کاربرد پلی الکترولیت در تصفیه فاضلاب

از آنجایی که تصفیه فاضلاب می‌تواند در سلامت شهری، تثبیت لجن، جلوگیری از بیماری‌ها، حفظ بهداشت محیط زیست و در مجموع جلوگیری از برهم خوردن تعادل محیط زیست اهمیت بسیاری داشته باشد، باید جدی گرفته شود و به بهترین شکل ممکن با مواد مناسب انجام شود. با این حال اغلب روش‌های تصفیه فاضلاب موجب ایجاد هزینه‌های بسیار زیاد و گزاف می‌شوند و از جهتی هم نمی‌توان اهمیت انجام این کار را نادیده گرفت.

به همین دلیل امروزه شاهد استفاده گسترده و روزافزون پلی الکترولیت در تصفیه فاضلاب و حتی تصفیه آب هستیم. پلی الکترولیت که دارای بعضی خصوصیات مشابه با الکترولیت‌ها است، گاهی با اسم پلی نمک هم شناخته می‌شود و به دلیل خصوصیات ویژه خود از جمله ویژگی منعقدکنندگی در صنعت تصفیه با استقبال و استفاده روزافزونی مواجه است. اما در مجموع پلی الکترولیت چیست و چه نوع کاربردی می‌تواند در زمینه تصفیه فاضلاب داشته باشد؟ این موارد سؤالاتی هستند که در این مطلب قصد پاسخ دادن به آن‌ها را داریم. با ما همراه باشید.

پلی الکترولیت چیست؟

به طور کلی پلی الکترولیت که گاهی با نام پلی آکریل آمید هم شناخته می‌شود، یک ترکیب پلیمری است و اغلب به‌عنوان کمک منعقدکننده مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ماده که دارای شکل ظاهری کریستالی یا بلوری شکل با رنگ سفید است، در اتر، آب، اتانول و کلروفرم حلال است. همچنین عمده دلیل به‌کارگیری و استفاده از این ماده پلیمری، سرعت تقریباً دو برابری ته نشین شدن آن در مقایسه با سایر مواد مشابهی است که به منظور کمک منعقدکننده یا لخته ساز مورد استفاده قرار می‌گیرند.

در نتیجه صنایع گوناگونی از جمله کاغذسازی، تصفیه آب، تصفیه فاضلاب، داروسازی، نساجی، کشاورزی و صنایع دیگری از این ماده در حالت پودری یا حتی مایع استفاده می‌کنند. با این وجود می‌توان گفت در حال حاضر استفاده و کاربرد پلی الکترولیت در تصفیه فاضلاب و آب از مهمترین کاربردها به شمار می‌رود؛ چراکه استفاده از آن در این زمینه موجب تأثیر در سایر زمینه‌ها و صنایع به‌ویژه حفاظت از محیط زیست، کشاورزی و پزشکی یا سلامتی هم می‌شود.

با این وجود شایان ذکر است که کلیه گریدهای این ماده در نوع صنعتی هستند و با وجود استفاده در تصفیه آب و داشتن تعدادی ویژگی مشابه به الکترولیت‌ها، از گرید خوراکی برخوردار نیست.

کاربرد پلی الکترولیت در تصفیه فاضلاب

امروزه که با بحران آلودگی محیط زیست به طور جدی مواجه هستیم و در هر جایی صحبت از آن است، بسیاری از شهرها و مناطق به اجبار برای تصفیه فاضلاب به استفاده از مقادیر زیادی از منعقدکننده‌هایی نظیر سولفات آلومینیوم روی آورده‌اند. با این حال استفاده از چنین ماده‌هایی مشکلات مربوط به خود را داشته است. برای مثال در تقریباً تمامی موارد نتایجی نامناسب و زمان‌بر را در کنار تولید لجن زیاد به دنبال داشته است. در مقابل پلی الکترولیت به‌عنوان راه‌حل این مشکل، نه‌تنها هیچ یک از موارد مذکور را ایجاد نمی‌کند، بلکه با مزایای خاصی نظیر سرعت ته نشینی بالا و تولید لجن کم به‌عنوان بهترین جایگزین محسوب می‌شود.

از طرفی باید توجه داشت که برای تصفیه آب و فاضلاب‌ها با بهره‌گیری از موادی نظیر سولفات آلومینیوم یا همان آلوم، به مقادیر زیادی نیاز بوده و با این وجود همچنان نتایج مناسبی ایجاد نمی‌شوند. این در حالی است که اگرچه استفاده از مقادیر زیاد پلی الکترولیت در تصفیه فاضلاب می‌تواند به ایجاد مسمومیت منتهی شود، اما در تقریباً تمامی موارد تنها با استفاده از مقادیر کم آن می‌توان تصفیه فاضلاب را به بهترین شکل انجام داد.

همچنین بخوانید: ابعاد کاغذ A0 تا A8

دلایل استفاده از پلی الکترولیت در تصفیه فاضلاب

اگر همچنان از کاربرد پلی الکترولیت در تصفیه فاضلاب یا آب درک کاملی به دست نیاورده‌اید یا نمی‌دانید چرا به‌عنوان جایگزین دیگر منعقدکننده‌های شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرد، بهتر است با دلایل استفاده از آن آشنا شوید. دلایل مختلفی موجب می‌شود که بسیاری از افراد فعال در این زمینه به استفاده از ماده پلیمری مذکور روی بیاورند و به تعدادی از آن‌ها اشاره کردیم اما به طور کلی مهمترین این دلایل را می‌توان به این شکل شرح داد:

1. کاهش هزینه‌ها: همان‌طور که گفته شد، استفاده از منعقدکننده‌های دیگر در اکثر موارد نیازمند دوز بالایی است تا حداقل بتوان نتیجه‌ای مقبول را به دست آورد. این کار علاوه‌بر اینکه به هزینه زیادی جهت تهیه منعقدکننده نیاز دارد، بلکه با ایجاد لجن زیاد و سایر موارد مشابه می‌تواند به هزینه‌های ثانویه و مجدد هم منتهی شود. در مقابل از آنجایی که کاربرد پلی الکترولیت در تصفیه فاضلاب مشکلات مذکور را به دنبال ندارد، هزینه‌های اضافی هم ایجاد نخواهد کرد. از این رو در موارد بسیاری موجب صرفه‌جویی حدود ۲۵ الی ۳۰ درصدی در هزینه‌ها می‌شود.
2. سرعت بالا: در بعضی موارد و با استفاده از روند و مواد خاص به جهت تصفیه فاضلاب و آب، این کار می‌تواند زمان زیادی ببرد و به‌ویژه اگر مقادیر مورد نظر زیاد باشد. در حالی که پلی الکترولیت سرعت تصفیه و آبگیری لجن بیشتری دارد و بالطبع این مسئله می‌تواند یکی از دلایل اصلی استفاده از آن در این زمینه باشد.
3. لجن کمتر: به مانند پلی آلومینیوم کلراید با استفاده از پلی آکریل آمید در زمینه تصفیه آب و فاضلاب پس از به اتمام رسیدن فرآیند تصفیه شاهد به‌جای ماندن لجن کمتری هستیم. همچنین جالب است بدانید که کاربرد آن در تصفیه آب در بسیاری از موارد موجب کاهش محتوای آلومینیوم هم می‌شود.
4. نیاز به دوز کمتر: یکی از دلایل مهم و اصلی استفاده یا کاربرد پلی الکترولیت در تصفیه فاضلاب مربوط به استفاده مقدار کمی از آن است. به این معنا که تنها با دوز کمی می‌توان مقادیر زیادی را تصفیه کرد و همچنان از نتایج سریع و مناسب رضایت داشت.
5. ایمنی مناسب: استفاده از ماده مذکور اگر به شکل صحیح و توسط افراد متخصص در این زمینه انجام شود، ایمنی مناسبی خواهد داشت و به عبارتی در اتمام فرآیند موجب ایجاد مواد یا ترکیبات خطرناک نخواهد شد. به این ترتیب افراد و شاغلان مربوط به این صنعت در کنار رعایت نکات ایمنی و بهداشتی می‌توانند در خصوص این مسئله اطمینان خاطر داشته باشند.

بیشتر بدانید: گرید مواد شیمایی

انواع پلی الکترولیت مورد استفاده در تصفیه فاضلاب

به طور کلی پلی الکترولیت دارای انواع مختلفی است و در مجموع هر یک از آن‌ها می‌توانند در زمینه خاصی مورد استفاده قرار گیرند. انواع آن بر اساس بار پلی الکترولیت در هنگام ترکیب شدن با آب، در سه دسته‌بندی قرار می‌گیرند. پلی الکترولیت کاتیونی، پلی الکترولیت آنیونی و پلی الکترولیت خنثی یا غیر یونی این سه نوع هستند که هر یک با توجه به بار خود در آب ایجاد می‌شوند و جزئیات مربوط به هر یک را در خصوص استفاده در تصفیه فاضلاب شرح خواهیم داد.

1. پلی الکترولیت کاتیونی

پلی الکترولیت کاتیونی موردی است که در آب دارای بار مثبت بوده و یکی از گروه‌های عاملی آن را می‌توان گروه آمونیوم به شمار آورد. بسیاری از افراد به دلایل ویژگی‌های خاص از جمله بار مثبت و چگالی بالا از آن برای اهداف و کاربردهای متعددی استفاده می‌کنند که تصفیه آب و فاضلاب از مهمترین آن‌ها به حساب می‌آید. همچنین در مواردی هم از آن به منظور تهیه مواد ضد میکروبی استفاده می‌شود.

2. پلی الکترولیت آنیونی

پلی الکترولیت آنیونی با برخورداری از بار منفی در آب به‌عنوان نقطه مقابل پلی الکترولیت کاتیونی به حساب می‌آید. این ماده پلیمری که با نام پلی آکریل آمید هم شناخته می‌شود، از خاصیت بسیار مهم لخته سازی برخوردار است. در نتیجه در صنایع بسیاری کاربرد و استفاده فراوان دارد که صنعت ساخت کاغذ یکی از مهمترین آن‌ها به شمار می‌رود. پلی الکترولیت آنیونی همچنین در تصفیه پساب‌های شهری، حفظ محیط زیست، نساجی، داروسازی، بازیافت روغن و کشاورزی کاربرد قابل‌توجهی دارد.

3. پلی الکترولیت غیر یونی

به طور کلی پلی الکترولیت غیر یونی در آب خنثی است و البته کاملاً محلول می‌باشد. این نوع پلی الکترولیت در فرآیندها و کاربردهای گوناگونی به‌عنوان یک لخته ساز کمکی مورد استفاده قرار می‌گیرد و به‌کارگیری در تصفیه فاضلاب یکی از کاربردهای اصلی آن است. این ماده می‌تواند با هدف شفاف سازی یا آب گیری لجن مورد استفاده قرار می‌گیرد.

نحوه تهیه پلی الکترولیت

به طور کلی و همان‌طور که اشاره شد، پلی الکترولیت در دو نوع پلی الکترولیت پودری و پلی الکترولیت مایع تهیه می‌شود. برای تهیه آن به آکریلیک اسید نیاز است و از طریق پلیمریزاسیون در دمای 60 درجه با استفاده از تجهیزات و لوازم مخصوص از جمله تابش مایکروویو تولید و تشکیل می‌شود.

در نتیجه این لخته ساز و منعقد کننده به منظور استفاده در صنعت تصفیه آب و فاضلاب یا سایر کاربردهای گوناگون ایجاد می‌شود. پس از افزودن دوز مورد نیاز آن به محلول یا آب و فاضلاب فرآیند لخته سازی و سپس ته نشینی که با سرعت به نسبت بالایی انجام می‌شود، آغاز می‌گردد.

جمع‌بندی 

در نهایت می‌توان گفت استفاده و به‌کارگیری این ماده پلیمری یا همان پلی الکترولیت در تصفیه فاضلاب و آب می‌تواند کمک شایانی در این صنعت باشد که مزایای مهمی نظیر سرعت بالا و نیاز به دوز کم را به دنبال می‌آورد. در نتیجه هر فرد فعال در صنعت مذکور می‌تواند وابسته به نیاز خود نوع مایع یا پودری آن را به‌راحتی و از مراکز معتبر تهیه کند. البته شایان ذکر است که خرید پلی الکترولیت حتماً باید از مراکز معتبری انجام شود که در کنار هزینه مناسب، بهترین بسته‌بندی را برای محصول انجام داده‌اند.