پلي الكتروليت (Polyelectrolyte) يا پلي آكريل آميد يكي از منعقدكننده هاي بسيار قوي مي باشد كه در صنايع مختلف از قبيل تصفيه آب و فاضلاب مورد استفاده قرار ميگيرد. اين مواد پليمري تركيباتي خطي از مونومرها مي باشند كه بر اساس بار الكتريكي آنها تقسيم بندي مي گردند. نقش اين مواد در لخته سازي و انعقاد ذرات كلوئيدي و معلق در پساب ها، جذب ذرات با بارهاي يوني مثبت و منفي و خنثي و اتصال آنها به يكديگر مي باشد.
انواع پلي الكتروليت
يكي از بزرگترين چالش ها در فرآيند تصفيه آب و فاضلاب، عدم ته نشين شدن ذرات با بار منفي و مثبت معلق مي باشد. به همين دليل از برخي مواد منعقد كننده يا لخته ساز در فرآيند زلال سازي آب و تصفيه فاضلاب استفاده ميشود. پلي الكتروليت (Polyelectrolyte) يكي از پليمرهاي بسيار كاربردي با زنجيره طولاني و قدرت واكنش پذيري بالا مي باشد كه قادر است ذرات باردار معلق را خنثي نموده و منجر به اتصال آنها به يكديگر و تشكيل لايه هاي بزرگ از مواد لخته شده گردد. اين مواد منعقد كننده به صورت پودر و محلول و ژل در دسترس بوده و در صنايع مختلف مورد استفاده قرار ميگيرند و به شدت به آب علاقه مند بوده و قادر به توليد محلول هاي آبي با غلظت زياد هستند. با توجه به بار يوني اين ذرات لازم است از انواع مختلف پلي الكتروليت استفاده شود. در حالت كلي بر اساس دنباله كاتيوني يا آنيوني متصل به ساختار پلي آكريل آميد، مي توان انواع پلي الكتروليت را به سه گروه تقسيم بندي نمود كه عبارتند از:
- پلي الكتروليت كاتيوني (cationic)
- پلي الكتروليت آنيوني (anionic)
- پلي الكتروليت خنثي يا نانيوني (non-ionic)
نوع كاتيوني پلي آكريل آميد (PAM) قادر است ذراتي مانند شن و ماسه كه داراي بار منفي هستند را به خود جذب كند و در مقابل، پلي آكريل آميد آنيوني قادر به جذب ذرات ارگانيك كه داراي بار مثبت هستند مي باشد. از مهم ترين ويژگي هاي هر يك از اين سه گروه مي توان به موارد زير اشاره نمود:
- قدرت بالا در واكنش پذيري با ذرات باردار و بدون بار معلق
- وزن مولكولي بالا
- افزايش سرعت ته نشيني مواد معلق
فرايند لخته سازي با پلي الكتروليت
همان طور كه اشاره شد، اصلي ترين دليل براي استفاده از پلي آكريل آميد، قدرت بالاي آن در انعقاد ذرات جامد و معلق مي باشد. با ورود پليمرهاي PAM به تصفيه خانه يا مخازن نگهداري از آب و پساب هاي صنعتي و نيمه صنعتي، ذرات با بار مثبت جذب پلي الكتروليت آنيوني و ذرات با بار منفي جذب كاتيوني مي گردند. در اين شرايط پليمرها در نقش يك اتصال دهنده بين ذرات معلق عمل ميكنند و منجر به ايجاد زنجيره و لايه هاي بزرگ مي گردند. در نهايت، با سنگين شدن وزن لايه هاي لخته شده ذرات معلق به كف مخزن يا استخر تصفيه شده و به مرور با تجهيزات مختلف لجن توليد شده در اين گام تخليه مي گردد.
كاربردهاي پلي الكتروليت
قدرت بسيار بالا پلي الكتروليك كاتيوني و آنيوني و نوع بدون بار آن در جذب ذرات باردار معلق در آب، باعث ميشود تا از اين گروه مواد منعقد كننده در صنايع مختلف استفاده شود. اين مواد بيشتر براي انعقاد ذرات معلق در دماي حدود 12 درجه سانتي گراد مورد استفاده قرار ميگريند. برخي از رايج ترين كاربردهاي اين منعقد كننده پليمري عبارتند از:
- زلال سازي آب آشاميدني با حذف ذرات شن و ماسه معلق در آن
- افزايش كيفيت پساب هاي صنعتي و بهداشتي با از بين بردن ذرات معلق
- استفاده در كارخانجات توليد شكر و منعقد شدن ذرات جامد معلق
- حذف ذرات چربي و روغن و گريس در كارخانجات توليد صنايع فولادي
- حذف رنگ در صنايع پتروشيمي
- از بين بردن ذرات كلوئيدي، چربي و روغن موجود در فاضلاب پالايشگاه ها
- افزايش ضريب جذب خاك كشاورزي
- استفاده از پلي آكريل آميد در صنايع توليد كاغذ
- جداسازي ذرات چربي در فرآيندهاي مختلف توليد مواد غذايي، داروسازي و بهداشتي و آرايشي
- استفاده از پلي آكريل آميد در توليد سموم دفع آفات
- مورد استفاده در صنعت چاپ به عنوان ماده منعقد كننده
مزيت استفاده از پلي الكتروليت
كاربرد پلي الكتروليت بسيار گسترده مي باشد و از آن مي توان در حوزه تصفيه آب و فاضلاب و همچنين صنايع مختلف استفاده نمود كه دليل اصلي كاربرد زياد آن، مزاياي اين مواد منعقد كننده پليمري مي باشد. از مهم ترين مزيت هاي Polyelectrolyte مي توان به گزينه هاي زير اشاره نمود:
- حذف آب در فرآيند اتصال ذرات معلق به يكديگر منجر به توليد لجن با آب كمتر مي گردد
- استفاده از اين مواد پليمري منعقد كننده منجر به افزايش و تغيير TDS آب نمي گردد
- لجن توليد شده با اين مواد بسيار كمتر از ساير مواد منعقد كننده مي باشد
- كاهش مقدار مصرف مواد منعقد كننده به دليل واكنش پذيري بالا
- خاصيت اسيدي پايين لجن توليدي در مقايسه با ساير مواد منعقد كننده
- قابليت حذف مواد ارگانيك و كاهش سطح ميكروارگانيسم هاي مضر براي سلامتي بدن
- عدم نياز به تنظيم كننده هاي PH
- افزايش سرعت ته نشيني مواد معلق
خريد پلي الكتروليت
توليد پلي الكتروليت به صورت پودر، محلول و ژل صورت مي گيرد و در صنايع مختلف از آن استفاده مي گردد. نكته بسيار مهم اين كه، در حال حاضر اين مواد منعقد كننده پليمري در ايران توليد نشده و محصولي وارداتي به شمار مي روند. گروه مهر آذر يكي از تامين كننده هاي شناخته شده اين مواد مي باشد كه به چند دليل مهم مي تواند يكي از گزينه هاي مناسب براي خريد پلي الكتروليت محسوب گردد. با توجه به نوع ذرات معلق در آب و پساب هاي صنعتي و بهداشتي، مقدار و ظرفيت تصفيه خانه و ساير شرايط محيطي، مي توان گزينه هاي مختلفي را براي خريد پلي الكتروليت انتخاب كرد.