Polielektrolit (Flokülant), organik yapıda bir kimyasaldır. Su arıtımında flokülasyon amacıyla yaygın olarak kullanılmaktadır.İçme ve kullanma suyu arıtımında, atıksuların arıtımında ve çamur susuzlaştırmada kullanılır.

Polielektrolitler; anyonik, katyonik ve non-iyonik polielektrolit (flokülant) olarak gruplandırılabilirler. Anyonik polielektrolit eksi (-), katyonik polielektrolit artı (+) elektriktrik yüküne sahip olup non-iyonik polielektrolitler ise elektrik yükü içermemektedir. Polielektrolitler sudaki katı maddeleri (partikül, AKM veya yoğun aktif çamur) elektriksel çekim yolu ile önce birbirine yakınlaştırma, daha sonra ise yumaklaştırıp ağır hale getirme ve çökelterek sudan ayırma özelliğine sahiptir. Doğru oranlarda kullanıldığında tamamı çökelen taneciklerle birlikte çamurun içinde bulunmakta, arıtılmış suyun içinde kalmamaktadır.

Katyonik Polielektrolit

Katyonik polielektrolit atıksu arıtma tesislerinin çamur susuzlaştırma ünitelerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Santrifüj dekantör, belt pres veya filtre pres ile çamur susuzlaştırma yapılan proseslerde statik mikser yardımı ile karışım haline getirilen katyonik polielektrolit, basınçlı çamur hattına dozlanmaktadır.

Katyonik polielektrolit ürününün çalışma prensibi genel olarak sulu çözelti içindeki polimer zinciri ile askıda katı halde bulunan katı parçacıkların elektriksel yükleri arasında iyon değişmesine dayanır. Katı parçacıkların kararlı yapıları bozulur ve bu da koagülasyon yada flokülasyona yol açar.

Katyonik polielektrolitler %0.05 ila %0.5 arasında seyreltilir. Hazırlama çözeltisi genelde %0.1-%0.2 olarak, toz haldeki ürünün karıştırma esnasında suya eklenmesi sonucu hazırlanır. Susuzlaştırılacak çamurun karakteristikleri değişik olduğundan uygulanacak dozajlar laboratuvar ortamında jar testi ve işletme denemeleri sonucu belirlenir.

Anyonik Polielektrolit

Toz polielektrolitler, tanecik boyutu azami 2mm ebatında olan, fiziksel formları toz şeker görünümünde olan polielektrolitlerdir. Toz polielektrolitler taşıdıkları yük karakterlerine göre anyonik, katyonik ve non-iyonik olmak üzere üç kategoriye ayrılırlar. Toz polielektrolitler, temin edildikleri formlarda kullanılmayıp, su ile çözeltileri oluşturulduktan sonra uygun noktadan stream içerisine dozlanırlar.

Anyonik polielektrolitler genel olarak kimyasal arıtma ve madencilik faaliyetlerinden kaynaklanan su arıtma proseslerinde KOI , AKM , ağır metal ve kolloidlerin arıtımında ve cevher geri kazanımında flokülant olarak kullanılan polielektrolit türevidirler. Çok nadirde olsa bazı istisna proseslerde çamur susuzlaştırma işleminde kullanıldıklarınıda görmek mümkündür.

Polielektrolit Ürün Formları

Polielektrolitler (Flokülantlar) toz (granül) yapıda ve sıvı olarak üretilmektedir. Toz polielektrolitler bile suda çözündükten sonra sıvı çözeltiler olarak kullanılmaktadır.

Polielektrolit aşağıda belirtilen farklı ürün formlarında mevcuttur.

  1. toz / granül
  2. bead (boncuk taneli)
  3. emülsiyon
  4. likid dispersiyon (LDP)
  5. sulu çözeltiler (solüsyon)
Form Polimer içeriği Bileşimi Raf ömrü
toz / bead % 100 Toz veya mikro bead 3 yıl
likid dispersiyon % 50 yağ 1 yıl
emülsiyon % 20-40 yağ + su 9 ay
solüsyon % 3-7 su 3 ay

Polielektrolit Özellikleri

Polielektrolitleri (Flokülant) birbirinden ayıran başlıca özellikleri molekül ağırlıkları, yükleri ve fiziksel durumlarıdır. Ürün seçimi yapılabilmesi için laboratuar testleri yapılmalıdır. Tesis uygulamalarından sonra kesin olarak uygun ürün tespit edilebilir.

  • İyonik karakteri: anyonik, katyonik veya non-iyonik

Yük yoğunluğu, yüksüz ve yüklü monomerlerin değişken oranlarda birlikte polimerizasyonu ile kontrol edilir.

İyonik monomerin non-iyonik monomer ile kopolimerizasyon işlemi sonucu düşükten yükseğe doğru anyonik veya katyonik yükte üretilebilir.

  • Moleküler ağırlık: (polimer zincir uzunluğu)

Zincir uzunluğu değiştirilerek moleküler ağırlık değişkenlik gösterir.

Polielektrolitlerin Genel Kullanımı ve Tesis İşletiminde Dikkat Edilmesi Gereken Hususlar

  • Polielektrolit çözeltileri için önerilen ideal su kalitesi içme suyu ve buna yakın bir kalitede olmalıdır. Aksi takdirde, tank ve boru hatlarında kireçlenme, şılam oluşumu ve koku problemleri yaşanabilir.Buna bağlı olarak pompa ve hatlarda tıkanmalar söz konusu olabilir. Partiküller selonoid valf ve filtrelerde tıkanıklığa yol açabilir.
  • Polimer hazırlama üniteleri de polielektrolitin istenilen konsantrasyonda hazırlanmasını sağlayan en önemli ünitelerdir. Polielektrolitin üstün bir performans tecrübe etmesi bu ünitelerin tam randımanla çalışmasına bağlıdır. Polielektrolit her ne kadar en uygun ve en kaliteli ürün olsa da istenilen kıvamda çözülememesi halinde gerekli performansı tecrübe edemeyecektir.
  • Son yıllarda tedarik edilen polielektrolit hazırlama üniteleri otomatik sisteme göre dizayn edilmiş olup konsantrasyon hassaslığı bakımından son derece güvenilirdir. Bu sistemlerde her bir haznede mevcut olan karıştırıcılar ürün hazırlanırken ve sisteme dozlanırken, daima çalışır konumda olmalıdır.

Tesis İşletiminde Dikkat Edilmesi Gereken Hususlar

  • Polielektrolit, aluminyum ve galvanize zarar verebileceği için bu malzemeler ile temasından kaçınılmalıdır. Ticari haldeki ürünlerin depolandığı alanlar aşırı sıcağa ve neme maruz bırakılmamalıdır. Polielektrolit su ile temas ettiğinde oldukça kaygan bir hal alır, bu nedenle ürünün yere dökülmemesine dikkat edilmelidir. Yere dökülmesi halinde etrafı kum, talaş ve tuz ile çevrilmeli, belirli bir süre beklendikten sonra toplanıp bertaraf edilmelidir.
  • Polilektrolit ile temas halinde olan kişiler koruyucu elbise, gözlük ve eldiven giymeli, ele, göze ve yüze sıçraması halinde hemen bol su ile yıkanıp tıbbi müdahale yapılmalıdır. Ürünün, hazırlama ünitesine deşarjı esnasında çıkan toz kesinlikle solunmamalı, önlem olarak maske kullanılmalıdır.
  • Ürün, higroskopik özelliğinden dolayı havadaki nemi bile tutabilecek kadar hassas yapıdadır ve nem ürünün topaklaşıp bozulmasına neden olmaktadır. Ürünün en doğru saklama şekli , ağzı sıkıca kapatılmış ambalajın içinde, nemsiz ortamda tutulmasıdır.
  • Toz haldeki ürünün en verimli haliyle kullanılabilmesi için 2 yıl içinde tüketilmesi gerekmektedir. Çözelti halindeki ürünün en verimli haliyle kullanılabilmesi için 3-4 gün içinde tüketilmesi gerekmektedir.
  • Daha berrak su elde edilebileceği düşüncesiyle tesise gereğinden fazla polielektrolit çözeltisi verilmemelidir. Çünkü tam tersi ürünün aşırı kullanımı suda bulanıklığa neden olmaktadır.
  • Çözeltinin atık su ile teması esnasında karıştırma süresinin ve şiddetinin fazla olmasından kaçınılmalıdır. Aksi taktirde oluşan floklar bozulacaktır.

Polielektrolitlerin Sanayide Kullanım Alanları

• Mermer, Granit, Seramik grubu
• Gıda (tavuk-et-balık-süt entegre tesisleri, içecek, konserve, şeker üretimi)
• Enerji tesisleri, termik santraller
• Otomobil sektörü
• Deri üreticileri
• Tekstil
• Kağıt üreticileri
• Cam-kauçuk sanayi
• Maden sektörü (altın-bor-kömür madenleri vb.)
• İlaç ve kimya sektörü
• Belediyeler ve OSB atık su arıtma tesisleri

Wikipedia üzerinden ingilizce kapsamlı içerik için bu linki ziyaret edebilirsiniz.