مستحلب سي بي إيه إم لمعالجة مياه الصرف الصحي

ينتج تأثير التجلط لسائل سي بي إيه إم الأيوني المتشابك عن تفاعله مع الملوثات في مياه الصرف الصحي، مثل الجسيمات الغروانية، ومستحلبات النفط الخام، والمواد الصلبة العالقة. ويتأثر هذا التأثير بعوامل مختلفة، منها خصائص المادة نفسها، والمعايير البيئية لمياه الصرف الصحي، وظروف التشغيل. 

العوامل المؤثرة المحددة هي كما يلي: 

1. خصائص سي بي إيه إم لعامل معالجة المياه

يشكل التركيب الجزيئي والخصائص الفيزيائية والكيميائية لسائل سي بي إيه إم الأساس لتحديد تأثير التخثر لسائل سي بي إيه إم، بما في ذلك بشكل أساسي المعلمات التالية: 

1) درجة الارتباط المتبادل لسائل سي بي إيه إم

تشير درجة الترابط المتقاطع إلى كثافة الروابط المتقاطعة بين السلاسل الجزيئية، مما يؤثر بشكل مباشر على تماسك بنية الشبكة ثلاثية الأبعاد. 

إذا كانت درجة سائل سي بي إيه إم منخفضة جدًا، فإن البنية ثلاثية الأبعاد تكون رخوة، ذات قوة ميكانيكية ضعيفة ومقاومة قص ضعيفة. كما أنها عرضة للكسر في ظروف التدفق العالي أو التحريك، مما يؤدي إلى انخفاض قدرتها على الالتصاق وسهولة كسر الكتل. 

إذا كانت درجة الترابط عالية جدًا، تصبح السلسلة الجزيئية لسائل سي بي إيه إم صلبة جدًا، وتنخفض قابليته للذوبان (قد يصعب إذابته). ولا يمكن تشتيته بالكامل في مياه الصرف الصحي للتلامس مع الملوثات، وقد تعيق بنية الشبكة الكثيفة جدًا تغليف الجسيمات الغروانية وامتصاصها، مما يؤدي إلى انخفاض كفاءة التكتل. 

2) الدرجة الكاتيونية لسائل سي بي إيه إم

تحدد الدرجة الكاتيونية لسائل سي بي إيه إم القدرة على تحييد الشحنة وتؤثر بشكل مباشر على كفاءة امتصاص الملوثات المشحونة سلبًا (مثل مستحلبات النفط الخام وجزيئات الطين). 

3). الوزن الجزيئي لسائل سي بي إيه إم

يؤثر الوزن الجزيئي لسائل سي بي إيه إم على طول السلسلة الجزيئية وتأثير العائق الفراغي. 

عندما يكون الوزن الجزيئي كبيرًا: تكون سلسلة سائل سي بي إيه إم أطول، وقدرة الربط أقوى، مما يسمح بربط المزيد من الجسيمات الغروانية لتكوين كتل كبيرة. ومع ذلك، قد يؤدي الوزن الجزيئي المرتفع جدًا إلى انخفاض قابلية الذوبان، ويكون عرضة للكسر في بيئة عالية القص. 

عندما يكون الوزن الجزيئي صغيرًا: تكون سلسلة سائل سي بي إيه إم قصيرة، وتكون قدرة الجسر ضعيفة، وتكون الكتل صغيرة، وتكون الترسيب بطيئًا. 

في التطبيقات العملية، يجب اختيار الوزن الجزيئي المطابق (عادة ما يكون بين 1 مليون إلى 10 ملايين) وفقًا لمعدل تدفق مياه الصرف الصحي (قوة القص) وحجم جزيئات الملوثات. 

2. معايير جودة مياه الصرف الصحي 

تحتوي مياه الصرف الصحي من حقول النفط على تركيبة معقدة (تحتوي على النفط والمواد الصلبة العالقة والملوحة العالية ودرجة الحرارة العالية وما إلى ذلك)، وتؤثر خصائص جودة المياه بشكل مباشر على التفاعل بين سائل سي بي إيه إم والملوثات:

1) قيمة الرقم الهيدروجيني: تؤثر قيمة الرقم الهيدروجيني على درجة تفكك مجموعات سائل سي بي إيه إم والشحنة السطحية للملوثات، وبالتالي تغيير تأثير التخثر

 2) درجة الحرارة: تؤثر درجة الحرارة على الحركة الجزيئية والاستقرار الهيكلي لسائل سي بي إيه إم: 

عند درجات الحرارة المنخفضة (<20 درجة مئوية): تتحرك السلسلة الجزيئية لسائل CPAM ببطء، وينخفض احتمال الاصطدام بالملوثات، ويتباطأ معدل تفاعل التكتل، ويطول وقت تكوين التكتل. 

في درجات الحرارة العالية (سسششش80℃): على الرغم من أنه يمكن أن يسرع الحركة الجزيئية، إلا أنه قد يتسبب في تدهور جزئي للبنية المترابطة لسائل سي بي إيه إم (خاصة عندما تكون الروابط المترابطة ضعيفة)، مما يؤدي إلى تدمير بنية الشبكة ثلاثية الأبعاد وتقليل مقاومة القص. 

- في الوقت نفسه، قد تجعل درجات الحرارة المرتفعة مستحلب النفط الخام أكثر استقرارًا، مما يزيد من صعوبة التكتل. - القدرة على التكيف: بالنسبة لمياه الصرف الصحي العميقة في حقول النفط (60 - 120 درجة مئوية)، يجب اختيار الروابط المتصالبة المقاومة لدرجات الحرارة العالية (مثل سي سي بي إيه إم المرتبط بالإبيكلوروهيدرين) لتجنب الفشل الهيكلي في درجات الحرارة العالية. 

3) الملوحة (القوة الأيونية): تحتوي مياه الصرف الصحي في حقول النفط على تركيزات عالية من نا⁺ و كا²⁺ و ملغ²⁺ و الكلور⁻ وما إلى ذلك. 

4) نوع الملوثات وتركيزها - شحنة الملوثات السطحية: تختلف قدرة سائل سي بي إيه إم على امتصاص مستحلبات النفط الخام (المشحونة سلبًا بقوة)، وجزيئات الطين (المشحونة سلبًا)، والحطام البكتيري (المشحون سلبًا) في مياه الصرف الصحي لحقول النفط. 

3. ظروف عملية التشغيل تؤثر معلمات تشغيل عملية التخثر بشكل مباشر على التشتت والتفاعل وتكوين التخثر لسائل سي بي إيه إم: 

1) الجرعة: الجرعة هي العامل الرئيسي الذي يؤثر على تأثير التكتل: 

جرعة غير كافية: لا يمكنها تحييد شحنات الملوثات أو الجسر بشكل كامل، مما يؤدي إلى تكتلات صغيرة، وعكارة عالية، ومحتوى زيت مرتفع في النفايات. 

الجرعة الزائدة: تُمتَص جزيئات سائل سي بي إيه إم الزائدة على سطح الجسيمات، مُشكِّلةً غلافًا ذا شحنة موجبة. تتشتت الجسيمات مجددًا نتيجةً لتنافر الشحنة نفسها (أي، ديدههري - تثبيت)، وفي الوقت نفسه، يزيد هذا من تكلفة العامل واستهلاك الأكسجين الكيميائي (سمك القد) للنفايات السائلة. 

الجرعة المثلى: تُحدَّد من خلال اختبارات الجرة. عادةً، بالنسبة لمياه الصرف الصحي لحقول النفط، تتراوح بين 5 و50 ملغم/لتر (تُعَدَّل تحديدًا وفقًا لتركيز الملوِّث وأداء سائل سي بي إيه إم).  

2) شدة التحريك والوقت - الغرض من التحريك هو توزيع سائل سي بي إيه إم بالتساوي وجعله على اتصال كامل بالملوثات، ولكن يجب التحكم في الشدة والوقت: 

مرحلة الخلط (1 - 5 دقائق بعد الجرعة): يلزم التحريك بكثافة متوسطة إلى عالية (سرعة الدوران 100 - 300 دورة / دقيقة) لضمان التشتت المنتظم للعامل وتجنب التركيز المحلي المفرط. 

مرحلة التخثر (5 - 20 دقيقة بعد الخلط): يلزم التحريك منخفض الكثافة (سرعة الدوران 30 - 60 دورة في الدقيقة) لتعزيز نمو التخثر وتجنب القص القوي الذي قد يؤدي إلى كسر التخثر المتشكل.

التحريك غير الكافي: يتم توزيع المادة بشكل غير متساوٍ، مما يؤدي إلى زيادة التكتل في بعض المناطق وعدم كفاية التفاعل في مناطق أخرى. 

التحريك المفرط: يؤدي إلى تكسير الكتل وتدهور أداء الترسيب. 

٣) طريقة الجرعات - يجب تحضير سائل سي بي إيه إم في محلول مائي بتركيز معين (عادةً ٠٫١٪ - ٠٫٥٪) قبل الجرعات. يجب تجنب الإضافة المباشرة للمواد الصلبة لمنع التكتل ("fish - عيوناااااه)، مما يؤثر على الذوبان والتفاعل. باتباع طريقة الجرعات التدريجية (إضافة محلول منخفض التركيز أولاً ثم إعادة التعبئة بعد فترة زمنية محددة)، يمكن تقليل خطر التكتل، وتحسين كفاءة التكتل. 

4. تداخل المواد المتواجدة معًا 

قد تكون هناك عوامل أخرى (مثل مزيلات المستحلبات، ومبيدات البكتيريا) أو شوائب في مياه الصرف الصحي لحقول النفط، مما يؤثر على تأثير التكتل لسائل سي بي إيه إم: 

التأثير التآزري: عند استخدامه مع المواد المتخثرة غير العضوية (مثل لجنة العمل السياسي وFeCl₃)، فإن العوامل غير العضوية تضغط أولاً على الطبقة الكهربائية المزدوجة، ثم يلعب سائل سي بي إيه إم دور الجسر، مما يمكن أن يحسن كفاءة التخثر (على سبيل المثال، يستخدم مزيج "PAC + سي سي بي ايه ام دي اتش اتش بشكل شائع في مياه الصرف الصحي في حقول النفط). 

تأثير التداخل: في حال وجود كميات زائدة من العوامل الأنيونية (مثل مُزيلات المستحلب الأنيونية، وبولي أكريلات الصوديوم) في مياه الصرف الصحي، فقد تتفاعل مع المجموعات الكاتيونية لسائل سي بي إيه إم لتكوين رواسب، مما يُستهلك العامل الفعال. بالإضافة إلى ذلك، قد تُدمر المواد المُختزلة، مثل الكبريتيدات (S²⁻) وحمض الهيوميك، البنية المترابطة لسائل سي بي إيه إم، مما يُقلل من استقراره. 

إن تأثير التخثر للبولي أكريلاميد الكاتيوني المترابط هو نتيجة للعمل المشترك لخصائص العامل نفسه (درجة الارتباط المتبادل، الدرجة الكاتيونية، الوزن الجزيئي)، ونوعية مياه الصرف الصحي (درجة الحموضة، درجة الحرارة، الملوحة، خصائص الملوثات)، وظروف التشغيل (الجرعة، التحريك، طريقة الجرعات)، والمواد المصاحبة. 

في التطبيقات العملية (مثل معالجة مياه الصرف الصحي في حقول النفط)، هناك حاجة إلى تحسين المعلمات الرئيسية من خلال اختبارات على نطاق صغير واختبارات تجريبية لموازنة تأثير العوامل المختلفة، وذلك لتحقيق التكتل الفعال (مثل محتوى الزيت في النفايات < 10 مجم / لتر، المواد الصلبة المعلقة < 20 مجم / لتر).

السمات الخاصة بالصناعة

سمات أخرى

القدرة على التوريد

ورشة عمل التوليف لشركة جيوفانغ التكنولوجيا

مختبر جيوفانغ