Polymer là một thuật ngữ được sử dụng phổ biến, thân thuộc trong đời sống. Chúng ta vẫn hay thường dùng tiền polymer, nhựa polymer, và nhiều sản phẩm khác nhưng Polymer có một ứng dụng nữa trong xử lý nước thải. Vậy Polymer trong xử lý nước thải được sử dụng như thế nào? Sẽ được Tuấn Vũ giải đáp trong bài viết dưới đây.

1. Khái niệm

Polymer là khái niệm dùng để chỉ những hợp chất có khối lượng phân tử lớn và trong cấu trúc phân tử có những mắc xích cơ bản nối với nhau được gọi là mer (mer xuất phát từ tiếng Hy Lạp “meros” có nghĩa là hợp phần). Mer đơn giản nhất được gọi là monomer (tức phân tử chỉ gồm một mer), còn polymer có nghĩa là nhiều mer.

Trong phân tử này, các nguyên tử được liên kết bằng liên kết đồng hóa trị. Trong đó mỗi nguyên tử carbon liên kết với hai nguyên tử carbon khác về hai phía. Polymer được ứng dụng trong nhiều sản phẩm như kem đánh răng, khẩu trang,…bên cạnh đó, còn được sử dụng polymer trong xử lý nước thải.

2. Nguồn gốc

Cũng như nhiều vật liệu khác, polymer cũng có nguồn gốc từ các vật chất trong tự nhiên. Cơ bản nhất là acid deoxyribonucleic (ADN) và acid ribonucleic (ARN) để xác định sự sống. Dễ hình dung hơn, polymer tồn tại trong các vật chất quen thuộc trong đời sống hằng ngày của chúng ta, chẳng hạn như tóc, xương, móng và sừng (protein-polymer), cellulose (thành phần trong gỗ, giấy,…), tơ nhện, cao su, protein,… Ngoài ra, chúng cũng có nguồn gốc từ khí tự nhiên, dầu thô và than đá.

Biopolymers đóng vai trò là acid nucleic, polysaccharides cấu trúc, protein cấu trúc, protein chức năng và các phân tử lưu trữ năng lượng để phục vụ các chức năng quan trọng trong cơ thể.

3. Phân loại

Tùy vào mục đích sử dụng mà polymer có những cách phân loại khác nhau. Bao gồm phân loại theo nguồn gốc, cách tổng hợp và cấu trúc. Chi tiết được thể hiện ở sơ đồ Hình 1.

đặc điểm polymer

4. Đặc điểm và tính chất vật lý, hóa học

Tính chất vật lý của polimer nổi bật nhất là:

  • Nó tồn tại ở dạng chất rắn, không bay hơi, không có nhiệt độ nóng chảy xác định (thường nóng chảy ở một khoảng nhiệt độ khá rộng).
  • Khi nóng chảy, đa số polymer tạo ra chất lỏng nhớt, để nguội sẽ rắn lại và được gọi là chất nhiệt dẻo. Một số polymer khác không nóng chảy khi đun mà bị phân hủy ngay, được gọi là chất nhiệt rắn.
  • Hầu hết polymer không tan trong nước. Một số polymer có tính đàn hồi, một số dai, bền, có thể kéo sợi.

Polymer xảy ra một số phản ứng hóa học cơ bản. Bao gồm phản ứng giữ nguyên mạch polymer, phân cắt mạch polymer và tăng mạch polymer.

5. Các sản phẩm từ polymer

Được dùng để sản xuất nên nhiều loại sản phẩm, vật dụng trong đời sống hằng ngày rất quen thuộc như: ống dẫn điện, áo mưa, các sản phẩm công nghiệp.

Chất dẻo Polymer cũng được dùng phổ biển để thay thế cho các sản phẩm làm bằng gỗ, vải, da, thủy tinh hay kim loại bởi có tính chất, đặc điểm khó vỡ, bền, nhẹ và đa dạng màu sắc, mẫu mã đẹp.

Ngoài ra, polymer đã và đang được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực xử lý nước thải, đặc biệt dùng trong xử lý nước thải công nghiệp.

6. Polymer trong xử lý nước thải

Mỗi loại polymer sẽ xử lý loại nước thải nào, liều lượng pha cho mỗi loại polymer cũng như mỗi loại polymer sẽ được ứng dụng để xử lý ở công đoạn nào của quy trình xử lý nước thải, tất cả được thể hiện ở sơ đồ Hình 2.

polymer trong xử lý nước thải

Cơ chế hoạt động

Polymer là hóa chất hỗ trợ quá trình keo tụ, tạo bông trong xử lý nước thải và nước cấp. Được sử dụng khi trộn polymer vào nước thải và khuấy nhẹ, chúng tan tốt trong nước nhưng không tan trong các dung môi hữu cơ thông thường khác.

Polymer hoạt động theo cơ chế trung hòa điện tích giữa các hạt lơ lửng trong nước thải với các điện tích trái dấu nằm trong polymer. Với khả năng diễn ra các phản ứng phân tán, cắt mạch và khả năng kết bông tốt, polymer sẽ giúp chuyển hóa nước thải và tạo ra những bông cặn lớn, sau đó các bông cặn sẽ tách ra khỏi nước và lắng xuống.

Ưu và nhược điểm khi sử dụng polymer để xử lý nước thải

Ưu điểm Nhược điểm
–        Sử dụng được trong mọi môi trường với khoảng pH khác nhau mà không làm thay đổi giá trị pH.

–        Hiệu quả xử lý nước cao trong khi liều lượng sử dụng thấp, từ đó góp phần giảm bớt việc sử dụng nhiều loại hóa chất khác nhau.

–        Dễ dàng sử dụng và bảo quản.

 –        Cần pha chế ở tỷ lệ phù hợp, tránh nồng độ quá cao hoặc quá thấp làm ảnh hưởng đến chất lượng xử lý nước thải như mong muốn.

–        Giá thành sản phẩm cao.

Các công ty đi đầu trong sử dụng polymer trong xử lý nước thải

Một số công ty nổi bật về sử dụng polymer trong xử lý nước thải:

  • Công Ty TNHH Xây Dựng Môi Trường Tuấn Vũ
  • Công Ty Cổ Phần Công Nghệ Môi Trường Toàn Á
  • Công ty TNHH Công nghệ Hóa chất và Môi trường Vũ Hoàng
  • Công Ty TNHH Môi Trường Xuyên Việt
  • Công Ty Cổ Phần Đầu Tư Thương Mại Dịch Vụ Tin Cậy