Kationisch polymeer is een essentieel onderdeel van industriële water- en afvalwaterzuivering en wordt voornamelijk gebruikt als vlokmiddel. vlokmiddel gebruikt als vlokmiddel. Deze polymeren zijn positief geladen (kationisch) en door hun elektrostatische aantrekkingskracht kunnen grotere vlokken worden gevormd die gemakkelijker van het water kunnen worden gescheiden. Kationische polymeren zijn bijzonder effectief bij de behandeling van afvalwater dat negatief geladen deeltjes of organische verbindingen bevat, zoals die vaak voorkomen in de papierindustrie, voedselverwerking en metaalbewerking.
Inhoudsopgave
Technische achtergrond
Kationische polymeren bestaan uit lange moleculaire ketens waaraan kationische (positief geladen) groepen zijn bevestigd. Deze groepen trekken negatief geladen deeltjes in het afvalwater aan en neutraliseren hun lading. Dit proces leidt tot destabilisatie van de deeltjes en brugvorming tussen de deeltjes, wat resulteert in de vorming van grotere vlokken. Deze grotere vlokken bezinken sneller (sedimentatie) of kunnen gemakkelijk uit het water worden verwijderd door flotatiesystemen of CP-systemen.
De efficiëntie van een kationisch polymeer hangt af van verschillende factoren:
- Ladingdichtheid: De ladingsdichtheid van het polymeer bepaalt hoe sterk het de deeltjes aantrekt en hoe effectief de vlokvorming is. Kationische polymeren met een hoge ladingsdichtheid zijn bijzonder effectief bij zwaar verontreinigd afvalwater, terwijl polymeren met een lage ladingsdichtheid vaak geschikt zijn voor mildere toepassingen.
- Molecuulgewicht: Het molecuulgewicht beïnvloedt de structuur van de vlokken. Kationische polymeren met een hoger moleculair gewicht leiden tot de vorming van grotere en stabielere vlokken, die ideaal zijn voor toepassingen met een hoog gehalte aan vaste stoffen.
- pH-bereik: De doeltreffendheid van kationische polymeren kan afhangen van de pH-waarde van het afvalwater. Ze zijn echter meestal actief in een breed pH-bereik (neutraal tot licht zuur), waardoor ze in een grote verscheidenheid aan afvalwaters kunnen worden gebruikt.
Foto: Vergelijking tussen een polymeer (vlokmiddel) van ALMAWATECH en een commercieel verkrijgbaar polymeer (ALMA AQUA Wastewater productoverzicht)
Soorten kationische polymeren en hun toepassingen
Polyquats (polyquaternaire ammoniumverbindingen):
- Eigenschappen en functie: Polyquats zijn synthetische polymeren met een hoge kationische ladingsdichtheid. Ze zijn bijzonder effectief in het verwijderen van organische stoffen en anionische (negatief geladen) deeltjes.
- Toepassingsgebieden: Polyquats worden gebruikt in de papierindustrie om organisch materiaal in afvalwater te verwijderen en de zuivering te verbeteren. Ze worden ook gebruikt in de voedselverwerkende en textielindustrie om fijne deeltjes te scheiden.
Polyacrylamide (PAM):
- Eigenschappen en functie: Polyacrylamiden zijn veelzijdige polymeren die verkrijgbaar zijn in kationische, anionische en niet-ionische vorm. De kationische variant wordt voornamelijk gebruikt voor flocculatie en scheiding van vaste stoffen. Ze werken door elektrostatische aantrekking en overbrugging tussen de deeltjes.
- Toepassingsgebieden: Kationische polyacrylamiden worden veel gebruikt in slibbehandeling en worden gebruikt voor de behandeling van industrieel zetmeel en afvalwater, omdat ze een zeer sterke flocculatie bieden bij een lage dosering.
Polymeren op basis van Diallyldimethylammoniumchloride (DADMAC):
- Eigenschappen en functie: Deze polymeren worden gekenmerkt door een hoge weerstand en effectiviteit bij een lage dosering. Ze zijn goed oplosbaar in water en stabiel bij een groot aantal pH-waarden.
- Toepassingsgebieden: Polymeren op basis van DADMAC worden vaak gebruikt in de metaalverwerkende industrie en de olie- en gasindustrie, waar ze worden gebruikt om deeltjes en emulsies uit afvalwater te verwijderen.
Biologisch afbreekbare kationische polymeren:
- Eigenschappen en functie: Deze polymeren zijn milieuvriendelijke alternatieven voor conventionele synthetische polymeren. Ze zijn biologisch afbreekbaar en verkleinen de ecologische voetafdruk.
- Toepassingsgebieden: Ze worden steeds vaker gebruikt in de voedingsindustrie en bij de behandeling van drinkwater, waar duurzaamheid en milieuvriendelijkheid een belangrijke rol spelen.
Functie en voordelen van kationische polymeren
De belangrijkste functie van kationische polymeren is het vergemakkelijken van de scheiding van vaste stoffen en onzuiverheden in afvalwater. Door elektrostatische aantrekking en de vorming van stabiele vlokken verbeteren ze de bezinkingssnelheid en filtreerbaarheid van de vaste stoffen aanzienlijk. Dit brengt tal van voordelen met zich mee:
- Verbeterde afvalwaterkwaliteit: Kationische polymeren verhogen de afscheidingssnelheid van deeltjes en verminderen de hoeveelheid zwevende deeltjes in het afvalwater, wat leidt tot helderder en beter behandeld water.
- Energie- en kostenefficiëntie: Door de sterke vlokvorming kunnen kationische polymeren de benodigde bezinkings- en filtratietijd verkorten, wat het energieverbruik en de bedrijfskosten verlaagt.
- Minder chemicaliënverbruik: Effectieve vlokvorming betekent dat de dosering van andere chemicaliën, zoals precipitanten, vaak kan worden verlaagd, wat ook kosten bespaart en de impact op het milieu vermindert.
Uitdagingen en optimale toepassing
Hoewel kationische polymeren veelzijdig zijn, zijn er enkele uitdagingen bij hun toepassing:
- Overdosering: Overdosering kan de kwaliteit van het afvalwater negatief beïnvloeden en de scheidingsefficiëntie verminderen. Daarom is nauwkeurige dosering en bewaking vereist.
- Gevoeligheid voor temperatuur en pH: In sommige gevallen kan de effectiviteit van kationische polymeren worden aangetast door extreme pH-waarden of hoge temperaturen.
Om het gebruik van kationische polymeren te optimaliseren, moeten verschillende parameters zoals doseerhoeveelheid, pH-waarde en reactietijd op kleine schaal worden getest om de beste flocculatieresultaten te verkrijgen.
Afbeelding: Automatisch doseer- en voorbereidingsstation voor polymeer (vlokmiddel) ALMA Floc AC met een behandelingscapaciteit tot 2.000 l/u
Kationische polymeren van ALMAWATECH
Als specialist in de behandeling van industrieel afvalwater biedt ALMAWATECH een breed gamma kationische polymeren aan in onze productlijn ALMA AQUA Afvalwater productlijn. Onze producten omvatten zowel synthetische als biologisch afbreekbare varianten die specifiek zijn afgestemd op de behoeften van onze klanten in verschillende industrieën. Om de best mogelijke oplossing voor uw afvalwater te vinden, voeren we laboratoriumanalyses uit en testen we het afvalwater om het meest geschikte kationische polymeer en de optimale doseerhoeveelheden te bepalen. Dit maakt een efficiënte en kosteneffectieve behandeling van afvalwater mogelijk en zorgt voor maximale afscheidingsprestaties terwijl het chemicaliënverbruik tot een minimum wordt beperkt.
Foto: Kationische en anionische polymeren uit de ALMA AQUA afvalwaterreeks
Conclusie
Kationische polymeren zijn onmisbare flocculanten die in verschillende industriële toepassingen worden gebruikt om de behandeling van afvalwater te verbeteren. Hun positieve lading en specifieke chemische structuur maken een gerichte aggregatie en afscheiding van negatief geladen deeltjes mogelijk, wat de efficiëntie van het hele zuiveringsproces verhoogt. Met de op maat gemaakte oplossingen en het uitgebreide productassortiment van ALMAWATECH bieden we onze klanten de mogelijkheid om hun afvalwaterbehandeling duurzaam en kosteneffectief te optimaliseren.
Voor meer informatie over onze producten kunt u altijd contact met ons opnemen!
