מהו טיפול במים פולימריים?

מהו פולימר?
פולימריםהן תרכובות העשויות ממולקולות המחוברות יחד בשרשראות. שרשראות אלו בדרך כלל ארוכות וניתן לחזור עליהן כדי להגדיל את גודל המבנה המולקולרי. מולקולות בודדות בשרשרת נקראות מונומרים, וניתן לתמרן או לשנות את מבנה השרשרת באופן ידני כדי להשיג תכונות ומאפיינים ספציפיים.
יצירת חרסית דוגמנות רב-תכליתית היא יישום של מבנים מולקולריים פולימריים שעברו שינוי. עם זאת, במאמר זה נתמקד בפולימרים בתעשייה,טיפול במים פולימרי ספציפי.

כיצד ניתן להשתמש בפולימרים בטיפול במים?
פולימרים שימושיים מאוד בטיפול בשפכים. במובן הבסיסי, תפקידן של שרשראות מולקולריות אלו הוא להפריד את הרכיב המוצק של מי השפכים מהרכיב הנוזלי שלהם. לאחר הפרדת שני רכיבי השפכים, קל יותר להשלים את התהליך על ידי הפרדת המוצק וטיפול בנוזל, ולהשאיר מים נקיים כך שניתן יהיה לסלקם בבטחה או ליישומים תעשייתיים אחרים.
במובן זה, פולימר הוא חומר המגיב עם מוצקים המרחפים במים ויוצר גושים הנקראים פלוק. חומר זה שימושי מאוד בתהליכי טיפול בשפכים, ולכן פולימרים משמשים לעתים קרובות לבדם כדי לאפשר פלוקולציה, שיכולה להסיר מוצקים בקלות. עם זאת, על מנת לקבל את התוצאות הטובות ביותר מתהליך זה, משתמשים לעתים קרובות בחומרי פלוקולנט פולימריים יחד עם חומרי קרישה.
חומרי קרישה מעלים את תהליך הפתיתי האבק לשלב הבא, על ידי איסוף הפתיתי האבק יחד ליצירת שכבה עבה של בוצה שניתן להסירה או לטפל בה עוד יותר. פתיתי אבק פולימריים יכולים להתרחש לפני הוספת חומרי קרישה או שניתן להשתמש בהם כדי להאיץ את תהליך האלקטרו-קרישה. מכיוון שלאלקטרו-קרישה יש יתרונות וחסרונות כאחד, השימוש בחומרי קרישה פולימריים כדי לייעל את התהליך הוא הצעה אטרקטיבית עבור מנהלי מתקנים.

סוגים שונים של פולימרים לטיפול במים
טיפול במים באמצעות פולימרים יכול לפעול בדרכים שונות בהתאם לסוג המונומר המשמש ליצירת שרשרת הפולימר. פולימרים מתחלקים בדרך כלל לשתי קטגוריות עיקריות. הם קטיוניים ואניוניים, המתייחסים למטענים היחסיים של שרשראות המולקולריות.

פולימרים אניוניים בטיפול במים
פולימרים אניוניים הם בעלי מטען שלילי. דבר זה הופך אותם למתאימים במיוחד להסרה של מוצקים אנאורגניים, כגון חרסית, סחף או צורות אחרות של אדמה, מתמיסות פסולת. שפכים מפרויקטים של כרייה או תעשייה כבדה עשויים להיות עשירים בתכולה מוצקה זו, ולכן פולימרים אניוניים עשויים להיות שימושיים במיוחד ביישומים כאלה.

פולימרים קטיוניים בטיפול במים
מבחינת המטען היחסי שלו, פולימר קטיוני הוא בעצם ההפך מפולימר אניוני מכיוון שיש לו מטען חיובי. המטען החיובי של פולימרים קטיוניים הופך אותם לאידיאליים להסרת מוצקים אורגניים מתמיסות או תערובות של שפכים. מכיוון שצינורות ביוב אזרחיים נוטים להכיל כמויות גדולות של חומר אורגני, פולימרים קטיוניים משמשים לעתים קרובות במתקני טיהור שפכים עירוניים, אם כי גם מתקני חקלאות ועיבוד מזון משתמשים בפולימרים אלה.

פולימרים קטיוניים נפוצים כוללים:
פולידימתיל דיאליל אמוניום כלוריד, פוליאמין, חומצה פוליאקרילית/נתרן פוליאקרילט, פוליאקרילאמיד קטיוני ועוד.