مقارنة بين بولي أكريلاميد (PAM) والمواد المسببة للتخثر الأخرى

مزايا PAM على المواد المخثرة المعدنية

• استهلاك أقل  : استخدام أقل بمقدار 10-100 مرة

• كتل أكثر إحكاما  : حجم أقل من الحمأة

• تظل قيمة الرقم الهيدروجيني ثابتة  :  فهي تحافظ على التوازن الكيميائي للنظام.

عيوب  PAM

• تكلفة أعلى  : من الشبة أو الحديد

• حساسية القص الميكانيكية  : انخفاض في الوزن الجزيئي أثناء الضخ

• وقت ذوبان طويل  : يتطلب نظام خلط مناسب

يقدم

في معالجة المياه ومياه الصرف الصحي، يؤثر اختيار مادة التخثر المناسبة بشكل مباشر على جودة المياه المُنتجة وتكاليف التشغيل. يُعد بولي أكريلاميد (PAM) من أكثر مواد التخثر البوليمرية استخدامًا، وله مزايا وعيوب مقارنةً بالمواد المخثرة المعدنية مثل الشبة وكلوريد الحديديك. تُقدم هذه المقالة لمحة عامة عن الاختلافات بين هذه المواد ومعايير اختيار الأنسب.

الجزء الأول: المقارنة الفنية بين PAM والمواد المخثرة المعدنية

1.1 آلية العمل

• بولي أكريلاميد  :

  • الجسور بين الجسيمات عن طريق الامتزاز السطحي

  • تكوين جلطات دموية كبيرة وكثيفة.

  • يعمل من خلال الشحنة الأيونية وسلاسل البوليمر الطويلة.

• المواد المخثرة المعدنية (الشبة، الحديد)  :

  • تحييد شحنة الجسيمات الغروانية

  • تكوين هيدروكسيدات المعادن

  • التكتل عن طريق الامتزاز وتحييد الشحنة

1.2 جودة تكوين الجلطة

1.3 التأثير على معايير المياه

الجزء الثاني: المقارنة الاقتصادية والتشغيلية

2.1 الجرعة

• PAM  : 0.1-10 جزء في المليون (حسب النوع)

• الشبة  : 20-150 جزء في المليون

• كلوريد الحديديك  : 30-200 جزء في المليون

2.2 تكاليف التشغيل

• التكلفة الأولية  :

  • PAM: أغلى لكل كيلوغرام

  • المواد المخثرة المعدنية: أكثر اقتصادا

• التكلفة الإجمالية  :

  • قد يكون PAM أكثر فعالية من حيث التكلفة لأن الجرعات أقل.

  • إن استخدام PAM يمكن أن يقلل من تكاليف التخلص من الحمأة بسبب حجم الحمأة المنخفض.

2.3 الاعتبارات التشغيلية

• بولي أكريلاميد  :

  • هناك حاجة إلى نظام حل متقدم

  • حساسة لظروف الخلط

  • وقت ذوبان أطول

• المواد المخثرة المعدنية  :

  • يذوب بسرعة وسهولة.

  • مقاومة أفضل لظروف التشغيل المختلفة.

  • يتطلب التحكم الدقيق في درجة الحموضة

الجزء الثالث: المقارنة البيئية

3.1 التأثير البيئي

• بولي أكريلاميد  :

  • قابلية التحلل المحدودة

  • المخاوف بشأن المونومر المتبقي (الأكريلاميد)

  • لا زيادة في مستويات المعادن في مياه الصرف الصحي

• المواد المخثرة المعدنية  :

  • زيادة تركيزات المعادن في مياه الصرف الصحي

  • قد يتطلب الرقم الهيدروجيني المنخفض تعديلًا

  • قابلية تحلل أفضل

3.2 إدارة الحمأة

• كمية الحمأة الناتجة  :

  • PAM: كفاءة أكبر، حمأة أقل

  • المواد المسببة للتخثر المعدنية: زيادة في حجم الحمأة

• خصائص الحمأة  :

  • حمأة PAM: تجفيف أفضل ومحتوى أعلى من المواد الصلبة

  • الحمأة المعدنية: نسبة عالية من المعادن

الجزء الرابع: التطبيقات المحددة والاختيار الأمثل

4.1 تنقية مياه الشرب

• PAM الأنيوني  : مناسب لإزالة العكارة.

• الشبة  : خيار تقليدي، يتطلب التحكم الدقيق في درجة الحموضة.

• ملحوظة  : يجب الحد من استخدام PAM في مياه الشرب.

4.2 معالجة مياه الصرف الصحي الحضرية

• PAM الكاتيوني  : مناسب جدًا لتجفيف الحمأة.

• فريك  : مناسب لمياه الصرف الصحي المحتوية على الفوسفور.

• الجمع بين الاثنين  : في بعض الأحيان يؤدي إلى أفضل النتائج.

4.3 صناعات محددة

• صناعة الأغذية  :

  • PAM غير الأيونية: أكثر أمانًا

  • القيود المفروضة على استخدام المواد المسببة للتخثر المعدنية

• التعدين  :

  • PAM ذو الوزن الجزيئي العالي جدًا

  • استخدمه مع المواد المخثرة المعدنية للحصول على أفضل النتائج.

القسم 5: المزايا والعيوب العامة

5.1 مزايا PAM

• جرعة أقل بكثير

• أقل حمأة

• لا توجد تغييرات كبيرة في درجة الحموضة

• تكوين جلطات دموية أكبر وأكثر كثافة.

• مرونة أكبر مع أنواع مختلفة (كاتيونية، أنيونية، غير أيونية)

5.2 عيوب PAM

• تكلفة أولية أعلى

• يتطلب أنظمة خلط وإذابة أكثر تعقيدًا.

• الحساسية لظروف التشغيل

• المخاوف البيئية بشأن عدم قابلية التحلل

5.3 فوائد المواد المخثرة المعدنية

• انخفاض التكلفة الأولية

• سهل الاستخدام

• تاريخ طويل  من الاستخدام

• قابلية تحلل أفضل

5.4 عيوب المواد المسببة للتخثر المعدنية

• جرعة عالية

• زيادة حجم الحمأة

• تغيرات الرقم الهيدروجيني

• زيادة المواد الصلبة المذابة

الجزء السادس: جدول المقارنة الكامل

القسم 7: دليل الاختيار النهائي

7.1 متى يكون PAM خيارًا أفضل؟

• عندما تصبح كمية الحمأة المنتجة هي العامل المحدد

• في الأنظمة الحساسة لتغيرات الرقم الهيدروجيني

• لمياه الصرف الصحي ذات الحمل العضوي العالي

• عندما تكون جودة النفايات مهمة بشكل خاص

• في الأنظمة الكبيرة، يعد التوفير في استهلاك المواد الخام أمرًا مهمًا للغاية.

7.2 متى يكون استخدام المواد المسببة للتخثر المعدنية أكثر فعالية؟

• في محطات المعالجة الصغيرة ذات المعدات المحدودة

• عندما تكون التكلفة الأولية هي العامل الحاسم

• بالنسبة لبعض مياه الصرف الصناعي التي تحتوي على معادن ثقيلة

• حيث تقيد اللوائح استخدام البوليمرات

• عندما يكون هناك حاجة إلى تقليل الفوسفور في وقت واحد

7.3 الطرق الهجينة

في كثير من الحالات، يمكن لمزيج PAM والمواد المسببة للتخثر المعدنية أن:

• تحسين التكاليف

• تحسين جودة مياه الصرف الصحي

• تقليل مشكلة الطريقتين

ختاماً

يجب أن يعتمد الاختيار بين PAM والمواد المخثرة المعدنية على:

1. خصائص مياه الصرف الصحي   (الرقم الهيدروجيني، العكارة، التركيب الكيميائي)

2. هدف المعالجة   (جودة النفايات المطلوبة)

3. الاعتبارات الاقتصادية   (رأس المال وتكاليف التشغيل)

4. القيود البيئية   (إدارة الحمأة، معايير الانبعاثات)

يُعدّ اختبار الزجاجات، وفقًا لحالتك الخاصة، أفضل طريقة لتحديد مُخَثِّر الدم الأنسب والجرعة المُثلى. في كثير من الحالات، يُمكن أن يكون الجمع الذكي بين مُخَثِّرات PAM والمُخَثِّرات المعدنية هو الحل الأكثر فعالية من حيث التكلفة. بفضل التطورات الحديثة في تركيبات PAM، أصبحت هذه البوليمرات تُحل محل مُخَثِّرات الدم التقليدية بشكل متزايد، إلا أن مُخَثِّرات الدم المعدنية لا تزال تُستخدم في العديد من التطبيقات.