Kationowe flokulujące polimery poliaminowe

Flokulanty poliaminowe to klasa rozpuszczalnych w wodzie kationowych polimerów o dużej masie cząsteczkowej, których szkieletem są związki poliaminowe. Zaprojektowane specjalnie do agregacji zawieszonych cząstek, wzmacniania kłaczków i oddzielania ciała stałego od cieczy w procesach uzdatniania wody, służą jako kluczowe materiały funkcjonalne w nowoczesnej technologii flokulacji. Wykorzystując swoje unikalne struktury łańcuchów makromolekularnych i właściwości elektrochemiczne, produkty te skutecznie sprzyjają agregacji i wzrostowi drobnych zawieszonych ciał stałych, cząstek koloidalnych i niektórych rozpuszczonych substancji organicznych w wodzie. Powoduje to powstawanie gęstych, dużych i łatwo osadzających się kłaczków. Znajdują szerokie zastosowanie w zaawansowanym oczyszczaniu ścieków przemysłowych, wtórnym oczyszczaniu ścieków komunalnych, klarowaniu wody pitnej, zagęszczaniu i odwadnianiu osadów oraz wstępnej obróbce systemów membranowych.

Z chemicznego punktu widzenia flokulanty poliaminowe są zazwyczaj syntetyzowane poprzez polimeryzację kondensacyjną alifatycznych poliamin (takich jak dietylenotriamina, trietylenotetramina i tetraetylenopentaamina) z epichlorohydryną, dimetyloaminą lub innymi monomerami funkcyjnymi. W procesie tym powstają polimery długołańcuchowe o strukturze liniowej lub umiarkowanie rozgałęzionej. Ich masa cząsteczkowa na ogół waha się od 100 000 do 2 000 000 daltonów, czyli jest znacznie wyższa niż w przypadku koagulantów poliaminowych. Gęstość ładunku kationowego można precyzyjnie dostosować do określonych cech jakości wody. Na rynku są one powszechnie dostępne w postaci bezbarwnych do bladożółtych, lepkich cieczy o zawartości substancji stałych zazwyczaj od 20% do 50%, wykazujących doskonałą rozpuszczalność w wodzie i stabilność podczas przechowywania. Niektóre produkty można dalej suszyć w postaci proszku, aby ułatwić transport i użycie.

Mechanizm uzdatniania wody przez flokulanty poliaminowe opiera się przede wszystkim na synergistycznym działaniu mostkowania adsorpcyjnego i neutralizacji ładunku. W środowiskach wodnych łańcuchy polimeru są gęsto zaludnione pierwszorzędowymi grupami aminowymi (-NH₂), drugorzędowymi grupami aminowymi (-NH-) i protonowanymi czwartorzędowymi grupami amoniowymi (-N⁺(CH₃)₃), które nadają silne właściwości kationowe i zdolność do wielopunktowej adsorpcji.

Po dozowaniu do docelowej wody długołańcuchowe cząsteczki flokulanta poliaminowego szybko adsorbują się na powierzchniach wielu ujemnie naładowanych drobnych cząstek poprzez przyciąganie elektrostatyczne i wiązania wodorowe. Tworzy to sieć mostkową „cząstka-polimer-cząstka”, łączącą pierwotnie rozproszone mikro-kłaczki lub cząstki koloidalne, powodując ich agregację i stopniowy wzrost w duże, gęste makro-kłaczki. Jednocześnie neutralizacja ładunków powierzchniowych przez grupy kationowe dodatkowo zmniejsza odpychanie elektrostatyczne pomiędzy cząstkami, sprzyjając ścisłej agregacji i szybkiemu osadzaniu się kłaczków. Dodatkowo hydrofobowe segmenty niektórych łańcuchów flokulantów poliaminowych mogą zwiększać stabilność kłaczków i odporność na ścinanie poprzez interakcje hydrofobowe.

Naszymi głównymi produktami są chlorek poliglinu, chlorohydrat glinu, siarczan poliżelazowy, bakterie biochemiczne, poliakryloamid i środek odbarwiający.