ما هو البوليمر؟
البوليمراتمركبات تتكون من جزيئات متصلة ببعضها في سلاسل. عادةً ما تكون هذه السلاسل طويلة، ويمكن تكرارها لزيادة حجم البنية الجزيئية. تُسمى الجزيئات الفردية في السلسلة مونومرات، ويمكن التحكم في بنية السلسلة يدويًا أو تعديلها لتحقيق خصائص وخصائص محددة.
يُعدّ إنشاء طين النمذجة متعدد الأغراض تطبيقًا للهياكل الجزيئية البوليمرية المُعدّلة. ومع ذلك، سنركز في هذه المقالة على البوليمرات في الصناعة.معالجة المياه بالبوليمر على وجه التحديد.
كيف يمكن استخدام البوليمرات في معالجة المياه؟
البوليمرات مفيدة جدًا في معالجة مياه الصرف الصحي. باختصار، يتمثل دور هذه السلاسل الجزيئية في فصل المكون الصلب عن السائل في مياه الصرف الصحي. بعد فصل المكونين، يُسهّل إكمال العملية بفصل المكون الصلب ومعالجة السائل، مما يُتيح الحصول على مياه نظيفة يمكن التخلص منها بأمان أو استخدامها في تطبيقات صناعية أخرى.
بهذا المعنى، يُعدّ البوليمر مُركّبًا للتكتل، وهو مادة تتفاعل مع المواد الصلبة العالقة في الماء لتكوين كتل تُسمى "التكتل". يُعدّ هذا مفيدًا جدًا في عمليات معالجة مياه الصرف الصحي، لذا غالبًا ما تُستخدم البوليمرات بمفردها لتمكين عملية التكتل، التي تُزيل المواد الصلبة بسهولة. ومع ذلك، وللحصول على أفضل النتائج من هذه العملية، غالبًا ما تُستخدم مُركّبات البوليمر المُركّبة مع مُركّبات التخثر.
تُحسّن مواد التخثر عملية التخثر، إذ تجمع الكتل المتكتلة لتكوين طبقة سميكة من الرواسب، يمكن إزالتها أو معالجتها لاحقًا. يمكن أن يحدث تخثر البوليمر قبل إضافة مواد التخثر، أو يُستخدم لتسريع عملية التخثر الكهربائي. ونظرًا لمزايا التخثر الكهربائي وعيوبه، يُعد استخدام مواد التخثر البوليمرية لتحسين العملية خيارًا جذابًا لمديري المنشآت.
أنواع مختلفة من بوليمرات معالجة المياه
تختلف طرق معالجة مياه البوليمر باختلاف نوع المونومر المستخدم في تكوين سلسلة البوليمر. تنقسم البوليمرات عمومًا إلى فئتين رئيسيتين: كاتيونية وأنيونية، وذلك وفقًا للشحنات النسبية للسلاسل الجزيئية.
البوليمرات الأنيونية في معالجة المياه
البوليمرات الأنيونية مشحونة سالبًا. هذا يجعلها مناسبة بشكل خاص لتكتل المواد الصلبة غير العضوية، مثل الطين والطمي أو أنواع أخرى من التربة، من محاليل النفايات. قد تكون مياه الصرف الصحي الناتجة عن مشاريع التعدين أو الصناعات الثقيلة غنية بهذه المواد الصلبة، لذا قد تكون البوليمرات الأنيونية مفيدة بشكل خاص في هذه التطبيقات.
البوليمرات الكاتيونية في معالجة المياه
من حيث شحنته النسبية، يُعدّ البوليمر الكاتيوني عكس البوليمر الأنيوني، إذ يحمل شحنة موجبة. تجعل الشحنة الموجبة للبوليمرات الكاتيونية مثالية لإزالة المواد الصلبة العضوية من محاليل أو مخاليط مياه الصرف الصحي. ولأن أنابيب الصرف الصحي المدنية تحتوي عادةً على كميات كبيرة من المواد العضوية، تُستخدم البوليمرات الكاتيونية غالبًا في محطات معالجة مياه الصرف الصحي البلدية، مع أن المنشآت الزراعية وتجهيز الأغذية تستخدم هذه البوليمرات أيضًا.
تشمل البوليمرات الكاتيونية الشائعة ما يلي:
بولي دايميثيل ثنائي أليل كلوريد الأمونيوم، بولي أمين، حمض البولي أكريليك/بولي أكريلات الصوديوم، بولي أكريلاميد كاتيوني، إلخ.
وقت النشر: ٢٤ فبراير ٢٠٢٣