Serbuk APAM Untuk Rawatan Air

Di bawah keadaan kualiti air tertentu tertentu, penggunaan gabungan serbuk anionik polyacrylamide (APAM) dan flokulan tak organik (seperti PAC, PFS, dll.) mungkin tidak terpakai disebabkan oleh konflik mekanisme, kegagalan reagen atau kesan balas, malah boleh memburukkan kesan rawatan. 

Situasi utama adalah seperti berikut: 

1. Persekitaran pH melampau Asid Kuat atau Alkali Kuat (pH < 3 atau pH > 11)

Asid Kuat (pH < 3): Fungsi teras flokulan tak organik (seperti PAC, PFS) bergantung pada kompleks hidroksi polinuklear (seperti produk hidrolisis Al³⁺, Fe³⁺) yang dihasilkan oleh hidrolisis. Keadaan berasid yang kuat menghalang hidrolisisnya, menghalang flokulan tak organik daripada membentuk komponen pemberbukuan yang berkesan dan kehilangan keupayaan meneutralkan casnya. Pada masa yang sama, APAM untuk rawatan air mungkin mengalami hidrolisis rantai molekul dan degradasi dalam persekitaran asid kuat (kumpulan amida dihidrolisiskan kepada kumpulan karboksil, dan asid kuat boleh merosakkan struktur rantai), kehilangan fungsi penjerapan penjerapannya. Dalam kes ini, penggunaan gabungan bukan sahaja tidak berkesan tetapi juga meningkatkan kos akibat reagen yang terbuang. 

Alkali Kuat (pH > 11): Flokulan tak organik (seperti PAC) akan membentuk garam meta aluminat larut (seperti NaAlO₂) di bawah keadaan alkali yang kuat, kehilangan aktiviti pemberbukuan mereka. Walaupun serbuk kristal APAM mempunyai rintangan alkali yang lebih tinggi sedikit daripada rintangan asid kuat, alkali kuat (terutamanya alkali kuat suhu tinggi) boleh menyebabkan rantai molekulnya terputus, mengakibatkan penurunan berat molekul secara mendadak dan ketidakupayaan untuk membentuk flok yang berkesan. 

2. Kualiti Air dengan Pengoksidaan Kepekatan Tinggi (seperti mengandungi klorin bebas, hidrogen peroksida, ozon, dll.)

Oksida (seperti klorin yang berlebihan ditambah dalam rawatan kumbahan, sisa H₂O₂ daripada reagen Fenton) boleh merosakkan rantai molekul serbuk hablur APAM melalui pengoksidaan (kumpulan amida poliakrilamida anionik mudah teroksida kepada kumpulan karboksil, malah rantaian utama terputus), yang membawa kepada pengurangan berat yang ketara dalam kebolehan kristal penyerapan APAM. Pada masa ini, walaupun flokulan tak organik boleh memberikan beberapa kesan peneutralan cas, serbuk kristal APAM telah pun gagal. Penggunaan gabungan bukan sahaja gagal mencapai peningkatan sinergi tetapi juga boleh menyebabkan flok menjadi halus dan mempunyai prestasi pemendapan yang lemah disebabkan oleh kemungkinan gangguan produk degradasi (bahan molekul kecil) serbuk kristal APAM dengan proses pemberbukuan flokulan bukan organik. 

3. Kemasinan Tinggi (Kepekatan Elektrolit Tinggi) Kualiti Air (seperti air laut, air sisa industri dengan garam tinggi)

Apabila kumbahan mengandungi kepekatan elektrolit yang tinggi (seperti NaCl, CaCl₂, dsb., dengan kemasinan > 5%): 

Kesan peneutralan cas flokulan tak organik diganggu oleh ion berkepekatan tinggi: 

Sebilangan besar ion bebas dalam kumbahan akan "shield" cas negatif pada permukaan zarah koloid, menyukarkan ion logam (seperti Al³⁺, Fe³⁺) flokulan tak organik untuk bergabung dengan koloid secara berkesan, menghalang ketidakstabilan. 

Serbuk kristal APAM terdedah kepada "asin out": Elektrolit berkepekatan tinggi akan mengganggu filem penghidratan rantai molekul serbuk kristal APAM, membawa kepada penurunan keterlarutan dan juga pemendakan, menjadikannya tidak dapat tersebar secara sekata dalam air dan kehilangan fungsi penyambungnya. 

Pada masa ini, kesan sinergistik penggunaan gabungan hilang sepenuhnya, dan kesannya jauh lebih buruk daripada menggunakannya sahaja (atau tidak berkesan). 

4. Kualiti Air dengan Jumlah Surfaktan Anionik yang Banyak (seperti air sisa detergen, cetakan standard yang berlebihan dan air sisa pencelupan)

Surfaktan anionik (seperti LAS, natrium dodesil sulfat) bercas negatif dan lebih disukai akan bergabung dengan kation (seperti Al³⁺, Fe³⁺) dalam flokulan tak organik untuk membentuk kompleks yang stabil, memakan flokulan tak organik (supaya mereka tidak boleh bertindak balas dengan zarah kumbahan dalam). Pada masa yang sama, surfaktan akan membentuk filem "adsorption" pada permukaan zarah koloid, menghalang rantai molekul serbuk kristal APAM daripada mengikat zarah, sekali gus menghalang serbuk kristal APAM daripada menggunakan fungsi penyambungnya. Pada masa ini, penggunaan gabungan gagal kerana penggunaan "" reagen oleh surfaktan, dan floc mungkin sukar untuk dibentuk disebabkan oleh kesan penyebaran surfaktan. 

5. Kualiti Air dengan Pelarut Organik Kepekatan Tinggi atau Pencemar Bukan Kutub 

Jika kumbahan mengandungi sejumlah besar pelarut organik (seperti metanol, aseton, toluena) atau bahan pencemar bukan kutub (seperti minyak berat, alkana rantai panjang): 

Serbuk kristal APAM ialah polimer larut air dengan keterlarutan yang sangat rendah dalam pelarut organik dan akan memendakan secara langsung, tidak dapat larut dan tersebar, sekali gus kehilangan fungsinya. 

Fokulan tak organik (terutamanya bentuk cecair) mungkin mempunyai keseimbangan pembubarannya terganggu oleh pelarut organik, menyebabkan komponen berkesan memendakan dan tidak dapat menggunakan kesan peneutralannya. Contohnya, jika beberapa air sisa kimia (seperti air sisa cat, air sisa dakwat) tidak dirawat terlebih dahulu untuk mengeluarkan pelarut organik, penggunaan gabungan serbuk kristal APAM dan flokulan bukan organik akan gagal sepenuhnya. 

6. Kualiti Air dengan Ion Logam Berat Kepekatan Tinggi (seperti Cr⁶⁺, Hg²⁺, Ag⁺)

Sesetengah ion logam berat (seperti Ag⁺, Hg²⁺) mempunyai sifat pengoksidaan atau kompleks - membentuk yang kuat: - Logam berat yang mengoksida dengan kuat (seperti Cr⁶⁺) akan mengoksida dan merendahkan rantai molekul APAM kumbahan. 

Kompleks membentuk logam berat (seperti Cu²⁺, Ni²⁺) akan membentuk kompleks yang stabil dengan kumpulan amida APAM kumbahan, menyebabkan rantai molekul APAM kumbahan bergulung dan kehilangan keupayaan merapatkannya. Pada masa yang sama, ion logam berat mungkin bertindak balas dengan flokulan tak organik (seperti PAC) untuk membentuk mendakan tidak larut, memakan komponen berkesan flokulan tak organik. Pada masa ini, penggunaan gabungan bukan sahaja tidak berkesan tetapi juga boleh meningkatkan kesukaran rawatan enapcemar. Masalah utama keadaan kualiti air di atas ialah ia sama ada memusnahkan keupayaan meneutralkan cas flokulan tak organik atau menyebabkan degradasi/penyahaktifan rantai molekul APAM sawag, menjadikan kedua-duanya kehilangan kesan sinergistiknya. Dalam senario sedemikian, adalah perlu untuk terlebih dahulu meningkatkan kualiti air melalui prarawatan (seperti melaraskan pH, membuang oksidan/surfaktan, penyahgaraman, dsb.), dan kemudian menilai sama ada penggunaan gabungan itu sesuai. Jika kos prarawatan terlalu tinggi, jenis reagen perlu ditukar (seperti menukar kepada PAM bukan ionik, PAM kationik atau hanya menggunakan flokulan bukan organik kecekapan tinggi).