Emulsi Poliakrilamida Kationik untuk Pengolahan Air Limbah

Logika inti dalam pemilihan berat molekul poliakrilamida kopolimerisasi (PAM) berdasarkan sifat lumpur adalah untuk menyesuaikan dispersibilitas, proporsi air terikat, karakteristik permukaan, dan viskositas partikel lumpur. Dengan menyeimbangkan kemampuan menjembatani dan viskositas larutan poliakrilamida PAM dalam air limbah, flokulasi dan dewatering yang efisien dapat dicapai. 

1. Konsentrasi Lumpur (SS, Suspended Solid Content) Konsentrasi lumpur secara langsung menentukan jarak antar partikel dan tingkat kesulitan pencampuran, dan merupakan dasar utama dalam memilih berat molekul: 

Lumpur Konsentrasi Rendah

Karakteristik: Partikelnya jarang, sangat terdispersi, dan jarak antar partikelnya besar. Rantai molekul yang panjang diperlukan untuk menghubungkan partikel terdispersi menjadi flok. 

Berat Molekul yang Cocok dari emulsi polimer poliakrilamid: Berat molekul tinggi (18 - 25 juta). 

Alasan: Kopolimerisasi rantai panjang poliakrilamida dapat menyerap banyak partikel dalam jarak yang lebih jauh, membentuk gumpalan besar dan padat (ukuran partikel 1-3 mm), mempercepat sedimentasi atau pengeringan. 

Lumpur Konsentrasi Sedang (1% ≤ SS ≤ 5%, seperti lumpur campuran kota) 

Karakteristik: Kepadatan partikel sedang, dengan partikel terdispersi dan sejumlah kecil agregat alami. Keseimbangan antara kemampuan menjembatani dan fluiditas larutan diperlukan. Berat Molekul Poliakrilamida Kopolimerisasi yang Sesuai: Berat molekul sedang (12-18 juta).

Alasan: Rantai dengan panjang sedang dapat memperhitungkan penyambungan partikel dan pencampuran yang seragam, sehingga menghindari viskositas tinggi dari poliakrilamida kopolimerisasi berbobot molekul tinggi yang menyebabkan penyisipan lokal (air terperangkap di dalam flok) atau penjembatanan yang tidak memadai dari poliakrilamida berbobot molekul rendah (PAM) dalam penggunaan air limbah. Untuk lumpur perkotaan (SS = 3%), menggunakan poliakrilamida kopolimerisasi dengan berat molekul 15 juta, kadar air pada filter cake 3%-5% lebih rendah dibandingkan PAM dengan berat molekul 20 juta. 

Lumpur Konsentrasi Tinggi (SS > 5%, seperti lumpur kimia, lumpur pembuatan kertas)

Karakteristik: Partikelnya padat dan sangat kental (mirip pasta), dan poliakrilamida kopolimerisasi sulit menembus ke bagian dalam, mudah membentuk lapisan "shell di permukaan (hanya lapisan luar yang menggumpal, dan air di dalamnya tidak dapat dipisahkan). 

Berat Molekul yang Cocok untuk kopolimerisasi poliakrilamida: Berat molekul rendah (8 - 12 juta). 

Alasan: Poliakrilamida kopolimerisasi rantai pendek memiliki viskositas rendah (pada konsentrasi yang sama, viskositas poliakrilamida kopolimerisasi dengan berat molekul 8 juta hanya 1/3 dari viskositas PAM dengan berat molekul 20 juta), yang dapat dengan cepat menembus ke dalam lumpur, menyerap partikel secara merata, dan menghindari penutupan permukaan. Untuk lumpur pembuatan kertas tertentu (SS = 6%), penggunaan PAM dengan berat molekul 10 juta mempersingkat waktu pelarutan hingga 50% dan meningkatkan efisiensi pengeringan hingga 20% dibandingkan dengan emulsi polimer poliakrilamida dengan berat molekul 18 juta. 

2. Kandungan Bahan Organik (Rasio VS/TS) 

Kandungan bahan organik mencerminkan proporsi flok biologis (seperti EPS) dalam lumpur, yang secara langsung memengaruhi karakteristik permukaan partikel dan proporsi air terikat: 

Lumpur Bahan Organik Tinggi (VS/TS > 60%, seperti lumpur aktif berlebih, lumpur kota)

Karakteristik: Mengandung sejumlah besar polimer ekstraseluler (EPS), dengan partikel halus (ukuran partikel < 50μm), proporsi air terikat yang tinggi (> 30%), muatan negatif yang kuat di permukaan, dan mudah tersebar. 

Berat Molekul yang Cocok untuk emulsi polimer poliakrilamid: Berat molekul sedang tinggi (15 - 22 juta).

Alasan: Penghalang koloid yang dibentuk oleh EPS membutuhkan emulsi polimer poliakrilamida rantai panjang untuk menembusnya. Melalui kemampuan menjembatani yang lebih kuat, stabilitas koloid terganggu, dan partikel halus menggumpal menjadi flok yang tahan geser. Misalnya, untuk lumpur berlebih perkotaan (VS/TS = 70%), penggunaan flokulan cair kationik dengan berat molekul 18 juta (derajat ionik 30%) dan pengkondisian dengan PAC, SS supernatan setelah dewatering sentrifugal berkurang dari 200 mg/L menjadi 80 mg/L.

Lumpur dengan Kandungan Bahan Organik Rendah (VS/TS < 40%, seperti lumpur anorganik, lumpur ruang pasir)

Karakteristik: Terutama terdiri dari partikel anorganik (pasir, tanah, mineral), dengan partikel kasar (ukuran partikel > 100μm), air yang terikat lebih sedikit, muatan permukaan lemah, dan mudah mengendap secara alami. 

Berat Molekul yang Cocok untuk flokulan cair kationik: Berat molekul rendah sedang (8-15 juta).

Alasan: Partikel-partikel tersebut mudah menggumpal dan tidak memerlukan rantai molekul yang terlalu panjang. Rantai pendek flokulan cair kationik dengan berat molekul rendah dan sedang dapat mencapai ikatan yang efektif, dan karakteristik viskositasnya yang rendah dapat menghindari penyumbatan kain saring. Untuk lumpur tambang tertentu (VS/TS = 30%), penggunaan flokulan cair anionik dengan berat molekul 10 juta, kecepatan filtrasi tekanannya 25% lebih cepat dibandingkan dengan penggunaan poliakrilamida PAM dengan berat molekul 18 juta dalam air limbah. 

3. Ukuran Partikel dan Luas Permukaan Spesifik Semakin halus partikel dan semakin besar luas permukaan spesifik, semakin panjang rantai molekul yang dibutuhkan untuk menutupi dan menghubungkan partikel.

Lumpur Partikel Halus (ukuran partikel < 50μm, seperti lumpur biokimia, lumpur pencetakan dan pewarnaan)

Karakteristik: Memiliki luas permukaan spesifik yang besar (ssstt 1000 cm²/g), energi permukaan yang tinggi, dan mudah menyerap molekul air untuk membentuk koloid yang stabil. Gaya penghubung yang kuat diperlukan untuk memecah stabilitasnya. 

Berat Molekul yang Cocok untuk emulsi polimer poliakrilamid: Berat molekul sedang tinggi (15 - 20 juta). 

 Lumpur Partikel Kasar (ukuran partikel > 100μm, seperti lumpur ruang pasir, lumpur pembuatan baja)

Karakteristik: Memiliki luas permukaan spesifik yang kecil (< 500 cm²/g), dan partikel mudah bertabrakan dan menggumpal, dengan kebutuhan rendah untuk menjembatani panjang rantai.

Berat Molekul yang Cocok untuk emulsi polimer poliakrilamid: Berat molekul rendah-sedang (8 - 15 juta). 

4. Nilai pH dan Lingkungan Ionik 

Nilai pH dan kekuatan ionik lumpur akan mempengaruhi pelarutan, stabilitas muatan, dan kemampuan adsorpsi emulsi polimer poliakrilamid, yang secara tidak langsung mempengaruhi pemilihan berat molekul. 

Lumpur Asam Kuat (pH < 4, seperti lumpur pengawetan kimia)

Karakteristik: Konsentrasi H⁺ tinggi, yang dapat menyebabkan hidrolisis PAM anionik (pemecahan rantai molekul), dan flokulan cair kationik lebih stabil dalam lingkungan asam.

Berat Molekul yang Cocok untuk emulsi polimer poliakrilamid: Berat molekul sedang (12 - 16 juta) (untuk menghindari putusnya rantai dan kegagalan flokulan cair kationik berat molekul tinggi dalam lingkungan asam). 

Alasan: Rantai dengan panjang sedang lebih stabil dalam lingkungan asam dan dapat memenuhi persyaratan penjembatanan dasar pada saat yang bersamaan. 

Lumpur yang sangat basa (pH > 10, seperti lumpur yang dikondisikan dengan kapur)

Karakteristik: OH⁻ akan meningkatkan kekakuan partikel lumpur (seperti partikel Ca(OH)₂ yang terbentuk oleh kapur), dan poliakrilamida rantai panjang PAM dalam penggunaan air limbah diperlukan untuk menghubungkan partikel kaku yang terdispersi. 

Berat Molekul yang Cocok: Berat molekul tinggi (20 - 25 juta). 

Lumpur Garam Tinggi (seperti lumpur desalinasi, lumpur air limbah yang diawetkan)

Karakteristik: Kekuatan ionik tinggi memampatkan lapisan listrik ganda, partikel mudah menggumpal tetapi flok longgar, dan panjang rantai yang tepat diperlukan untuk meningkatkan kekuatan flok. 

Berat Molekul yang Cocok untuk flokulan cair kationik: Berat molekul sedang (12 - 18 juta) (untuk menghindari peningkatan viskositas yang tidak normal pada flokulan cair kationik berat molekul tinggi akibat penggaraman).

Atribut khusus industri:

Atribut Lainnya:

Kemampuan Pasokan:

Waktu tunggu:

Lokakarya sintesis Jiufang Tech

Laboratorium Jiufang