ജലശുദ്ധീകരണത്തിൽ പോളിഅക്രിലാമൈഡിന്റെ (PAM) ഏറ്റവും പുതിയ സംഭവവികാസങ്ങളും പ്രയോഗ പ്രവണതകളും (2023-2024)

I.വ്യവസായ അവലോകനവും സാങ്കേതിക പുരോഗതിയും

ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട ജലശുദ്ധീകരണ രാസവസ്തുക്കളിൽ ഒന്നായ പോളിഅക്രിലാമൈഡ് (PAM), സമീപ വർഷങ്ങളിൽ സാങ്കേതിക കണ്ടുപിടിത്തങ്ങളിലും വിപണി പ്രയോഗങ്ങളിലും ഗണ്യമായ പുരോഗതി കൈവരിച്ചിട്ടുണ്ട്. ഏറ്റവും പുതിയ വിപണി ഗവേഷണ റിപ്പോർട്ട് അനുസരിച്ച്, 2023 ൽ ആഗോള PAM വിപണി 4.58 ബില്യൺ ഡോളറിലെത്തി, 2028 ആകുമ്പോഴേക്കും 6.23 ബില്യൺ ഡോളറായി വളരുമെന്നും, 6.3% സംയുക്ത വാർഷിക വളർച്ചാ നിരക്കോടെ ഇത് വളരുമെന്നും പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു. മൊത്തം ഉപഭോഗത്തിന്റെ 65% ത്തിലധികവും ജലശുദ്ധീകരണ മേഖലയാണ്, ഇത് വ്യവസായ വളർച്ചയുടെ പ്രധാന ചാലകമായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു.

1. അയോണിക് പോളിഅക്രിലാമൈഡിലെ (APAM) മുന്നേറ്റങ്ങൾ

2023-ൽ, ചൈനയിലെ സയൻസ് ആൻഡ് ടെക്നോളജി സർവകലാശാലയിലെ ഒരു ഗവേഷണ സംഘം *നേച്ചർ വാട്ടർ* എന്ന പുസ്തകത്തിൽ സുപ്രധാന കണ്ടെത്തലുകൾ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു, "സ്മാർട്ട് റെസ്‌പോൺസ്" സ്വഭാവസവിശേഷതകളുള്ള ഒരു നൂതന APAM മെറ്റീരിയൽ വിജയകരമായി വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു. മോളിക്യുലാർ ഇംപ്രിന്റിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ച്, ഈ ഉൽപ്പന്നത്തിന് വെള്ളത്തിലെ മലിനീകരണ തരങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി അതിന്റെ തന്മാത്രാ കോൺഫിഗറേഷൻ സ്വയമേവ ക്രമീകരിക്കാൻ കഴിയും, ഇത് ഹെവി മെറ്റൽ അയോൺ നീക്കം ചെയ്യൽ കാര്യക്ഷമത 40% മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് ഖനന മലിനജല സംസ്കരണത്തിന് അനുയോജ്യമാണ്. ജിയാങ്‌സിയിലെ ഒരു ചെമ്പ് ഖനിയിലെ മലിനജല സംസ്കരണ പദ്ധതിയിൽ നിന്നുള്ള ഫീൽഡ് ഡാറ്റ കാണിക്കുന്നത് ഈ മെറ്റീരിയൽ 99.2% ചെമ്പ് അയോൺ നീക്കം ചെയ്തപ്പോൾ സംസ്കരണ ചെലവ് 35% കുറച്ചു.

അതേസമയം, ജപ്പാനിലെ മിത്സുബിഷി കെമിക്കൽ, എണ്ണ, വാതക ഫീൽഡ് മലിനജല സംസ്കരണത്തിലെ സാങ്കേതിക വെല്ലുവിളികളെ അഭിസംബോധന ചെയ്തുകൊണ്ട് 80-120°C-ൽ സ്ഥിരതയുള്ള പ്രകടനം നിലനിർത്തുന്ന ഉയർന്ന താപനിലയെ പ്രതിരോധിക്കുന്ന APAM സീരീസ് അവതരിപ്പിച്ചു. സൗദി അരാംകോയുടെ എണ്ണപ്പാട ജല സംസ്കരണ സംവിധാനത്തിൽ ഈ ഉൽപ്പന്നം അസാധാരണമായ പ്രകടനം കാഴ്ചവച്ചു, ഫ്ലോക്ക് രൂപീകരണ വേഗത 50% ത്വരിതപ്പെടുത്തി, പരമ്പരാഗത ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ മൂന്നിൽ രണ്ട് ഭാഗത്തേക്ക് സെറ്റിലിംഗ് സമയം കുറച്ചു.

2. കാറ്റാനിക് പോളിഅക്രിലാമൈഡിലെ (CPAM) സാങ്കേതിക നവീകരണങ്ങൾ

സ്ലഡ്ജ് സംസ്കരണ മേഖലയിൽ പരിവർത്തനാത്മകമായ മാറ്റങ്ങൾ ഉണ്ടായിട്ടുണ്ട്. 2024 ന്റെ തുടക്കത്തിൽ, ജർമ്മനിയിലെ BASF 20 ദശലക്ഷം ഡാൾട്ടണിൽ കൂടുതൽ തന്മാത്രാ ഭാരമുള്ള ഒരു പുതിയ തലമുറ അൾട്രാ-ഹൈ മോളിക്യുലാർ വെയ്റ്റ് CPAM ഉൽപ്പന്നം പുറത്തിറക്കി. പ്രത്യേക ക്രോസ്-ലിങ്കിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയിലൂടെ, സ്ലഡ്ജ് ഡീവാട്ടറിംഗ് സമയത്ത് ഈ ഉൽപ്പന്നം കൂടുതൽ സാന്ദ്രമായ നെറ്റ്‌വർക്ക് ഘടനകൾ രൂപപ്പെടുത്തുന്നു, ഡീവാട്ടറിംഗ് കഴിഞ്ഞുള്ള സ്ലഡ്ജ് ഈർപ്പം 58% ൽ താഴെയായി കൈവരിക്കുന്നു - പരമ്പരാഗത ഉൽപ്പന്നങ്ങളെ അപേക്ഷിച്ച് 10 ശതമാനം പോയിന്റ് മെച്ചപ്പെടുത്തൽ. ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ സ്വീകരിച്ചതിനുശേഷം, പാരീസ് മുനിസിപ്പൽ മാലിന്യ സംസ്കരണ പ്ലാന്റ് സ്ലഡ്ജ് സംസ്കരണ ശേഷി 30% വർദ്ധിപ്പിച്ചു, അതേസമയം രാസ ഉപഭോഗം 15% കുറച്ചു.

ഏറ്റവും ശ്രദ്ധേയമായ കാര്യം, CRISPR ജീൻ എഡിറ്റിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ച് ഒരു ഡച്ച് സ്റ്റാർട്ടപ്പ് ഒരു ബയോസിന്തറ്റിക് CPAM വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു. *E. coli* ഫെർമെന്റേഷൻ വഴി നിർമ്മിക്കുന്ന ഈ പ്രക്രിയ, അക്രിലാമൈഡ് മോണോമർ ഉപയോഗം പൂർണ്ണമായും ഒഴിവാക്കുകയും, ഉൽപ്പന്ന ഇക്കോടോക്സിസിറ്റി 90% കുറയ്ക്കുകയും, ഉൽ‌പാദന സമയത്ത് കാർബൺ ഉദ്‌വമനം 65% കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. കെമിക്കൽ സിന്തസിസ് രീതികളേക്കാൾ നിലവിലെ ചെലവുകൾ ~20% കൂടുതലാണെങ്കിലും, 2026 ഓടെ സ്കെയിൽ ഉൽ‌പാദനം കൈവരിക്കുമ്പോൾ കാര്യമായ മത്സര നേട്ടങ്ങൾ പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.

3. നോണിയോണിക് പോളിഅക്രിലാമൈഡിന്റെ (NPAM) വിപുലീകൃത പ്രയോഗങ്ങൾ

പ്രത്യേക ജല സംസ്കരണത്തിൽ NPAM സവിശേഷമായ നേട്ടങ്ങൾ പ്രകടമാക്കുന്നു. 2023 അവസാനത്തോടെ, ഡൗ കെമിക്കൽ ഒരു pH-സെൻസിറ്റീവ് NPAM സീരീസ് അവതരിപ്പിച്ചു, ഇത് pH 2-12 നുള്ളിൽ തന്മാത്രാ ശൃംഖല വിപുലീകരണം യാന്ത്രികമായി ക്രമീകരിക്കുകയും നാനോ-സ്കെയിൽ സസ്പെൻഡ് ചെയ്ത സോളിഡുകൾ പിടിച്ചെടുക്കൽ കാര്യക്ഷമത 3-5 മടങ്ങ് മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു. സെമികണ്ടക്ടർ വ്യവസായത്തിനായുള്ള അൾട്രാപ്യുവർ ജല തയ്യാറെടുപ്പിൽ ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ വിജയകരമായി പ്രയോഗിച്ചു, 18.2 MΩ·cm എന്ന ജല ഗുണനിലവാര മാനദണ്ഡം കൈവരിക്കുന്നു.

അസോബെൻസീൻ ഘടനാ യൂണിറ്റുകൾ അവതരിപ്പിച്ചുകൊണ്ട് ദക്ഷിണ കൊറിയൻ ഗവേഷകർ ദൃശ്യ-പ്രകാശ-ഡീഗ്രേഡബിൾ NPAM വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു. പ്രകൃതിദത്ത വെളിച്ചത്തിൽ 48 മണിക്കൂറിനുള്ളിൽ അവശിഷ്ട പോളിമറുകൾക്ക് ചെറിയ-തന്മാത്ര സംയുക്തങ്ങളായി വിഘടിപ്പിക്കാൻ കഴിയും, ഇത് പരമ്പരാഗത PAM അവശിഷ്ട പ്രശ്നങ്ങൾ പൂർണ്ണമായും പരിഹരിക്കും. 2025 ഓടെ വാണിജ്യവൽക്കരണം പ്രതീക്ഷിക്കുന്ന സിയോൾ കുടിവെള്ള പ്ലാന്റുകളിൽ ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ പരീക്ഷണാടിസ്ഥാനത്തിൽ പരീക്ഷിച്ചു.

II. വിപണി ചലനാത്മകതയും പ്രാദേശിക വികസനങ്ങളും

1. ആഗോള വിപണിയിലെ മാറ്റങ്ങൾ

ഏഷ്യ-പസഫിക് മേഖല ഏറ്റവും വേഗത്തിൽ വളരുന്ന PAM വിപണിയായി മാറിയിരിക്കുന്നു, 2023-ൽ ആഗോള ഉപഭോഗത്തിന്റെ 46% സംഭാവന ചെയ്യുന്നത് ചൈനയാണ്, വളർച്ചയുടെ ഭൂരിഭാഗവും സംഭാവന ചെയ്യുന്നത് ചൈനയാണ്. ചൈന പെട്രോളിയം ആൻഡ് കെമിക്കൽ ഇൻഡസ്ട്രി ഫെഡറേഷന്റെ ഡാറ്റ കാണിക്കുന്നത് 2023-ൽ ചൈനയുടെ PAM ഉൽപ്പാദനം 920,000 ടണ്ണിലെത്തിയെന്നും ഇറക്കുമതി 15% വാർഷിക വളർച്ചാ നിരക്ക് നിലനിർത്തുന്നുവെന്നും - പ്രത്യേകിച്ച് ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള CPAM ഉൽപ്പന്നങ്ങൾക്ക്, ഇറക്കുമതി ആശ്രിതത്വം 40% വരെ ഉയർന്ന നിലയിൽ തുടരുന്നു.

യൂറോപ്യൻ വിപണി വ്യത്യസ്തമായ പ്രവണതകൾ കാണിക്കുന്നു. കർശനമായ പാരിസ്ഥിതിക നിയന്ത്രണങ്ങൾ കാരണം, ബയോഡീഗ്രേഡബിൾ PAM ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ 2020-ൽ 8% ആയിരുന്നത് 2023-ൽ 22% ആയി വിപണി വിഹിതം വർദ്ധിപ്പിച്ചു. 2026-ഓടെ പരമ്പരാഗത CPAM പൂർണ്ണമായും പച്ച ബദലുകൾ ഉപയോഗിച്ച് മാറ്റിസ്ഥാപിക്കാനുള്ള പദ്ധതികൾ ഫ്രാൻസിലെ വിയോലിയ പ്രഖ്യാപിച്ചു.

ഷെയ്ൽ ഗ്യാസ് വികസനത്താൽ നയിക്കപ്പെടുന്ന വടക്കേ അമേരിക്കൻ വിപണി, APAM ന്റെ ആവശ്യകത ശക്തമായി തുടരുന്നു. 2023 ൽ യുഎസ് PAM ഇറക്കുമതി 18% വർദ്ധിച്ചു, 60% എണ്ണ, വാതക വേർതിരിച്ചെടുക്കൽ മലിനജല സംസ്കരണത്തിനായി ഉപയോഗിച്ചു. ശ്രദ്ധേയമായി, മെക്സിക്കോ ഒരു പുതിയ ഉൽപാദന കേന്ദ്രമായി ഉയർന്നുവന്നിട്ടുണ്ട്, ഒന്നിലധികം ബഹുരാഷ്ട്ര കമ്പനികൾ പ്രാദേശിക ഉൽപാദന അടിത്തറകൾ സ്ഥാപിച്ചിട്ടുണ്ട്.

2. വിലനിർണ്ണയവും വിതരണ ശൃംഖല ചലനാത്മകതയും

2023 മുതൽ 2024 വരെ, PAM അസംസ്‌കൃത വസ്തുക്കളുടെ വിപണികളിൽ കാര്യമായ ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകൾ അനുഭവപ്പെട്ടു. 2023 ലെ മൂന്നാം പാദത്തിൽ അക്രിലാമൈഡ് മോണോമർ വിലകൾ ചരിത്രത്തിലെ ഏറ്റവും ഉയർന്ന നിലയിലെത്തി, പക്ഷേ ചൈന പുതിയ ഉൽ‌പാദന ശേഷി ചേർത്തതിനാൽ 2024 ലെ രണ്ടാം പാദത്തോടെ ന്യായമായ നിലയിലേക്ക് തിരിച്ചെത്തി. എന്നിരുന്നാലും, അപ്‌സ്ട്രീം പ്രൊപിലീൻ ഓക്സൈഡ് വിതരണം ഇറുകിയതിനാൽ കാറ്റയോണിക് റിയാജന്റ് DMC (മെത്താക്രിലോയ്ലോക്സിതൈൽ ട്രൈമീഥൈൽ അമോണിയം ക്ലോറൈഡ്) വിലകൾ വർദ്ധിച്ചുകൊണ്ടിരുന്നു, ഇത് CPAM ഉൽ‌പാദന ചെലവ് 12-15% വർദ്ധിപ്പിച്ചു.

വിതരണ ശൃംഖലകളുടെ കാര്യത്തിൽ, വ്യവസായ പ്രമുഖർ ലംബ സംയോജനം ത്വരിതപ്പെടുത്തി. ബെൽജിയത്തിലെ ഒരു പുതിയ സംയോജിത ഉൽ‌പാദന അടിത്തറയിൽ സോൾവേ ഗ്രൂപ്പ് €300 മില്യൺ നിക്ഷേപിച്ചു, ഇത് അക്രിലോണിട്രൈലിൽ നിന്ന് അന്തിമ ഉൽ‌പ്പന്നങ്ങളിലേക്ക് പൂർണ്ണ-പ്രോസസ് ഉൽ‌പാദനം സാധ്യമാക്കി. 2025 ൽ ആരംഭിക്കുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്ന ഇത് സമഗ്രമായ ചെലവ് 20% കുറയ്ക്കും. ചെറുകിട, ഇടത്തരം സംരംഭങ്ങൾ സ്പെഷ്യലൈസേഷനിലേക്ക് മാറി - ഉദാഹരണത്തിന്, ഇറ്റലിയിലെ ഇറ്റാൽമാച്ച് കടൽ ജലശുദ്ധീകരണത്തിനായി പ്രത്യേക APAM ഫോർമുലേഷനുകൾ വികസിപ്പിക്കുന്നതിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിച്ചു.