تماس بگیرید.
