ما هي استخدامات البولي أكريلاميد في معالجة المياه؟

بولي أكريلاميدالبولي أكريلاميد (PAM) بوليمر ذو وزن جزيئي عالٍ يُستخدم على نطاق واسع في عمليات معالجة المياه في مختلف المجالات. يتميز بتنوع أوزانه الجزيئية، وخصائصه الأيونية، وبنيته، مما يجعله مناسبًا لمختلف سيناريوهات الاستخدام، بل ويمكن تخصيصه لحالات خاصة. من خلال التعادل الكهربائي وامتصاص البوليمر وربطه، يُعزز البولي أكريلاميد التكتل السريع وترسيب الجسيمات العالقة، مما يُحسّن جودة المياه. ستتناول هذه المقالة بالتفصيل التطبيقات والآثار المحددة للبولي أكريلاميد في معالجة المياه في مختلف المجالات.

في معالجة مياه الصرف الصحي المنزلية، يُستخدم البوليمر المنشط (PAM) بشكل أساسي في عملية التلبيد والترسيب وتجفيف الحمأة. من خلال معادلة الخصائص الكهربائية واستخدام تأثيرات الربط الامتزازي، يُسرّع البوليمر المنشط عملية تكتل المواد الصلبة العالقة في الماء لتكوين كتل من جزيئات كبيرة. يسهل ترسيب هذه الكتل وترشيحها، مما يُزيل الشوائب من الماء بفعالية ويحقق هدف تنقية المياه. يُساهم استخدام البوليمر المنشط في تحسين كفاءة معالجة مياه الصرف الصحي وخفض تكاليفها.

في مجال صناعة الورق، يُستخدم البولي أكريلاميد (PAM) بشكل أساسي كعامل مساعد للاحتفاظ، وعامل مساعد للترشيح، ومشتت، وغيرها. بإضافة البولي أكريلاميد، يمكن تحسين معدل احتفاظ الورق بالحشوات والألياف الدقيقة، مما يقلل من استهلاك المواد الخام، ويعزز قابلية الترشيح وأداء تجفيف اللب. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام البولي أكريلاميد كمثبت بوليمري غير سيليكوني في عملية التبييض، مما يحسن بياض الورق ولمعانه.

في معالجة مياه الصرف الصحي لمصانع الكحول،باميُستخدم بشكل أساسي في عملية تجفيف الحمأة. أما في عمليات إنتاج الكحول باستخدام مواد خام مختلفة، وفي عمليات معالجة مياه الصرف الصحي، فمن الضروري اختيار بولي أكريلاميد كاتيونى ذي أيونية ووزن جزيئي مناسبين. ويُعدّ اختبار الاختيار من خلال التجارب المخبرية في الكؤوس أحد الطرق الشائعة الاستخدام.

تتطلب مياه الصرف الصحي الناتجة عن صناعة الأغذية، بمحتواها العالي من المواد العضوية والمواد الصلبة العالقة، أساليب معالجة مناسبة. وتشمل الطرق التقليدية الترسيب الفيزيائي والتخمر الكيميائي الحيوي. إلا أنه في التطبيقات العملية، غالباً ما تكون المواد البوليمرية المُرَسِّبة ضرورية لتجفيف الحمأة وغيرها من عمليات المعالجة. ومعظم المواد المُرَسِّبة المستخدمة في هذه العملية هي منتجات من سلسلة بولي أكريلاميد كاتيونية. ويتطلب اختيار منتج بولي أكريلاميد مناسب مراعاة تأثير تغير المناخ (درجة الحرارة) على اختيار المادة المُرَسِّبة، واختيار الوزن الجزيئي المناسب وقيمة الشحنة بناءً على حجم الندف المطلوب لعملية المعالجة، بالإضافة إلى عوامل أخرى. كما ينبغي إيلاء اهتمام خاص لمتطلبات العملية والمعدات واستخدام المواد المُرَسِّبة.

في مياه الصرف الناتجة عن عمليات الإلكترونيات والطلاء الكهربائي، يُستخدم البولي أكريلاميد بشكل أساسي كـمادة مُرَسِّبةوالمُرسب. من خلال معادلة الخصائص الكهربائية واستخدام تأثيرات التجسير الامتزازي، يستطيع البوليمر النشط (PAM) تجميع وترسيب أيونات المعادن الثقيلة في مياه الصرف الصحي بسرعة. في هذه العملية، من الضروري عادةً إضافة حمض الكبريتيك إلى مياه الصرف الصحي لضبط قيمة الرقم الهيدروجيني إلى 2-3، ثم إضافة عامل مُختزل. في خزان التفاعل التالي، يُستخدم هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) أو هيدروكسيد الكالسيوم (Ca(OH)2) لضبط قيمة الرقم الهيدروجيني إلى 7-8 لتكوين رواسب هيدروكسيد الكروم (Cr(OH)3). بعد ذلك، يُضاف مُخثِّر لترسيب هيدروكسيد الكروم وإزالته. من خلال عمليات المعالجة هذه، يُساعد البوليمر النشط (PAM) على تحسين كفاءة معالجة مياه الصرف الصحي الناتجة عن عمليات الإلكترونيات والطلاء الكهربائي، والحد من أضرار أيونات المعادن الثقيلة على البيئة.