पीएएम के प्रकार
Cationic Polyacrylamide (CPAM): एक रैखिक बहुलक यौगिक। अपने विभिन्न सक्रिय समूहों के कारण, यह आत्मीयता और सोखना के माध्यम से कई पदार्थों के साथ हाइड्रोजन बांड बना सकता है। यह मुख्य रूप से नकारात्मक रूप से आवेशित कोलाइड्स को प्रवाहित करता है।
एनियोनिक पॉलीएक्रिलामाइड (एपीएएम): एक पानी में घुलनशील बहुलक, जिसका उपयोग मुख्य रूप से विभिन्न औद्योगिक अपशिष्ट जल उपचारों में फ्लोक्यूलेशन और अवसादन के लिए किया जाता है, जैसे कि स्टील मिलों, इलेक्ट्रोप्लेटिंग संयंत्रों, धातुकर्म संयंत्रों और कोयला धोने वाले संयंत्रों से अपशिष्ट जल, साथ ही कीचड़ डीवाटरिंग। इसका उपयोग पेयजल के स्पष्टीकरण और शुद्धिकरण के लिए भी किया जा सकता है। क्योंकि इसकी आणविक श्रृंखला में एक निश्चित संख्या में ध्रुवीय समूह होते हैं, यह पानी में निलंबित ठोस कणों को सोख सकता है, कणों को पाट सकता है या बड़े झुंड बनाने के लिए उनके आवेशों को निष्क्रिय कर सकता है। इसलिए, यह निलंबन में कणों के अवसादन को तेज कर सकता है, समाधान स्पष्टीकरण में काफी तेजी ला सकता है और निस्पंदन को बढ़ावा दे सकता है।
नॉनऑनिक पॉलीएक्रिलेमाइड (एनपीएएम): यह एक उच्च {{0}आणविक -वजन वाला पॉलिमर या पॉलीइलेक्ट्रोलाइट है। इसकी आणविक श्रृंखला में एक निश्चित मात्रा में ध्रुवीय समूह होते हैं जो पानी में निलंबित ठोस कणों को सोख सकते हैं, जिससे कणों को पाटकर बड़े झुंड बन सकते हैं। यह निलंबन में कणों के अवसादन को तेज करता है, समाधान स्पष्टीकरण में काफी तेजी लाता है और निस्पंदन को बढ़ावा देता है। इसकी आणविक श्रृंखला में एमाइड या आयनिक समूहों की उपस्थिति के कारण, इसकी महत्वपूर्ण विशेषता उच्च हाइड्रोफिलिसिटी है, जो इसे विभिन्न अनुपातों में पानी में घुलने की अनुमति देती है। इस प्रकार के पॉलीएक्रिलामाइड जलीय घोल में अमोनियम क्लोराइड और सोडियम सल्फेट जैसे इलेक्ट्रोलाइट्स के प्रति अच्छी सहनशीलता होती है, और यह सर्फेक्टेंट के साथ भी संगत है।
PAM के तकनीकी संकेतक
पॉलीएक्रिलामाइड के तकनीकी संकेतकों में आम तौर पर आणविक भार, हाइड्रोलिसिस की डिग्री, आयनीकरण की डिग्री, चिपचिपाहट और अवशिष्ट मोनोमर सामग्री शामिल होती है। इसलिए, PAM की गुणवत्ता का अंदाजा इन संकेतकों से भी लगाया जा सकता है।
1. आणविक भार
पीएएम का आणविक भार बहुत अधिक है, और हाल के वर्षों में इसमें काफी वृद्धि हुई है। 1970 के दशक में प्रयुक्त PAM का आणविक भार आम तौर पर कई मिलियन होता था; 1980 के दशक से, अधिकांश उच्च दक्षता वाले PAMs का आणविक भार 15 मिलियन से अधिक है, जिनमें से कुछ 20 मिलियन तक पहुँच गए हैं। प्रत्येक PAM अणु को 100,000 से अधिक एक्रिलामाइड या सोडियम एक्रिलेट अणुओं से पॉलिमराइज़ किया जाता है (एक्रिलामाइड का आणविक भार 71 होता है, और 100,000 मोनोमर्स वाले PAM का आणविक भार 7.1 मिलियन होता है)।
आम तौर पर, उच्च आणविक भार PAM बेहतर फ़्लोक्यूलेशन प्रदर्शन प्रदर्शित करता है। एक्रिलामाइड का आणविक भार 71 है, जबकि 100,000 मोनोमर्स वाले PAM का आणविक भार 7.1 मिलियन है। पॉलीएक्रिलामाइड और इसके डेरिवेटिव का आणविक भार सैकड़ों हजारों से लेकर दस मिलियन से अधिक होता है, और आणविक भार के आधार पर इन्हें कम आणविक भार (1 मिलियन से नीचे), मध्यम आणविक भार (1 मिलियन से 10 मिलियन), उच्च आणविक भार (10 मिलियन से 15 मिलियन), और अल्ट्रा {{11%) उच्च आणविक भार (15 मिलियन से ऊपर) के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है।
उच्च आणविक भार वाले कार्बनिक यौगिकों का आणविक भार पूरी तरह से एक समान नहीं होता है, यहां तक कि एक ही उत्पाद के भीतर भी; नाममात्र आणविक भार इसका औसत मूल्य है।
2. हाइड्रोलिसिस की डिग्री और आयनीकरण की डिग्री
पीएएम के आयनीकरण की डिग्री इसके प्रदर्शन को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करती है, लेकिन इसका इष्टतम मूल्य उपचारित सामग्री के प्रकार और गुणों पर निर्भर करता है; अलग-अलग स्थितियों के परिणामस्वरूप अलग-अलग इष्टतम मान प्राप्त होंगे। यदि संसाधित की जा रही सामग्री में उच्च आयनिक शक्ति (जिसमें बड़ी मात्रा में अकार्बनिक पदार्थ होते हैं) है, तो उपयोग किए जाने वाले PAM में उच्च स्तर का आयनीकरण होना चाहिए, और इसके विपरीत। आम तौर पर, आयनीकरण की डिग्री को हाइड्रोलिसिस की डिग्री कहा जाता है। आयनीकरण की डिग्री आमतौर पर विशेष रूप से धनायनों को संदर्भित करती है।
आयनीकरण की डिग्री=n/(m+n)*100%
प्रारंभिक उत्पादित PAM को एक एकल मोनोमर, पॉलीएक्रिलामाइड से पॉलिमराइज़ किया गया था, और मूल रूप से इसमें -COONa समूह शामिल नहीं थे। उपयोग करने से पहले, कुछ -CONH2 समूहों को -COONa में हाइड्रोलाइज़ करने के लिए NaOH के साथ गर्म करने की आवश्यकता होती है, जैसा कि निम्नलिखित प्रतिक्रिया में दिखाया गया है:
-CONH2 + NaOH → -COONa + NH3↑
हाइड्रोलिसिस प्रक्रिया के दौरान अमोनिया गैस निकलती है। पीएएम में हाइड्रोलाइज्ड एमाइड समूहों के अनुपात को हाइड्रोलिसिस की डिग्री कहा जाता है, जो आयनीकरण की डिग्री है। इस प्रकार के PAM का उपयोग करना असुविधाजनक था और इसका प्रदर्शन खराब था (हाइड्रोलिसिस को गर्म करने से अनिवार्य रूप से PAM के आणविक भार और प्रदर्शन में उल्लेखनीय कमी आई), और 1980 के दशक के बाद से इसका उपयोग शायद ही कभी किया गया हो।
आधुनिक उत्पादित पीएएम विभिन्न उत्पादों में आयनीकरण की विभिन्न डिग्री के साथ उपलब्ध हैं। उपयोगकर्ता अपनी आवश्यकताओं के अनुसार और वास्तविक परीक्षण के माध्यम से उचित प्रकार का चयन कर सकते हैं। किसी और हाइड्रोलिसिस की आवश्यकता नहीं है; इसका उपयोग विघटन के बाद सीधे किया जा सकता है।
हालाँकि, आदत के कारण, कुछ लोग अभी भी फ्लोकुलेंट्स की विघटन प्रक्रिया को हाइड्रोलिसिस के रूप में संदर्भित करते हैं। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि हाइड्रोलिसिस का अर्थ है पानी के साथ अपघटन, एक रासायनिक प्रतिक्रिया, और पीएएम के हाइड्रोलिसिस से अमोनिया गैस निकलती है; जबकि विघटन बिना किसी रासायनिक प्रतिक्रिया के मात्र एक भौतिक प्रक्रिया है। दोनों मौलिक रूप से भिन्न हैं और भ्रमित नहीं होना चाहिए।
3. अवशिष्ट मोनोमर सामग्री
पीएएम की अवशिष्ट मोनोमर सामग्री एक्रिलामाइड मोनोमर की मात्रा को संदर्भित करती है जो एक्रिलामाइड के पॉलीएक्रिलामाइड में पोलीमराइजेशन के दौरान पूरी तरह से प्रतिक्रिया नहीं करती है और अंततः पॉलीएक्रिलामाइड उत्पाद में बनी रहती है। खाद्य उद्योग के लिए इसकी उपयुक्तता का आकलन करने के लिए यह एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है। पॉलीएक्रिलामाइड गैर-विषाक्त है, लेकिन एक्रिलामाइड में विषाक्तता की एक निश्चित डिग्री होती है।
औद्योगिक श्रेणी के पॉलीएक्रिलामाइड में, अनपोलीमराइज़्ड एक्रिलामाइड मोनोमर की थोड़ी मात्रा अनिवार्य रूप से बनी रहती है। इसलिए, PAM उत्पादों में अवशिष्ट मोनोमर सामग्री को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए। अंतर्राष्ट्रीय नियम निर्धारित करते हैं कि पीने के पानी और खाद्य उद्योग में उपयोग किए जाने वाले PAM में अवशिष्ट मोनोमर सामग्री 0.05% से अधिक नहीं होनी चाहिए। सुप्रसिद्ध अंतर्राष्ट्रीय उत्पादों के लिए यह मान 0.03% से कम है।
4. श्यानता
PAM समाधान बहुत चिपचिपे होते हैं। PAM का आणविक भार जितना अधिक होगा, समाधान की चिपचिपाहट उतनी ही अधिक होगी। ऐसा इसलिए है क्योंकि पीएएम मैक्रोमोलेक्यूल्स लंबी और पतली श्रृंखलाएं हैं, जिसके परिणामस्वरूप समाधान में आंदोलन के लिए महत्वपूर्ण प्रतिरोध होता है। चिपचिपापन अनिवार्य रूप से एक समाधान के भीतर घर्षण के परिमाण को दर्शाता है, जिसे आंतरिक घर्षण गुणांक के रूप में भी जाना जाता है।
विभिन्न उच्च {{0}आण्विक भार वाले कार्बनिक यौगिकों के घोल में आम तौर पर उच्च श्यानता होती है, जो आणविक भार बढ़ने के साथ बढ़ती है। उच्च {{3}आण्विक -वजन वाले कार्बनिक यौगिकों के आणविक भार को निर्धारित करने की एक विधि विशिष्ट परिस्थितियों में एक निश्चित एकाग्रता के समाधान की चिपचिपाहट को मापना है, और फिर एक विशिष्ट सूत्र का उपयोग करके इसके आणविक भार की गणना करना है; इसे "चिपचिपापन-औसत आणविक भार" कहा जाता है।
पीएएम चयन
पॉलीएक्रिलामाइड को इसके आयनिक गुणों के आधार पर गैर-आयनिक, आयनिक और धनायनिक प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है। आणविक भार के आधार पर, विभिन्न विशिष्टताएँ, आयनिकता आदि होती हैं, जिससे कई अलग-अलग मॉडल बनते हैं। बाजार में जटिल विशिष्टताओं को देखते हुए, आपके अपशिष्ट जल प्रणाली के लिए इष्टतम पॉलीएक्रिलामाइड मॉडल का चयन करना वास्तव में बहुत मुश्किल है। अपशिष्ट जल या कीचड़ उपचार के लिए पॉलीएक्रिलामाइड के चयन में होने वाली सामान्य समस्याओं को हल करने के लिए यहां कुछ सुझाव दिए गए हैं।
1. कीचड़ के स्रोत को समझना
कीचड़ अपशिष्ट जल उपचार का एक अपरिहार्य उपोत्पाद है। सबसे पहले, हमें कीचड़ के स्रोत, गुण, संरचना और ठोस सामग्री को समझना चाहिए। मुख्य घटकों के आधार पर, कीचड़ को कार्बनिक कीचड़ और अकार्बनिक कीचड़ में विभाजित किया जा सकता है।
आमतौर पर, धनायनित पॉलीएक्रिलामाइड का उपयोग कार्बनिक कीचड़ के उपचार के लिए किया जाता है, जबकि एनियोनिक पॉलीएक्रिलामाइड का उपयोग अकार्बनिक कीचड़ के उपचार के लिए किया जाता है। धनायनित पॉलीएक्रिलामाइड अत्यधिक क्षारीय स्थितियों के लिए उपयुक्त नहीं है, जबकि आयनिक पॉलीएक्रिलामाइड अत्यधिक अम्लीय स्थितियों के लिए उपयुक्त नहीं है। कीचड़ में उच्च ठोस सामग्री के लिए आमतौर पर पॉलीएक्रिलामाइड की बड़ी खुराक की आवश्यकता होती है।
2. पॉलीएक्रिलामाइड आणविक भार का चयन
पॉलीएक्रिलामाइड का आणविक भार आणविक श्रृंखला की लंबाई को संदर्भित करता है। पॉलीएक्रिलामाइड का आणविक भार 5 मिलियन से 18 मिलियन तक होता है। आम तौर पर, पॉलीएक्रिलामाइड उत्पाद का आणविक भार जितना अधिक होगा, चिपचिपाहट उतनी ही अधिक होगी। हालाँकि, व्यवहार में, उच्च आणविक भार का मतलब बेहतर प्रदर्शन नहीं है। विशिष्ट अनुप्रयोग उद्योग, पानी की गुणवत्ता और उपचार उपकरण के आधार पर उचित आणविक भार निर्धारित किया जाना चाहिए।
पॉलीएक्रिलामाइड एक उच्च {{0}आण्विक {{1}वजन वाला कौयगुलांट सहायता है। उत्पादों को उनके औसत आणविक भार के अनुसार तीन श्रेणियों में वर्गीकृत किया जा सकता है: कम आणविक भार (<1 million), medium molecular weight (2-4 million), and high molecular weight (>7 मिलियन)।
पॉलीएक्रिलामाइड का उपयोग अपशिष्ट जल उपचार में किया जाता है और यह एक उच्च {{0}आण्विक {{1}वजन वाला पानी {{2}घुलनशील कार्बनिक बहुलक है जिसका आणविक भार कई मिलियन से लेकर दसियों लाख तक होता है। जब केवल एक कौयगुलांट सहायता के रूप में उपयोग किया जाता है, तो आम तौर पर, आणविक भार जितना अधिक होता है, फ्लॉक्स उतना ही सघन होता है, और कम रसायनों की आवश्यकता होती है। हालाँकि, एनियोनिक पॉलीएक्रिलामाइड का आणविक भार 20 मिलियन से अधिक नहीं होने की अनुशंसा की जाती है।
कीचड़ निर्जलीकरण के लिए: बेल्ट फिल्टर प्रेस का उपयोग करते समय, आणविक भार आम तौर पर बहुत अधिक नहीं हो सकता है। उच्च आणविक भार फिल्टर कपड़े को अवरुद्ध कर सकता है, जिससे डीवाटरिंग प्रभाव प्रभावित हो सकता है। केन्द्रापसारक फिल्टर प्रेस का उपयोग करते समय, आणविक भार की आवश्यकता अधिक होती है क्योंकि केन्द्रापसारक फिल्टर प्रेस के लिए फ्लॉक्स को यथासंभव कतरनी प्रतिरोधी होना आवश्यक होता है; इसलिए, अपेक्षाकृत उच्च आणविक भार वाले उत्पाद का चयन किया जाना चाहिए।
3. पॉलीएक्रिलामाइड आयन डिग्री का चयन
कीचड़ को पानी से साफ करने के लिए, इष्टतम पॉलीएक्रिलामाइड का चयन करने के लिए विभिन्न आयन डिग्री वाले फ्लोकुलेंट को छोटे प्रयोगों के माध्यम से जांचा जा सकता है। यह खुराक को कम करते हुए, लागत को बचाते हुए सर्वोत्तम फ्लोकुलेंट प्रभाव प्राप्त करता है। आयन डिग्री का चयन करने के लिए मुख्य कारक हैं:
(1) फ़्लॉक आकार
बहुत छोटे फ्लॉक्स जल निकासी की गति को प्रभावित करेंगे, जबकि बहुत बड़े फ्लॉक्स अधिक पानी को बांधेंगे, जिससे कीचड़ केक का सूखापन कम हो जाएगा। पॉलीएक्रिलामाइड के आणविक भार का चयन करके फ़्लॉक आकार को समायोजित किया जा सकता है।
(2) फ्लोक स्ट्रेंथ (नमी सामग्री)
फ़्लॉक्स स्थिर रहना चाहिए और कतरनी तनाव के तहत टूटना नहीं चाहिए। पॉलीएक्रिलामाइड के आणविक भार को बढ़ाने या उपयुक्त आणविक संरचना का चयन करने से फ्लोक स्थिरता में सुधार करने में मदद मिलती है।
(3) पॉलीएक्रिलामाइड और कीचड़ का मिश्रण
फ्लोक्यूलेशन प्राप्त करने के लिए पॉलीएक्रिलामाइड को डीवाटरिंग उपकरण में एक निश्चित बिंदु पर कीचड़ के साथ पूरी तरह से प्रतिक्रिया करनी चाहिए। इसलिए, मौजूदा उपकरण स्थितियों के तहत कीचड़ के साथ पूरी तरह से मिश्रण सुनिश्चित करने के लिए पॉलीएक्रिलामाइड समाधान की चिपचिपाहट उपयुक्त होनी चाहिए। सफलता के लिए एक समान मिश्रण एक महत्वपूर्ण कारक है। पॉलीएक्रिलामाइड घोल की चिपचिपाहट उसके आणविक भार और सांद्रता से संबंधित होती है।
(4) पॉलीएक्रिलामाइड का विघटन
प्रभावी फ्लोक्यूलेशन के लिए अच्छा विघटन आवश्यक है। जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, पॉलीएक्रिलामाइड की विघटन प्रक्रिया अनिवार्य रूप से इसकी परिपक्वता प्रक्रिया है। कभी-कभी, विघटन दर में तेजी लाना आवश्यक होता है; इस मामले में, पॉलीएक्रिलामाइड घोल की सांद्रता बढ़ाने पर विचार किया जा सकता है।
इसलिए, प्रयोगशाला बीकर प्रयोगों के माध्यम से इष्टतम उत्पाद चयन निर्धारित किया जाना चाहिए। ऊपर से यह देखा जा सकता है कि आणविक भार और आयनिकता का चयन पूर्ण नहीं है। सबसे सटीक डेटा प्राप्त करने और चयनित पॉलीएक्रिलामाइड की सर्वोत्तम लागत-प्रभावशीलता सुनिश्चित करने के लिए पॉलीएक्रिलामाइड का चयन करने से पहले चयन परीक्षण और परिचालन परीक्षण करना सबसे अच्छा है।