โพลิเมอร์แอนไอออน
โพลิเมอร์แอนไอออน(Anionic Polymer) หรือโพลิอะคริลาไมด์ประจุลบ (APAM) นิยมใช้เป็น " สารช่วยเร่งการตกตะกอน (Flocculant Aid)" สำหรับบำบัดน้ำดิบที่มีความขุ่นสูง ทำหน้าที่ดักจับกลุ่มตะกอนขนาดเล็ก(Micro-flocs) ที่ถูกทำให้หมดประจุด้วยสารส้มหรือ PAC แล้ว ให้ยึดเกาะกันเป็นก้อนขนาดใหญ่(Macro-flocs)น้ำหนักมาก และดิ่งตกลงสู่ก้นถังได้อย่างรวดเร็ว
1. กระบวนการผลิตโพลิเมอร์แอนไอออน (Production Process) ในภาคอุตสาหกรรมการสังเคราะห์ Anionic Polyacrylamide (APAM) นิยมใช้ 2 วิธีหลักผ่านปฎิกิริยาการเติมแบบฟรีแรดิกัล (Free Radical Polymerization )
1. วิธีเตรียมโคโพลิเมอร์โดยตรง(Copolymerization Method)
1.1 การผสมสารตั้งต้น : นำสารละลายมอนอเมอร์ อะคริลาไมด์ ( Acrylamide-AM) ซึ่งไม่มีประจุมาผสมกับมอนอเมอร์ที่มีประจุลบเช่น โซเดี่ยมอะคริเลต(Sodium Acrylate)หรือกรดอะคริลิก(Acrylic Acid)ในสัดส่วนที่ต้องการควบคุมความหนาแน่นของประจุ(Charge Density)
1.2 การกระตุ้นปฎิกิริยา (Polymerization): เติมสารปรับปรุงสภาพน้ำสารจับโลหะ (EDTA)และสารริเริ่มปฎิกิริยา(เช่น Ammonium Persulfate หรือ Sodium Hydrogen Sulfite) จากนั้นไล่อ๊อกซิเจนออกด้วยก๊าซไนโตรเจน
1.3 การเติบโตของโมเลกุล : ปฎิกิริยาจะดำเนินไปภายใต้การควบคุมอุณหภูมิ(หรือใช้แสง UV ในเทคโนโลนี่ยุคใหม่) เพื่อให้มอนอเมอร์เชื่อมต่อกันจนกลายเป็นไฮโดรเจลโพลิเมอร์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงมาก (High Molecular Weigh)
2. วิธีไฮโดรไลซิสบางส่วนหลังการเกิดโพลิเมอร์(Partial Hydrolysis/ Post-Hydrolysis)
2.1 เริ่มต้นจากการผลิตโพลิอะคริลาไมด์แบบไม่มีประจุ (Non-ionic PAM)ก่อน จากนั้นจึงเติมสารละลายอย่างโซเดี่ยม ไฮดร๊อกไซด์(NaOH)ลงไปต้มเคี่ยว ด่างจะเข้าไปเปลี่ยนหมู่เอไมด์ (Amide group) บนสายโซ่โพลิเมอร์บางส่วนให้กลายเป็นหมู่คาร์บอกซิล( Carboxyl group)ซึ่งมีประจุลบ
3. การแปรรูปขั้นสุดท้าย : นำก้อนเจลโพลิเมอร์ที่ได้จากกระบวนการข้างต้นเข้าสู่เครื่องบดสับ(Granulation)นำไปอบแห้งด้วยลมร้อน (Drying)และบดละเอียดจนกลายเป็น ผงสีขาวละเอียดพร้อมบรรจุถุงจำหน่าย
2. อัตราการใช้โพลิเมอร์แอนไอออนในน้ำดิบ(Dosage in Raw Water)
เนื่องจากโพลิเมอร์แอนไอออนมีน้ำหนักโมเลกุลสูงมาก การออกฤทธิ์จึงเข้มข้นสูงอัตราการใช้ในกระบวนการผลิตน้ำประปาหรือปรับปรุงคุณภาพน้ำดิบจึง น้อยมาก โดยทั่วไปจะจ่ายในหน่วยppm(ส่วนในล้านส่วน) หรือ มิลลิกรัมต่อล้านลิตร
- สภาพน้ำดิบความขุ่นต่ำ-ปานกลาง น้ำหน้าแล้ง/น้ำคลอง อัตราการใช้ 0.1-0.5ppm (หรือ 0.1-0.5 กรัมต่อน้ำดิบ 1 ลูกบาศก์เมตร)
- สภาพน้ำดิบความขุ่นสูง น้ำหน้าฝน/น้ำป่า/น้ำดินแดง อัตราการใช้ 0.5-1.5ppm(หรือ 0.5-1.5 กรัมต่อน้ำดิบ 1 ลูกบาศก์เมตร)
- สภาพน้ำตะกอนเข้มข้น น้ำล้างขัดล้างหน้าดิน/ตะกอนเหมือง อัตราการใช้ 2.0-5.0ppm (หรือมากกว่าตามผลการทำ jar Test)
ข้อกำหนดตามสาธารณสุข : สำหรับการผลิตน้ำดื่ม ( Potable Water)หลายประเทศและมาตรฐาน AWWA จะจำกัดการเติมสารโพลิเมอร์สูงสุดห้ามเกิน 1.0 ppm(หรือ 1.0 mg/L)เพื่อป้องกันการตกค้างของมอนอเมอร์อะคริลาไมด์อิสระเป็นพิษ
3. ขั้นตอนปฎิบัติและการเตรียมใช้งานจริง
1. การละลายโพลิเมอร์( Preparation/Make-down) : ห้ามเทผงโพลีเมอร์ลงถังน้ำดิบโดยตรงๆเพราะจะจับตัวเป็นก้อนเหมือนแป้งเปียกและไม่ละลายต้องเตรียมสารละลายเข้มข้นที่ 0.1%(เช่น ผงโพลีเมอร์ 1 กรัม ต่อน้ำสะอาด 1 ลิตร) โดยการค่อยๆโรยผงโพลีเมอร์ลงในน้ำที่กำลังกวนด้วยความเร็ว 100-300 รอบต่อนาที แล้วกวนต่อเนื่องประมาณ 45-60 นาที เพื่อให้สายโซ่โพลิเมอร์คลายตัว้ต็มที่(Activation)
2. จุดที่ต้องเติม (Dosing Point) : โพลิเมอร์แอนไอออน " หลังจาก" ที่น้ำดิบได้ผสมสารตกตะกอนหลัก (Coagulant)เช่นสารส้ม หรือ PAC และผ่านขั้นตอนกวนเร็วมาแล้ว โดยให้เติมตรงจุดเริ่ม " กวนช้า (Flocculation)" เพื่อให้สายโซ่โพลิเมอร์ทำหน้าที่เป็นสะพานเชื่อมจับกลุ่มตะกอนขนาดเล็กเข้าด้วยกัน
3. ข้อควรระวัง ห้ามโดสเกิน(Overdosing): หากเติมโพลิเมอร์มากเกินไป ( เช่น เกิน 2-3 ppmในน้ำดิบปกติ) โมเลกุลโพลิเมอร์จะเข้าไปห่อหุ้มผิวด้านนอกของอนุภาคขุ่นจนมิด ทำให้ประจุลบผลักกันเองตะกอนจะฟุ้งกระจายน้ำจะกลับมาขุ่นถาวรและมีความหนืดสูง ถ้าเกิดลักษณะนี้จะแก้ยากมาก( เกิดปรากฎการณ์ Restabilization)
บทความนี้เพื่อให้ทางลูกค้าได้ใช้ผลิตภัณฑ์ได้อย่างคุ้มค่ากับราคาและเป็นประโยชน์สูงสุดเพื่อให้น้ำที่สะอาดและปลอดภัย
สนใจผลิตภัณฑ์กรุณาติดต่อฝ่ายขายของบริษัทฯได้โดยตรง
1. กระบวนการผลิตโพลิเมอร์แอนไอออน (Production Process) ในภาคอุตสาหกรรมการสังเคราะห์ Anionic Polyacrylamide (APAM) นิยมใช้ 2 วิธีหลักผ่านปฎิกิริยาการเติมแบบฟรีแรดิกัล (Free Radical Polymerization )
1. วิธีเตรียมโคโพลิเมอร์โดยตรง(Copolymerization Method)
1.1 การผสมสารตั้งต้น : นำสารละลายมอนอเมอร์ อะคริลาไมด์ ( Acrylamide-AM) ซึ่งไม่มีประจุมาผสมกับมอนอเมอร์ที่มีประจุลบเช่น โซเดี่ยมอะคริเลต(Sodium Acrylate)หรือกรดอะคริลิก(Acrylic Acid)ในสัดส่วนที่ต้องการควบคุมความหนาแน่นของประจุ(Charge Density)
1.2 การกระตุ้นปฎิกิริยา (Polymerization): เติมสารปรับปรุงสภาพน้ำสารจับโลหะ (EDTA)และสารริเริ่มปฎิกิริยา(เช่น Ammonium Persulfate หรือ Sodium Hydrogen Sulfite) จากนั้นไล่อ๊อกซิเจนออกด้วยก๊าซไนโตรเจน
1.3 การเติบโตของโมเลกุล : ปฎิกิริยาจะดำเนินไปภายใต้การควบคุมอุณหภูมิ(หรือใช้แสง UV ในเทคโนโลนี่ยุคใหม่) เพื่อให้มอนอเมอร์เชื่อมต่อกันจนกลายเป็นไฮโดรเจลโพลิเมอร์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงมาก (High Molecular Weigh)
2. วิธีไฮโดรไลซิสบางส่วนหลังการเกิดโพลิเมอร์(Partial Hydrolysis/ Post-Hydrolysis)
2.1 เริ่มต้นจากการผลิตโพลิอะคริลาไมด์แบบไม่มีประจุ (Non-ionic PAM)ก่อน จากนั้นจึงเติมสารละลายอย่างโซเดี่ยม ไฮดร๊อกไซด์(NaOH)ลงไปต้มเคี่ยว ด่างจะเข้าไปเปลี่ยนหมู่เอไมด์ (Amide group) บนสายโซ่โพลิเมอร์บางส่วนให้กลายเป็นหมู่คาร์บอกซิล( Carboxyl group)ซึ่งมีประจุลบ
3. การแปรรูปขั้นสุดท้าย : นำก้อนเจลโพลิเมอร์ที่ได้จากกระบวนการข้างต้นเข้าสู่เครื่องบดสับ(Granulation)นำไปอบแห้งด้วยลมร้อน (Drying)และบดละเอียดจนกลายเป็น ผงสีขาวละเอียดพร้อมบรรจุถุงจำหน่าย
2. อัตราการใช้โพลิเมอร์แอนไอออนในน้ำดิบ(Dosage in Raw Water)
เนื่องจากโพลิเมอร์แอนไอออนมีน้ำหนักโมเลกุลสูงมาก การออกฤทธิ์จึงเข้มข้นสูงอัตราการใช้ในกระบวนการผลิตน้ำประปาหรือปรับปรุงคุณภาพน้ำดิบจึง น้อยมาก โดยทั่วไปจะจ่ายในหน่วยppm(ส่วนในล้านส่วน) หรือ มิลลิกรัมต่อล้านลิตร
- สภาพน้ำดิบความขุ่นต่ำ-ปานกลาง น้ำหน้าแล้ง/น้ำคลอง อัตราการใช้ 0.1-0.5ppm (หรือ 0.1-0.5 กรัมต่อน้ำดิบ 1 ลูกบาศก์เมตร)
- สภาพน้ำดิบความขุ่นสูง น้ำหน้าฝน/น้ำป่า/น้ำดินแดง อัตราการใช้ 0.5-1.5ppm(หรือ 0.5-1.5 กรัมต่อน้ำดิบ 1 ลูกบาศก์เมตร)
- สภาพน้ำตะกอนเข้มข้น น้ำล้างขัดล้างหน้าดิน/ตะกอนเหมือง อัตราการใช้ 2.0-5.0ppm (หรือมากกว่าตามผลการทำ jar Test)
ข้อกำหนดตามสาธารณสุข : สำหรับการผลิตน้ำดื่ม ( Potable Water)หลายประเทศและมาตรฐาน AWWA จะจำกัดการเติมสารโพลิเมอร์สูงสุดห้ามเกิน 1.0 ppm(หรือ 1.0 mg/L)เพื่อป้องกันการตกค้างของมอนอเมอร์อะคริลาไมด์อิสระเป็นพิษ
3. ขั้นตอนปฎิบัติและการเตรียมใช้งานจริง
1. การละลายโพลิเมอร์( Preparation/Make-down) : ห้ามเทผงโพลีเมอร์ลงถังน้ำดิบโดยตรงๆเพราะจะจับตัวเป็นก้อนเหมือนแป้งเปียกและไม่ละลายต้องเตรียมสารละลายเข้มข้นที่ 0.1%(เช่น ผงโพลีเมอร์ 1 กรัม ต่อน้ำสะอาด 1 ลิตร) โดยการค่อยๆโรยผงโพลีเมอร์ลงในน้ำที่กำลังกวนด้วยความเร็ว 100-300 รอบต่อนาที แล้วกวนต่อเนื่องประมาณ 45-60 นาที เพื่อให้สายโซ่โพลิเมอร์คลายตัว้ต็มที่(Activation)
2. จุดที่ต้องเติม (Dosing Point) : โพลิเมอร์แอนไอออน " หลังจาก" ที่น้ำดิบได้ผสมสารตกตะกอนหลัก (Coagulant)เช่นสารส้ม หรือ PAC และผ่านขั้นตอนกวนเร็วมาแล้ว โดยให้เติมตรงจุดเริ่ม " กวนช้า (Flocculation)" เพื่อให้สายโซ่โพลิเมอร์ทำหน้าที่เป็นสะพานเชื่อมจับกลุ่มตะกอนขนาดเล็กเข้าด้วยกัน
3. ข้อควรระวัง ห้ามโดสเกิน(Overdosing): หากเติมโพลิเมอร์มากเกินไป ( เช่น เกิน 2-3 ppmในน้ำดิบปกติ) โมเลกุลโพลิเมอร์จะเข้าไปห่อหุ้มผิวด้านนอกของอนุภาคขุ่นจนมิด ทำให้ประจุลบผลักกันเองตะกอนจะฟุ้งกระจายน้ำจะกลับมาขุ่นถาวรและมีความหนืดสูง ถ้าเกิดลักษณะนี้จะแก้ยากมาก( เกิดปรากฎการณ์ Restabilization)
บทความนี้เพื่อให้ทางลูกค้าได้ใช้ผลิตภัณฑ์ได้อย่างคุ้มค่ากับราคาและเป็นประโยชน์สูงสุดเพื่อให้น้ำที่สะอาดและปลอดภัย
สนใจผลิตภัณฑ์กรุณาติดต่อฝ่ายขายของบริษัทฯได้โดยตรง
