Chất keo tụ nhũ tương CPAM

Trọng lượng phân tử của chất keo tụ CPAM là một trong những thông số cốt lõi ảnh hưởng đến hiệu quả tách nước bùn. Trọng lượng phân tử của chất keo tụ CPAM thường đề cập đến độ dài của chuỗi phân tử (được đo bằng "mười - nghìnd" hoặc "triệud", với phạm vi thông thường là 500.000-15.000.000). Độ lớn của chất keo tụ CPAM quyết định trực tiếp đến khả năng kết dính hấp phụ, đặc tính bông cặn và hiệu suất tách nước cuối cùng của chất keo tụ CPAM. 

Sau đây là phân tích chi tiết về tác động cụ thể của trọng lượng phân tử đến hiệu quả tách nước bùn dựa trên cơ chế hoạt động của phân tử:

1. Mối liên hệ giữa khối lượng phân tử và chức năng cốt lõi của chất keo tụ CPAM

Hiệu quả tách nước của chất keo tụ CPAM phụ thuộc vào hai khả năng cốt lõi: Trung hòa điện tích (xác định bởi nhóm cation) và hấp phụ-cầu nối (xác định bởi chiều dài chuỗi phân tử). Trong đó, trọng lượng phân tử ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng hấp phụ-cầu nối: Trọng lượng phân tử càng lớn, chuỗi phân tử càng dài. Nó có thể kết nối nhiều hạt bùn hơn, tạo thành cấu trúc bông bùn lớn hơn. Trọng lượng phân tử càng nhỏ, chuỗi phân tử càng ngắn. Phạm vi cầu nối bị hạn chế, dẫn đến các bông bùn nhỏ hơn. Kích thước, độ bền và độ đặc của các bông bùn quyết định trực tiếp hiệu suất lọc của bùn, hiệu suất loại bỏ nước và hàm lượng nước cuối cùng của bánh bùn. 

2. Tác động cụ thể của chất keo tụ CPAM với trọng lượng phân tử khác nhau đến hiệu ứng tách nước 

1). Chất kết bông CPAM có trọng lượng phân tử thấp (thường < 5.000.000) 

Khả năng liên kết yếu: Chuỗi phân tử ngắn chỉ có thể kết nối một số lượng nhỏ các hạt bùn, tạo thành các bông cặn nhỏ và rời rạc (thường có kích thước hạt < 100μm). Các bông cặn có độ bền thấp và dễ bị vỡ trong quá trình khuấy hoặc ép. 

Hiệu suất tách nước: Các bông cặn nhỏ dễ làm tắc nghẽn môi trường lọc (như vải lọc), dẫn đến tốc độ lọc chậm (ví dụ, trong quá trình ép tấm và khung, chu kỳ lọc bị kéo dài). Các bông cặn rời khó giữ nước, và nước không được giải phóng hoàn toàn trong quá trình ép, dẫn đến hàm lượng nước trong bánh bùn tương đối cao (thường là 85%). Tuy nhiên, chất keo tụ CPAM có trọng lượng phân tử thấp hòa tan nhanh và có mật độ điện tích tương đối cao (ở cùng mức độ cation), với khả năng trung hòa điện tích mạnh hơn. Sản phẩm này phù hợp để xử lý bùn có nhiều hạt keo mịn và độ nhớt thấp (như bùn lắng sơ cấp của một số nước thải công nghiệp). 

2. Chất keo tụ CPAM có trọng lượng phân tử trung bình (5.000.000-10.000.000) 

Cân bằng giữa cầu nối và trung hòa điện tích: Độ dài chuỗi phân tử ở mức trung bình. Nó có thể kết nối các hạt thông qua các đoạn chuỗi có độ dài trung bình và đảm bảo các nhóm cation tiếp xúc hoàn toàn với điện tích âm của bùn. Các bông cặn hình thành có kích thước trung bình (kích thước hạt 100 - 500μm), độ bền trung bình và có cấu trúc lỏng lẻo thích hợp (với các lỗ rỗng bên trong hợp lý để nước thấm vào). 

Hiệu suất tách nước: Các bông cặn khó bị tắc nghẽn vải lọc, tốc độ lọc ổn định (cân bằng hiệu suất và độ ổn định). Các bông cặn khó bị vỡ trong quá trình ép, và nước có thể được ép ra hiệu quả dưới áp lực. Hàm lượng nước trong bánh bùn có thể giảm xuống còn 80%-85% (phạm vi mục tiêu cho việc tách nước bùn thải đô thị thông thường). Sản phẩm có phạm vi ứng dụng rộng rãi và là lựa chọn phổ biến cho hầu hết các quá trình tách nước bùn, đặc biệt phù hợp với bùn có hàm lượng hữu cơ cao như bùn hoạt tính và bùn thải đô thị. 

3. Chất keo tụ CPAM có trọng lượng phân tử cao (thường là > 10.000.000) 

Khả năng liên kết mạnh mẽ: Chuỗi phân tử dài có thể tạo thành mạng lưới quy mô lớn (ddhhh) trên nhiều hạt. Các bông cặn thô (kích thước hạt > 500μm) và đặc, có độ bền cao (khả năng chịu cắt mạnh). 

Hiệu suất tách nước: Các bông cặn lớn có thể làm giảm đáng kể tình trạng tắc nghẽn của vải lọc, giúp tăng tốc độ lọc (ví dụ, trong máy ép kiểu băng tải, tốc độ lọc bùn có thể tăng hơn 30%). Cấu trúc bông cặn nhỏ gọn có khả năng ép nước mạnh hơn dưới áp suất cao. Về mặt lý thuyết, nó có thể làm giảm hàm lượng nước trong bánh bùn (trong một số trường hợp, hàm lượng nước có thể giảm xuống còn 75%-80%). 

Tuy nhiên, nó có những hạn chế: Chuỗi phân tử quá dài dễ bị cắt và phá vỡ bởi thiết bị khuấy (đặc biệt là khi khuấy tốc độ cao), dẫn đến giảm khả năng liên kết. Các bông cặn quá thô có thể bị che phủ bởi quá nhiều không khí, hoặc cấu trúc quá đặc có thể cản trở sự thấm nước (thay vào đó kéo dài thời gian tách nước). Khó hòa tan (các chuỗi phân tử dễ bị vướng vào nhau, tạo thành các mắt cá - mắt cá), và việc sử dụng quá mức sẽ làm tăng độ nhớt của bùn, có thể làm tắc nghẽn vải lọc. 

3. Nguyên tắc cốt lõi để lựa chọn trọng lượng phân tử: Phù hợp với đặc tính của bùn Trong các ứng dụng thực tế, việc lựa chọn trọng lượng phân tử cần được kết hợp với các đặc tính cụ thể của bùn, thay vì chỉ theo đuổi "high" hoặc "low": Đối với bùn có hạt mịn, hàm lượng hữu cơ cao (như bùn hoạt tính): Nên ưu tiên lựa chọn chất keo tụ CPAM có trọng lượng phân tử trung bình (5.000.000-10.000.000) để cân bằng kích thước bông cặn và hiệu quả lọc, tránh vấn đề tắc nghẽn của chất keo tụ CPAM có trọng lượng phân tử thấp và rủi ro cắt của chất keo tụ CPAM có trọng lượng phân tử cao. 

Đối với bùn hạt thô, bùn chứa nhiều tạp chất vô cơ (như bùn lắng nước thải công nghiệp): Có thể lựa chọn chất keo tụ CPAM trọng lượng phân tử cao (10.000.000 - 12.000.000) để tạo bông cặn chắc nhờ khả năng liên kết mạnh và cải thiện hiệu quả tách nước bằng áp lực. Đối với bùn có độ nhớt cao, dễ kết tụ: Khuyến nghị sử dụng chất keo tụ CPAM trọng lượng phân tử thấp (3.000.000 - 5.000.000). Chất keo tụ này có thể phá vỡ sự kết tụ của các hạt thông qua quá trình trung hòa điện tích hiệu quả và tránh hiện tượng bám dính quá mức do chất keo tụ CPAM trọng lượng phân tử cao gây ra. 

Trọng lượng phân tử của chất keo tụ CPAM ảnh hưởng trực tiếp đến kích thước, độ bền và cấu trúc của bông cặn bằng cách điều chỉnh khả năng hấp phụ-cầu nối, và do đó quyết định tốc độ lọc, hàm lượng nước của bánh bùn và độ ổn định xử lý của quá trình tách nước bùn: Chất keo tụ CPAM có trọng lượng phân tử thấp: Phù hợp với các tình huống có nhu cầu trung hòa điện tích cao, nhưng hiệu quả tách nước bị hạn chế. Chất keo tụ CPAM có trọng lượng phân tử trung bình: Cân bằng khả năng cầu nối và khả năng chống cắt, và là lựa chọn chung cho hầu hết các loại bùn. Chất keo tụ CPAM có trọng lượng phân tử cao: Có khả năng cầu nối mạnh, nhưng cần tránh hư hỏng do cắt và các vấn đề về độ nhớt quá mức. Trong các ứng dụng thực tế, cần phải lựa chọn toàn diện theo kích thước hạt, hàm lượng chất hữu cơ trong bùn và loại thiết bị xử lý (như máy tách nước dạng tấm và khung, loại băng tải và ly tâm). Nếu cần thiết, có thể tiến hành các thử nghiệm quy mô nhỏ (như thử nghiệm cốc thủy tinh) để kiểm tra tác dụng tách nước (như tốc độ lọc, độ dày bánh bùn, hàm lượng nước) của CPAM keo tụ có trọng lượng phân tử khác nhau để xác định các thông số tối ưu.

Giấy phép kinh doanh với Chính phủ

Hóa chất độc hại