ผง เอพีแอม สำหรับบำบัดน้ำ

ภายใต้เงื่อนไขคุณภาพน้ำเฉพาะบางประการ การใช้ผงโพลีอะคริลาไมด์ประจุลบ (เอพีแอม) ร่วมกับสารตกตะกอนอนินทรีย์ (เช่น แพค, พีเอฟเอส เป็นต้น) อาจไม่สามารถทำได้เนื่องจากความขัดแย้งของกลไก ความล้มเหลวของรีเอเจนต์ หรือผลข้างเคียง และอาจทำให้ผลการบำบัดลดลงได้ด้วย 

สถานการณ์หลักๆ มีดังนี้: 

1. สภาพแวดล้อมที่มีค่า ค่า pH สูงหรือต่ำมาก เช่น กรดเข้มข้นหรือด่างเข้มข้น (ค่า pH < 3 หรือ pH > 11)

กรดแก่ (ค่า pH < 3): หน้าที่หลักของสารตกตะกอนอนินทรีย์ (เช่น PAC, PFS) ขึ้นอยู่กับสารประกอบเชิงซ้อนโพลีนิวเคลียร์ไฮดรอกซี (เช่น ผลิตภัณฑ์ไฮโดรไลซิสของ Al³⁺, Fe³⁺) ที่เกิดขึ้นจากการไฮโดรไลซิส สภาวะที่เป็นกรดแก่จะยับยั้งการไฮโดรไลซิสของสารเหล่านี้ ป้องกันไม่ให้สารตกตะกอนอนินทรีย์สร้างองค์ประกอบการตกตะกอนที่มีประสิทธิภาพและสูญเสียความสามารถในการทำให้ประจุเป็นกลาง ในขณะเดียวกัน APAM สำหรับการบำบัดน้ำอาจเกิดการไฮโดรไลซิสและสลายตัวในสายโซ่โมเลกุลในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดแก่ (หมู่อะไมด์จะถูกไฮโดรไลซ์เป็นหมู่คาร์บอกซิล และกรดแก่อาจทำให้โครงสร้างของสายโซ่เสียหาย) ทำให้สูญเสียหน้าที่ในการดูดซับ ในกรณีนี้ การใช้ร่วมกันไม่เพียงแต่ไม่มีประสิทธิภาพ แต่ยังเพิ่มต้นทุนเนื่องจากสารรีเอเจนต์ที่สิ้นเปลือง 

ด่างเข้มข้น (ค่า pH ซู่ๆ 11): สารตกตะกอนอนินทรีย์ (เช่น แพค) จะเกิดเกลือเมตาอะลูมิเนตที่ละลายน้ำได้ (เช่น นาอัลโอ₂) ภายใต้สภาวะด่างเข้มข้น ทำให้สูญเสียกิจกรรมการตกตะกอน แม้ว่าผงผลึก เอพีแอม จะมีความต้านทานด่างสูงกว่าความต้านทานกรดเข้มข้นเล็กน้อย แต่ด่างเข้มข้น (โดยเฉพาะด่างเข้มข้นที่อุณหภูมิสูง) อาจทำให้สายโมเลกุลขาด ส่งผลให้น้ำหนักโมเลกุลลดลงอย่างรวดเร็วและไม่สามารถเกิดการตกตะกอนที่มีประสิทธิภาพได้ 

2. คุณภาพน้ำที่มีสารออกซิไดซ์ความเข้มข้นสูง (เช่น มีคลอรีนอิสระ ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ โอโซน เป็นต้น)

สารออกซิแดนท์ (เช่น คลอรีนที่เติมมากเกินไปในระบบบำบัดน้ำเสีย H₂O₂ ตกค้างจากสารรีเอเจนต์เฟนตัน) สามารถทำลายสายโซ่โมเลกุลของผงผลึก เอพีแอม ผ่านการออกซิเดชัน (กลุ่มอะไมด์ของโพลีอะคริลาไมด์ประจุลบสามารถออกซิไดซ์เป็นหมู่คาร์บอกซิลได้ง่าย และแม้แต่สายโซ่หลักก็อาจขาดได้) ส่งผลให้น้ำหนักโมเลกุลของผงผลึก เอพีแอม ลดลงอย่างมาก และสูญเสียความสามารถในการเชื่อมต่อการดูดซับ ในขณะนี้ แม้ว่าสารตกตะกอนอนินทรีย์จะมีฤทธิ์ในการทำให้ประจุเป็นกลางได้ แต่ผงผลึก เอพีแอม ก็ล้มเหลวไปแล้ว การใช้ร่วมกันไม่เพียงแต่ไม่สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานร่วมกันได้เท่านั้น แต่ยังอาจทำให้ตะกอนมีขนาดเล็กและประสิทธิภาพการตกตะกอนต่ำ เนื่องจากผลิตภัณฑ์จากการย่อยสลาย (สารโมเลกุลขนาดเล็ก) ของผงผลึก เอพีแอม อาจรบกวนกระบวนการตกตะกอนของสารตกตะกอนอนินทรีย์ 

3. คุณภาพน้ำที่มีความเค็มสูง (ความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์สูง) (เช่น น้ำทะเล น้ำเสียจากอุตสาหกรรมที่มีเกลือสูง)

เมื่อน้ำเสียมีปริมาณอิเล็กโทรไลต์เข้มข้นสูง (เช่น โซเดียมคลอไรด์, แคลเซียมคลอไรด์₂ เป็นต้น โดยมีความเค็ม 5%): 

ผลการลดประจุของสารตกตะกอนอนินทรีย์ถูกรบกวนโดยไอออนที่มีความเข้มข้นสูง: 

ไอออนอิสระจำนวนมากในน้ำเสียจะทำหน้าที่ป้องกันประจุลบบนพื้นผิวของอนุภาคคอลลอยด์ ทำให้ไอออนของโลหะ (เช่น อัล³⁺, เฟ³⁺) ของสารตกตะกอนอนินทรีย์รวมตัวกับคอลลอยด์ได้อย่างมีประสิทธิภาพได้ยาก จึงป้องกันไม่ให้เกิดการไม่เสถียร 

ผงผลึก เอพีแอม มีแนวโน้มที่จะเกิดการตกตะกอน ddhhhsalt ออกแล้ววว: อิเล็กโทรไลต์ที่มีความเข้มข้นสูงจะทำลายฟิล์มไฮเดรชั่นของโซ่โมเลกุลของผงผลึก เอพีแอม ส่งผลให้ความสามารถในการละลายลดลงและตกตะกอนน้อยลง ทำให้ไม่สามารถกระจายตัวในน้ำได้อย่างสม่ำเสมอและสูญเสียหน้าที่ในการเชื่อมโยง 

ในเวลานี้ ผลการทำงานร่วมกันของการใช้ร่วมกันจะสูญหายไปโดยสิ้นเชิง และผลจะแย่กว่าการใช้เพียงอย่างเดียวมาก (หรืออาจไม่ได้ประสิทธิผลเลยด้วยซ้ำ) 

4. คุณภาพน้ำที่มีสารลดแรงตึงผิวประจุลบจำนวนมาก (เช่น น้ำเสียจากผงซักฟอก น้ำเสียจากการพิมพ์และการย้อมสีที่มีมาตรฐานเกินมาตรฐาน)

สารลดแรงตึงผิวประจุลบ (เช่น ลาส, โซเดียมโดเดซิลซัลเฟต) มีประจุลบและจะรวมตัวกับไอออนบวก (เช่น อัล³⁺, เฟ³⁺) ในสารตกตะกอนอนินทรีย์เป็นหลัก เพื่อสร้างสารเชิงซ้อนที่เสถียร โดยจะดูดซับสารตกตะกอนอนินทรีย์ (เพื่อไม่ให้ทำปฏิกิริยากับอนุภาคคอลลอยด์ในน้ำเสีย) ในขณะเดียวกัน สารลดแรงตึงผิวจะก่อตัวเป็นฟิล์มดูดซับ ว๊าวววว บนพื้นผิวของอนุภาคคอลลอยด์ ป้องกันไม่ให้สายโมเลกุลของผงผลึก เอพีแอม จับกับอนุภาค จึงป้องกันไม่ให้ผงผลึก เอพีแอม ทำหน้าที่เชื่อมประสาน ในเวลานี้ การใช้ร่วมกันจะล้มเหลวเนื่องจากสารลดแรงตึงผิวใช้ ว๊าวววว ของรีเอเจนต์ และอาจทำให้เกิดกลุ่มก้อนได้ยากเนื่องจากฤทธิ์กระจายตัวของสารลดแรงตึงผิว 

5. คุณภาพน้ำที่มีตัวทำละลายอินทรีย์ที่มีความเข้มข้นสูงหรือสารมลพิษที่ไม่มีขั้ว 

หากน้ำเสียมีตัวทำละลายอินทรีย์ (เช่น เมทานอล อะซิโตน โทลูอีน) หรือสารมลพิษที่ไม่มีขั้ว (เช่น น้ำมันหนัก แอลเคนสายยาว) ในปริมาณมาก: 

ผงผลึก เอพีแอม เป็นโพลิเมอร์ที่ละลายน้ำได้ซึ่งมีความสามารถในการละลายต่ำมากในตัวทำละลายอินทรีย์ และจะตกตะกอนโดยตรง ไม่สามารถละลายและกระจายตัวได้ จึงสูญเสียหน้าที่ไป 

สารตกตะกอนอนินทรีย์ (โดยเฉพาะรูปแบบของเหลว) อาจถูกรบกวนสมดุลการละลายโดยตัวทำละลายอินทรีย์ ทำให้องค์ประกอบที่มีประสิทธิภาพตกตะกอนและไม่สามารถแสดงประจุได้ ซึ่งมีฤทธิ์เป็นกลาง ตัวอย่างเช่น หากน้ำเสียทางเคมีบางชนิด (เช่น น้ำเสียจากสี น้ำเสียจากหมึก) ไม่ได้รับการเตรียมการล่วงหน้าเพื่อกำจัดตัวทำละลายอินทรีย์ การใช้ผงผลึก เอพีแอม ร่วมกับสารตกตะกอนอนินทรีย์จะไม่ได้ผลอย่างสมบูรณ์ 

6. คุณภาพน้ำที่มีไอออนของโลหะหนักที่มีความเข้มข้นสูง (เช่น Cr⁶⁺, ปรอท²⁺, เอจี⁺)

ไอออนของโลหะหนักบางชนิด (เช่น เอจี⁺, ปรอท²⁺) มีคุณสมบัติออกซิไดซ์อย่างแรงหรือสร้างสารเชิงซ้อน: โลหะหนักที่ออกซิไดซ์อย่างแรง (เช่น Cr⁶⁺) จะออกซิไดซ์และย่อยสลายโซ่โมเลกุล เอพีแอม ของน้ำเสีย 

โลหะหนักที่ก่อตัวเป็นสารประกอบเชิงซ้อน (เช่น ลูกพี่ลูกน้อง²⁺, นี²⁺) จะรวมตัวกันเป็นสารประกอบเชิงซ้อนที่เสถียรกับหมู่เอไมด์ของ เอพีแอม ในน้ำเสีย ทำให้สายโซ่โมเลกุลของ เอพีแอม ในน้ำเสียม้วนงอและสูญเสียความสามารถในการเชื่อมโยง ในขณะเดียวกัน ไอออนของโลหะหนักอาจทำปฏิกิริยากับสารตกตะกอนอนินทรีย์ (เช่น แพค) ทำให้เกิดตะกอนที่ไม่ละลายน้ำ ซึ่งกินองค์ประกอบที่มีประสิทธิภาพของสารตกตะกอนอนินทรีย์ไป ในเวลานี้ การใช้ร่วมกันไม่เพียงแต่ไม่ได้ผลเท่านั้น แต่ยังอาจเพิ่มความยากในการบำบัดตะกอนอีกด้วย ปัญหาหลักของสภาวะคุณภาพน้ำข้างต้นคือ พวกมันจะทำลายความสามารถในการทำให้ประจุเป็นกลางของสารตกตะกอนอนินทรีย์ หรือทำให้สายโซ่โมเลกุลของ เอพีแอม ในน้ำเสียเสื่อมสภาพ/ไม่ทำงาน ทำให้ทั้งสองสูญเสียประสิทธิภาพเสริมฤทธิ์กัน ในสถานการณ์เช่นนี้ จำเป็นต้องปรับปรุงคุณภาพน้ำก่อนโดยการบำบัดเบื้องต้น (เช่น การปรับค่า ค่า pH การกำจัดสารออกซิแดนท์/สารลดแรงตึงผิว การกำจัดเกลือ ฯลฯ) จากนั้นจึงประเมินว่าการใช้ร่วมกันนั้นเหมาะสมหรือไม่ หากต้นทุนการเตรียมการล่วงหน้าสูงเกินไป จำเป็นต้องเปลี่ยนประเภทของสารเคมี (เช่น เปลี่ยนเป็น แพม ที่ไม่ใช่ไอออนิก, แพม ที่เป็นไอออนิกบวก หรือใช้เฉพาะสารตกตะกอนอนินทรีย์ที่มีประสิทธิภาพสูง)