Emulsi CPAM Untuk Pengolahan Air Limbah

Efek flokulasi CPAM cair ikatan silang merupakan hasil interaksinya dengan polutan dalam limbah, seperti partikel koloid, emulsi minyak mentah, dan padatan tersuspensi. Efek ini dipengaruhi oleh berbagai faktor, termasuk sifat agen itu sendiri, parameter lingkungan limbah, dan kondisi operasi. 

Faktor-faktor yang mempengaruhi secara spesifik adalah sebagai berikut: 

1. Sifat CPAM sebagai agen pengolahan air

Struktur molekul dan sifat fisikokimia cairan CPAM menjadi dasar penentuan efek flokulasi cairan CPAM, terutama meliputi parameter-parameter berikut: 

1). Tingkat Ikatan Silang Cairan CPAM

Derajat ikatan silang mengacu pada kerapatan ikatan silang antara rantai molekul, yang secara langsung memengaruhi kekompakan struktur jaringan tiga dimensi. 

Jika kadar cairan CPAM terlalu rendah: Struktur tiga dimensinya longgar, dengan kekuatan mekanis yang buruk dan ketahanan geser yang lemah. Struktur ini rentan pecah pada kondisi aliran tinggi atau pengadukan, sehingga mengakibatkan penurunan kemampuan menjembatani dan flok mudah pecah. 

Jika tingkat ikatan silang terlalu tinggi: Rantai molekul cairan CPAM menjadi terlalu kaku, dan kelarutannya menurun (bahkan mungkin sulit larut). Cairan ini tidak dapat terdispersi sempurna dalam limbah untuk berkontak dengan polutan, dan struktur jaringan yang terlalu padat dapat menghambat enkapsulasi dan adsorpsi partikel koloid, yang mengakibatkan penurunan efisiensi flokulasi. 

2) Derajat Kationik Cairan CPAM

Derajat kationik cairan CPAM menentukan kemampuan penetralan muatan dan secara langsung memengaruhi efisiensi penyerapan polutan bermuatan negatif (seperti emulsi minyak mentah, partikel tanah liat). 

3). Berat Molekul Cairan CPAM

Berat molekul cairan CPAM memengaruhi panjang rantai molekul dan efek hambatan sterik. 

Ketika berat molekulnya besar: Rantai cairan CPAM lebih panjang, dan kemampuan menjembataninya lebih kuat, sehingga dapat menghubungkan lebih banyak partikel koloid untuk membentuk flok yang lebih besar. Namun, berat molekul yang terlalu tinggi dapat menyebabkan penurunan kelarutan, dan rentan pecah dalam lingkungan dengan geseran tinggi. 

Bila berat molekularnya kecil: Rantai cairan CPAM pendek, kemampuan menjembatani lemah, flok kecil, dan sedimentasi lambat. 

Dalam aplikasi praktis, berat molekul yang sesuai (biasanya antara 1 juta-10 juta) perlu dipilih berdasarkan laju aliran limbah (kekuatan geser) dan ukuran partikel polutan. 

2. Parameter Kualitas Air Limbah 

Limbah ladang minyak memiliki komposisi yang kompleks (mengandung minyak, padatan tersuspensi, salinitas tinggi, suhu tinggi, dll.), dan karakteristik kualitas airnya secara langsung memengaruhi interaksi antara cairan CPAM dan polutan:

1). Nilai pH: Nilai pH mempengaruhi derajat disosiasi gugus cairan CPAM dan muatan permukaan polutan, sehingga mengubah efek flokulasi.

 2) Suhu: Suhu mempengaruhi mobilitas molekul dan stabilitas struktural cairan CPAM: 

Pada suhu rendah (<20℃): Rantai molekul cairan CPAM bergerak lambat, kemungkinan tumbukan dengan polutan berkurang, laju reaksi flokulasi melambat, dan waktu pembentukan flok diperpanjang. 

Pada suhu tinggi (>80℃): Meskipun dapat mempercepat pergerakan molekul, hal itu dapat menyebabkan degradasi parsial pada struktur ikatan silang cairan CPAM (terutama ketika ikatan silang lemah), menghancurkan struktur jaringan tiga dimensi dan mengurangi resistensi geser. 

Pada saat yang sama, suhu tinggi dapat membuat emulsi minyak mentah lebih stabil, sehingga meningkatkan kesulitan flokulasi. - Kemampuan beradaptasi: Untuk pembuangan limbah sumur dalam di ladang minyak (60 - 120℃), pengikat silang yang tahan suhu tinggi (seperti CCPAM yang diikat silang dengan epiklorohidrin) perlu dipilih untuk menghindari kegagalan struktural pada suhu tinggi. 

3). Salinitas (Kekuatan Ionik): Limbah ladang minyak mengandung konsentrasi tinggi Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Cl⁻, dll. 

4) Jenis dan Konsentrasi Polutan - Muatan permukaan polutan: Kemampuan adsorpsi cairan CPAM terhadap emulsi minyak mentah (bermuatan negatif kuat), partikel lempung (bermuatan negatif), dan serpihan bakteri (bermuatan negatif) dalam limbah ladang minyak berbeda-beda. 

3. Kondisi Proses Operasi Parameter operasi proses flokulasi secara langsung mempengaruhi dispersi, reaksi, dan pembentukan flok cairan CPAM: 

1). Dosis: Dosis merupakan faktor kunci yang mempengaruhi efek flokulasi: 

Dosis tidak mencukupi: Tidak dapat sepenuhnya menetralkan muatan polutan atau menjembatani, sehingga menghasilkan flok kecil, kekeruhan tinggi, dan kandungan minyak tinggi dalam limbah. 

Dosis berlebih: Molekul cairan CPAM yang berlebihan teradsorpsi pada permukaan partikel, membentuk enkapsulasi muatan positif. Partikel terdispersi kembali karena tolakan muatan yang sama (yaitu, stabilisasi), dan pada saat yang sama, hal ini meningkatkan biaya agen dan nilai COD limbah. 

Dosis optimal: Perlu ditentukan melalui uji jar. Biasanya, untuk limbah ladang minyak, dosisnya adalah 5-50 mg/L (disesuaikan secara khusus dengan konsentrasi polutan dan kinerja cairan CPAM).  

2) Intensitas dan Waktu Pengadukan - Tujuan pengadukan adalah untuk mendistribusikan cairan CPAM secara merata dan memastikannya sepenuhnya berkontak dengan polutan, tetapi intensitas dan waktu pengadukan perlu dikontrol: 

Tahap pencampuran (1 - 5 menit setelah pemberian dosis): Pengadukan dengan intensitas sedang hingga tinggi (kecepatan putaran 100 - 300 r/menit) diperlukan untuk memastikan penyebaran agen yang merata dan menghindari konsentrasi lokal yang berlebihan. 

Tahap flokulasi (5 - 20 menit setelah pencampuran): Pengadukan intensitas rendah (kecepatan putaran 30 - 60 r/menit) diperlukan untuk mendorong pertumbuhan flok dan menghindari geseran kuat yang memecah flok yang terbentuk.

Pengadukan tidak memadai: Agen tersebar tidak merata, mengakibatkan terjadinya flokulasi berlebih di beberapa area dan reaksi tidak memadai di area lain. 

Pengadukan berlebihan: Gumpalan pecah dan kinerja sedimentasi menurun. 

3). Metode Dosis - Cairan CPAM perlu dilarutkan menjadi larutan berair dengan konsentrasi tertentu (biasanya 0,1% - 0,5%) sebelum pemberian dosis. Penambahan padatan secara langsung harus dihindari untuk mencegah penggumpalan ("fish - eyes"), yang memengaruhi pelarutan dan reaksi. Jika dosis bertahap (pertama menambahkan larutan berkonsentrasi rendah dan kemudian menambahkannya kembali setelah interval tertentu) diterapkan, risiko "re - stabilisasi" dapat dikurangi, dan efisiensi flokulasi dapat ditingkatkan. 

4. Interferensi Zat yang Ada Sebelah 

Mungkin ada agen lain (seperti demulsifier, bakterisida) atau kotoran dalam limbah ladang minyak, yang memengaruhi efek flokulasi cairan CPAM: 

Efek sinergis: Bila digunakan dalam kombinasi dengan flokulan anorganik (seperti PAC, FeCl₃), agen anorganik terlebih dahulu memampatkan lapisan listrik ganda, kemudian cairan CPAM berperan sebagai penghubung, yang dapat meningkatkan efisiensi flokulasi (misalnya, kombinasi "PAC + CCPAM" umumnya digunakan dalam pembuangan limbah ladang minyak). 

Efek interferensi: Jika terdapat agen anionik berlebih (seperti demulsifier anionik, natrium poliakrilat) dalam limbah, agen tersebut dapat bereaksi dengan gugus kationik cairan CPAM membentuk endapan, yang akan menghabiskan agen efektif. Selain itu, zat pereduksi seperti sulfida (S²⁻) dan asam humat dapat merusak struktur ikatan silang cairan CPAM, sehingga mengurangi stabilitasnya. 

Efek flokulasi dari poliakrilamida kationik ikatan silang merupakan hasil aksi gabungan dari sifat-sifat agen itu sendiri (derajat ikatan silang, derajat kationik, berat molekul), kualitas air limbah (pH, suhu, salinitas, karakteristik polutan), kondisi operasi (dosis, pengadukan, metode pemberian dosis), dan zat-zat yang ada bersamaan. 

Dalam aplikasi praktis (seperti pengolahan limbah ladang minyak), parameter utama perlu dioptimalkan melalui uji skala kecil dan skala percontohan untuk menyeimbangkan pengaruh berbagai faktor, sehingga tercapai flokulasi yang efisien (seperti kadar minyak dalam limbah < 10 mg/L, padatan tersuspensi < 20 mg/L).

Atribut khusus industri

Atribut Lainnya

Kemampuan Pasokan

Lokakarya sintesis Jiufang Tech

Laboratorium Jiufang