พอลิเมอร์ชนิดใดที่ใช้เป็นสารตกตะกอน?

ขั้นตอนสำคัญในกระบวนการบำบัดน้ำเสียคือการตกตะกอนและการตกตะกอนของของแข็งแขวนลอย ซึ่งเป็นกระบวนการที่ต้องอาศัยสารเคมีที่เรียกว่าสารตกตะกอนเป็นหลัก ในขั้นตอนนี้ โพลิเมอร์มีบทบาทสำคัญ ดังนั้นจึงเรียกว่า PAM หรือโพลีเอมีน บทความนี้จะเจาะลึกถึงเรื่องทั่วไปสารตกตะกอนโพลีเมอร์, การประยุกต์ใช้พอลิเมอร์เป็นสารจับตะกอนในการบำบัดน้ำเสีย และหน้าที่ของสารดังกล่าว

สารตกตะกอนโพลิเมอร์ที่นิยมใช้มีอะไรบ้าง?

สารตกตะกอนโพลีเมอร์ที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ โพลีเมอร์ที่มีประจุบวก โพลีเมอร์ที่มีประจุลบ และโพลีเมอร์ที่ไม่มีประจุ โพลีเมอร์เหล่านี้สามารถหาได้จากวิธีการสังเคราะห์ที่แตกต่างกัน และมีโครงสร้างที่มีประจุบวกและโครงสร้างแบบกิ่งก้านที่แตกต่างกัน ในการใช้งานจริง จำเป็นต้องเลือกสารตกตะกอนโพลีเมอร์ที่เหมาะสมตามสภาพเฉพาะของน้ำเสียเพื่อให้ได้ผลการบำบัดที่ดีที่สุด PAM หรือ polyDADMAC ใช้กันอย่างแพร่หลายในการบำบัดน้ำเสียในอุตสาหกรรม โพลีอะคริลาไมด์เป็นสารตกตะกอนที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในโลก โพลีเมอร์ที่ละลายน้ำได้เหล่านี้เป็นสารสังเคราะห์และสามารถออกแบบให้เหมาะกับการใช้งานเฉพาะได้ โดยมีน้ำหนักโมเลกุล ความหนืด ระดับประจุที่แตกต่างกัน รูปแบบที่แตกต่างกัน เช่น อนุภาค อิมัลชัน เป็นต้น PolyDADMAC ใช้กันอย่างแพร่หลายในน้ำประปา การตกตะกอนน้ำดิบ การขจัดน้ำตะกอน อุตสาหกรรมกระดาษ อุตสาหกรรมการพิมพ์และการย้อมสี

การใช้สารตกตะกอนในการบำบัดน้ำเสีย

เป้าหมายหลักของการบำบัดน้ำเสียคือการกำจัดสารมลพิษ เช่น ของแข็งแขวนลอย สารอินทรีย์ที่ละลายน้ำได้ และอนุภาคคอลลอยด์ออกจากน้ำเพื่อปรับปรุงคุณภาพน้ำ ในกระบวนการนี้ สารตกตะกอนมีบทบาทสำคัญ การใช้สารตกตะกอนสามารถทำให้อนุภาคขนาดเล็กและสารคอลลอยด์ในน้ำรวมตัวเป็นก้อนขนาดใหญ่ขึ้น ซึ่งสามารถกำจัดออกได้ง่ายขึ้นด้วยการตกตะกอนหรือการกรอง ซึ่งไม่เพียงแต่จะช่วยปรับปรุงคุณภาพน้ำเท่านั้น แต่ยังช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการบำบัดและลดต้นทุนการบำบัดได้อีกด้วย

ทำไมโพลิเมอร์จึงสามารถสร้างสารตกตะกอนได้

พอลิเมอร์สามารถใช้เป็นสารตกตะกอนได้ เนื่องจากมีน้ำหนักโมเลกุลสูงและมีโครงสร้างหลายแขนง คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้พอลิเมอร์สามารถดูดซับอนุภาคได้ดีขึ้น ทำให้เกิดกลุ่มอนุภาคขนาดใหญ่ขึ้นและสามารถตกตะกอนได้อย่างรวดเร็ว นอกจากนี้ พอลิเมอร์ยังสามารถกำจัดแรงผลักทางไฟฟ้าสถิตระหว่างอนุภาคได้โดยการทำให้ประจุเป็นกลาง ซึ่งช่วยให้อนุภาคเข้าใกล้และรวมตัวเป็นกลุ่มเดียวกันได้

กลไกการออกฤทธิ์ของพอลิเมอร์ในระบบบำบัดน้ำเสีย

กลไกการทำงานของพอลิเมอร์ในฐานะสารตกตะกอนสามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ขั้นตอน ได้แก่ การทำให้ประจุเป็นกลาง การจับตัวเป็นก้อน และการจับตัวเป็นก้อน ขั้นแรก พอลิเมอร์จะกำจัดแรงผลักทางไฟฟ้าสถิตระหว่างอนุภาคผ่านการทำให้ประจุเป็นกลาง ซึ่งจะทำให้อนุภาคสามารถเคลื่อนที่เข้ามาได้ จากนั้น พอลิเมอร์จะเชื่อมอนุภาคเข้าด้วยกันเพื่อสร้างก้อนที่ใหญ่ขึ้นผ่านการจับตัวเป็นก้อน ในที่สุด ก้อนเหล่านี้จะรวมตัวกันและตกตะกอนในน้ำผ่านการกระทำแบบกวาดของตาข่าย

ปัจจัยที่มีผลต่อประสิทธิภาพของพอลิเมอร์ในการบำบัดน้ำเสีย

มีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการบำบัดน้ำเสียด้วยโพลีเมอร์ เช่น ประเภทของโพลีเมอร์ ปริมาณการใช้ ค่า pH อุณหภูมิ ความเร็วในการกวน เป็นต้น โดยประเภทและปริมาณโพลีเมอร์ถือเป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุดประการหนึ่ง โพลีเมอร์แต่ละประเภทมีคุณสมบัติประจุและการกระจายน้ำหนักโมเลกุลต่างกัน ดังนั้น จึงจำเป็นต้องเลือกประเภทและปริมาณโพลีเมอร์ที่เหมาะสมสำหรับน้ำเสียแต่ละประเภทเพื่อให้ได้ผลการบำบัดที่ดีที่สุด นอกจากนี้ ปัจจัยต่างๆ เช่น ค่า pH อุณหภูมิ และความเร็วในการกวนยังส่งผลต่อประสิทธิภาพการบำบัดด้วย และจำเป็นต้องกำหนดเงื่อนไขที่เหมาะสมที่สุดผ่านการทดลอง

พอลิเมอร์มีบทบาทสำคัญในการเป็นตัวจับตะกอนในการบำบัดน้ำเสีย ความเข้าใจเชิงลึกเกี่ยวกับกลไกการทำงานและปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อพอลิเมอร์สามารถให้การสนับสนุนทางทฤษฎีและแนวทางปฏิบัติที่สำคัญสำหรับการปรับกระบวนการบำบัดน้ำเสียให้เหมาะสมและปรับปรุงประสิทธิภาพการบำบัด ในอนาคต ด้วยการปรับปรุงข้อกำหนดการปกป้องสิ่งแวดล้อมอย่างต่อเนื่องและความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี เชื่อกันว่าการประยุกต์ใช้พอลิเมอร์ในการบำบัดน้ำเสียจะมีขอบเขตและเชิงลึกมากขึ้น