Polymeer is een verzamelnaam voor chemische verbindingen die bestaan uit lange ketens van zich herhalende moleculaire eenheden, zogenaamde monomeren. Door hun specifieke structuur en chemische eigenschappen zijn polymeren uiterst veelzijdig, vooral in industriële water- en afvalwaterbehandeling. Ze spelen een cruciale rol als vlokmiddel, bindmiddel en in verschillende toepassingen om de scheiding van vaste stoffen en vloeistoffen te verbeteren, zodat ze voldoen aan milieunormen en de efficiëntie van zuiveringsprocessen verhogen.
Inhoudsopgave
Technische achtergrond
Polymeren bestaan uit zich herhalende structurele eenheden die met elkaar verbonden zijn door covalente bindingen. De chemische structuur en het moleculaire gewicht van een polymeer beïnvloeden de fysische en chemische eigenschappen, zoals oplosbaarheid, viscositeit en reactiviteit. Deze eigenschappen zijn cruciaal voor toepassingen in water- en afvalwaterbehandeling:
Kationische, anionische en niet-ionische polymeren:
- Kationische polymeren dragen positieve ladingen en zijn bijzonder doeltreffend in de behandeling van afvalwater met negatief geladen deeltjes en organische onzuiverheden. Ze worden vaak gebruikt om slib uit te vlokken en onzuiverheden te verwijderen uit afvalwater van de metaalverwerkende en papierindustrie.
- Anionische polymeren zijn negatief geladen en worden bij voorkeur gebruikt in afvalwater met positief geladen onzuiverheden, bijvoorbeeld in afvalwater van de voedingsmiddelen- en drankenindustrie.
- Niet-ionische polymeren hebben geen elektrische lading en zijn bijzonder geschikt voor het uitvlokken van deeltjes in afvalwater met een neutrale pH-waarde en verschillende ladingstoestanden van de onzuiverheden.
Molecuulgewicht en ladingsdichtheid:
- Polymeren met een hoog moleculair gewicht produceren grotere vlokken die gemakkelijker bezinken en beter kunnen worden gefilterd, wat vooral voordelig is in toepassingen met een hoge vaste stofbelasting.
- De ladingsdichtheid bepaalt de bindingssterkte op de deeltjesoppervlakken. Polymeren met een hoge ladingsdichtheid zijn zeer geschikt voor het agglomereren van sterk negatief geladen deeltjes, terwijl polymeren met een lage ladingsdichtheid beter geschikt zijn voor afvalwater met een lagere of fluctuerende lading.
Foto: Vergelijking tussen een polymeer (vlokmiddel) van ALMAWATECH en een commercieel verkrijgbaar polymeer (ALMA AQUA Wastewater productoverzicht)
Functionaliteit en toepassing in afvalwaterbehandeling
Bij industriële water- en afvalwaterbehandeling worden polymeren voornamelijk gebruikt als vlokmiddel. Ze bevorderen de vorming van grote en stabiele vlokken door de elektrostatische lading van de deeltjes in het water te neutraliseren en ze samen te binden tot grotere eenheden. Het gebruik van polymeren verbetert de efficiëntie van de scheiding van vaste stoffen, omdat grotere vlokken worden gevormd door bezinking in CP-installaties of door flotatie en filtratie beter gescheiden kunnen worden.
Typische toepassingen en functies
Flocculatie en coagulatie:
- Door polymeren toe te voegen aan de afvalwaterstroom wordt de elektrostatische lading van de gesuspendeerde vaste stoffen geneutraliseerd, waardoor ze samenklonteren tot vlokken. Dit is cruciaal voor een efficiënte scheiding van vaste stoffen, vooral in afvalwater met hoge concentraties organische en anorganische deeltjes.
- Polymeerflocculatie wordt in veel industrieën gebruikt, waaronder papierproductie, textiel, metaalbewerking en voedselverwerking. Polyacrylamiden, een veelgebruikte klasse polymeren, zijn hier bijzonder effectief omdat ze een hoge vlokstabiliteit en een sterk bindend effect hebben.
Slibbehandeling:
- Polymeren worden gebruikt in slibbehandeling om de waterbindende eigenschappen van het slib te verbeteren. Ze vergemakkelijken de ontwatering en maken het gemakkelijker om het slib te behandelen en af te voeren. Kationische polymeren zijn hier bijzonder nuttig, omdat ze het water effectief afscheiden door zich te binden aan de negatief geladen deeltjes in het slib.
- Slibconditionering is een belangrijke toepassing in afvalwaterzuiveringsinstallaties, omdat het de afvoerkosten verlaagt en de efficiëntie van het hele afvalwaterzuiveringsproces verbetert.
Colloïdale stabilisatie en dispersie:
- Anionische en niet-ionische polymeren worden vaak gebruikt om colloïdale deeltjes in industriële processen te stabiliseren of te dispergeren om een gelijkmatige verdeling van fijne deeltjes te garanderen en afzettingen te voorkomen.
- Deze toepassing is vaak te vinden bij de verwerking van steenkool, de productie van keramiek en andere gebieden waar colloïdale onzuiverheden een probleem vormen.
Afbeelding: Precipitatie- en flocculatie-installatie, ook bekend als CP-installatie, ALMA CHEM MCW met polymeerdosering
Voordelen en uitdagingen van het gebruik van polymeren
Voordelen:
- Hoge efficiëntie en lage dosering: Polymeren zijn uiterst effectief bij lage doseringen en maken een efficiënte scheiding van vaste stoffen mogelijk, waardoor het chemicaliënverbruik daalt en de bedrijfskosten dalen.
- Veelzijdigheid: Dankzij het grote aantal beschikbare kationische, anionische en niet-ionische polymeren kunnen oplossingen op maat worden gemaakt voor een breed scala aan afvalwatersamenstellingen en industriële vereisten.
- Lagere slibvolumes: Door de effectieve vlokvorming verminderen polymeren het slibvolume, wat de afvoerkosten verlaagt en de slibbehandeling vereenvoudigt.
Uitdagingen:
- Nauwkeurige dosering en controle: De doeltreffendheid van polymeren is sterk afhankelijk van nauwkeurige dosering en procescontrole. Overdosering kan leiden tot een verslechtering van de afvalwaterkwaliteit en tot hogere kosten.
- Temperatuur- en pH-gevoeligheid: De efficiëntie van polymeren kan worden beïnvloed door extreem hoge temperaturen of pH-waarden, wat hun doeltreffendheid in bepaalde toepassingen kan beperken.
- Residuen en milieuvriendelijkheid: Sommige synthetische polymeren, zoals polyacrylamiden, kunnen residuen achterlaten in behandeld afvalwater en vormen een uitdaging op het gebied van milieuvriendelijkheid. Biologisch afbreekbare polymeren worden ontwikkeld als alternatief om de duurzaamheid voor het milieu te vergroten.
Afbeelding: Automatisch doseer- en voorbereidingsstation voor polymeer (vlokmiddel) ALMA Floc AC met een behandelingscapaciteit tot 2.000 l/u
Polymeeroplossingen van ALMAWATECH: ALMA AQUA Afvalwater
Als specialist in water- en afvalwaterbehandeling biedt ALMAWATECH de volgende producten aan ALMA AQUA Afvalwater biedt een uitgebreide selectie polymeren die speciaal zijn afgestemd op industriële toepassingen. Ons productassortiment omvat kationische, anionische en niet-ionische polymeren die kunnen worden aangepast aan de specifieke vereisten en samenstellingen van uw afvalwater. Ons ervaren team analyseert en test uw afvalwater graag in het laboratorium om de ideale polymeeroplossing en de optimale dosering voor uw vereisten te bepalen. Met onze oplossingen op maat ondersteunen we u bij het bereiken van maximale efficiëntie in afvalwaterbehandeling, het verlagen van bedrijfskosten en het bevorderen van duurzame processen.
Conclusie
Polymeren zijn onmisbare componenten in industriële water- en afvalwaterbehandeling en verhogen de efficiëntie van flocculatie- en coagulatieprocessen aanzienlijk. Met een verscheidenheid aan chemische structuren en ladingseigenschappen bieden ze oplossingen op maat voor een breed scala aan industriële toepassingen, van slibconditionering tot flocculatie van organische en anorganische onzuiverheden. ALMAWATECH biedt een uitgebreid assortiment polymeren en biedt de optimale oplossing om uw afvalwaterbehandeling te verbeteren via toepassingsspecifiek advies en laboratoriumanalyses.
Voor meer informatie over onze producten kunt u altijd contact met ons opnemen!
