Очистка цветных вод коагулянтами. Флокулянты и коагулянты Коагуляционная и флокуляционная очистка сточных вод: что собой представляют флокулянты и коагулянты

Употребление чистой воды повышает здоровье и иммунитет человека, притом организм сам восстанавливается, используя собственные резервы. Люди испокон веков селились у рек и озер, пользуясь теми источниками, что давала для жизни природа. Самые древние цивилизации уже умели очищать воду для нужд горожан, пропуская ее через слои глины и песка. В те времена люди не использовали коагулянты (это вещества, с помощью которых производится первичная очистка живительной влаги сегодня).

Такая разная чистая вода

В современном мире считается, что в идеале человек должен использовать в своих жилищах три вида воды:

  • водопроводную, прошедшую стандартную многократную грубую очистку и фильтрацию в специальных отстойниках;
  • бытовую, предварительно умягченную для предотвращения образования накипи в нагревательных приборах, используемую для мытья и стирки;
  • питьевую, применяемую исключительно для употребления внутрь и приготовления еды.

Обычной водой квартиры обеспечивает городская система водоснабжения. Для самостоятельной домашней доочистки используются различные фильтры, системы структурирования и признанные полезными некоторые минералы (например, шунгит). Кроме того, существуют коагулянты, обеззараживающие воду, для домашнего использования.

Что происходит с водой перед попаданием в трубы

Перед отстаиванием и фильтрацией производится предварительная грубая очистка воды, предназначенной для подачи в городские водопроводные сети. Сначала в специальных емкостях быстро смешивают воду и коагулянты (это специальные химические реагенты). При коагулировании электростатическое отталкивание растворенных в воде частиц снижается, они слипаются. Это облегчает и ускоряет очистку во время отстаивания и фильтрации.

Процесс в одном резервуаре должен длиться около одной минуты. При меньшем временном интервале не обеспечивается необходимая равномерность смешивания вещества с водой. При более длительном взаимодействии могут разрушиться образовавшиеся флокулы (осадок, слипшиеся инородные частички). Пройдя через несколько резервуаров, где коагулянты для воды смешиваются с ней с постепенно уменьшающейся скоростью, жидкость подвергается отстаиванию.

Что означает красивое слово «флокуляция»

Коагулянты - это химические реактивы. Не все вредные для человека вещества можно вывести обычным фильтрованием за короткое время. Некоторые из них находятся в растворенном состоянии. Если в воде присутствуют примеси или гидрозоли, то коагулянты для очистки воды в момент взаимодействия образуют с ними нерастворимый осадок в виде взвеси. Процесс образования из мелкодисперсных частиц слипшихся, более крупных «кучек» и называется флокуляцией. Размер этих новых частиц может достигать нескольких миллиметров.

Конечно, можно очищать воду от разных примесей обычной фильтрацией, только это будет длиться несколько лет, а ведь вода нужна ежедневно в огромных количествах. Чтобы процесс очистки проходил достаточно быстро, в смесители добавляют коагулянты. Это сокращает время освобождения воды от ненужных вредных веществ всего до 30-45 минут. Благодаря такому ускорению жители больших и малых городов получают возможность бесперебойно пользоваться водой, не выходя из своих жилищ.

Что происходит на очистных сооружениях

В воде, даже прозрачной на первый взгляд, обычно содержится огромное количество примесей. Среди них могут быть следующие вещества:

  • гипс и мел;
  • песок и глинистые породы;
  • ил и планктон;
  • малорастворимые гидроокиси металлов;
  • бактерии;
  • растворенные химические вещества;
  • различные взвеси.

Тяжелые и крупные частицы с большой удельной массой довольно быстро опускаются на дно отстойника, за 1-2 минуты. Ускоряя процесс седиментации (образования осадка) мелких частиц, который может длиться до двух лет, в воду добавляют коагулянты. Это сернокислый глинозем, сернокислое железо, гидроксосульфаты и гидроксохлориды алюминия, смеси солей железа и алюминия, глиняные замутнители, различные флокулянты и суспензионные осветлители.

Для очистки и осветления воды в системе вертикальных отстойников на 1 литр расходуется от 50 до 100 мл реагентов. Укрупненные и склеенные под действием химических веществ выпадают в осадок, который легко отделяется дальнейшим отстаиванием и фильтрацией.

Коагуляция – это процесс, применяемый в очистки сточной и питьевой воды. В основе процесса лежат законы взаимодействия частиц – броунское движение, силы Ван-дер-Ваальса и межмолекулярные силы. Дело в том, что мелкодисперсные частички загрязнений не оседают в процессе гравитационного отстаивания,так как имеют небольшую массу.

Чтобы увеличить интенсивность оседания этих частиц, в воду добавляют специальные химические вещества – коагулянты, которые способствуют объединению (слипанию) мелкодисперсных частичек в результате их столкновений и действия сил межмолекулярного притяжения. Для ускорения коагуляции и увеличения эффекта применяют перемешивание (частички чаще сталкиваются). В целом эффект зависит от времени контакта жидкости с коагулянтом, интенсивности перемешивания, дозы коагулянта и его вида, качества.

Самыми распространенными коагулянтами для очистки воды являются соли поливалентных металлов:железа, алюминия.

1. Сульфат алюминия Al2(SO4)3∙18H2O. он бывает двух видов:

1.1 Неочищенный –это технический продукт серовато-зеленого цвета. Представляет собой куски твердого вещества. Его получаютпри обработки бокситов, глин, нефелинов серной кислотой. Такой продукт содержит не менее 9% Al2O3.

1.2 Очищенный – представляет из себя плиты серовато-перламутрового цвета. Его получают при растворении неочищенного сульфата алюминия или глинозема в серной кислоте.Этот коагулянт для очистки воды содержит не менее 13,5% Al2O3.

Преимуществаочищенного коагулянта:

Нет необходимости в специальном оборудовании для растворения продукта;

Удешевление и упрощение погрузки, транспортировки и разгрузки продукта;

2. Алюминат натрия NaAlO2 – твердое вещество белое по цвету (с перламутровым блеском на изломе).Его получают при растворении алюминия в гидроксиде натрия.

3. Гидроксид алюминия Al(OH)3.Использование этого коагулянта связано со следующими трудностями:

Вещество эффективно лишь при значениях рН воды6,5 - 7,5. Если рН ниже, то образуются частично растворимые соли, а если выше, то алюминаты.

Также коагулянт чувствителен к температуре воды:при ее значении до 40 ℃ замедляется процесс коагуляции и усложняется дальнейшая очистка (засоряются фильтры).

4. Оксихлорид алюминия (ОХА). Общая форма соединения - Al(OH)mCl3n-m. Этот коагулянт качественно отличается от остальных алюмосодержащих коагулянтов для очистки воды за счет своей поверхностной кислотной оболочки. Преимущества:

Возможность использовать в холодное время года;

Работает с более широким диапазоне рН;

Меньше снижает щелочность, как следствие нет необходимости в стабилизационной обработке.

5. Хлористый алюминий AlCl3 – кристаллический белый порошок.

1. Хлорное железо FeCl3*6H2O –представляет собой темные кристаллы(с металлическим блеском). Его получают при охлорировании стальной стружки или как побочный продукт при горячем хлорировании руд. Очень гигроскопичен.

2. Сульфат железа (II)FeSO4*7Н2О– железный купорос– это кристаллы зеленовато-голубого цвета. Бывают марки А и марки Б. Применяется в основном при известковом или известково-содовом умягчении. Минус – необходимо добавление извести или хлора перед коагуляцией.

3. Сульфат железа (III) – кристаллический продукт. Получается при растворении оксида железа врастворе серной кислоты. Преимущества:

Мало влияет на значение рН;

Работает при низких температурах.

Минус – необходима точная дозировка.-

4. Хлорированный железный купорос Fe2(SO4)3+FeCl3.

Введение коагулянтов в систему применяют для облегчения процессов, которые связаны с необходимостью отделить вещества дисперсной фазы от среды.


  1. Коагуляция играет важную роль в водоочистке для избавления от взвешенных коллоидных частиц, способных придавать питьевой воде не очень приятный цвет, вкус, мутность или запах.
  2. Под воздействием коагулянтов коллоидные дисперсные частицы объединяются вместе в огромные массы, которые после флокуляции можно убрать осаждением или фильтрацией.

Коагулянты используются в основном для:

  • выделения промышленных ценных продуктов из производственных отходов в разных технологических процессах,
  • а еще и при от бытовых или природных загрязнений.

Эффективные коагулянты для систем с водной средой – это соли поливалентных металлов, таких как железо или алюминий.

В водоподготовке и очистке сточных воды используют такие содержащие алюминий коагулянты:

Кроме того, коагулянты, например алюминат натрия, могут использоваться и в , помимо очистки сточной воды и обработки осадка.

Подбор коагулянта для очистки сточной воды производится в зависимости от характеристик и состава сточной воды, с учетом специфики основного технологического процесса.



Среди полимеров, применяемых во время механической очистки воды от коллоидных и взвешенных частиц, выделяют два больших семейства: флокулянты и коагулянты.

Соответственно с задачами эти семейства имеют довольно разные характеристики:

  1. Коагулянт дестабилизирует коллоидную систему посредством нейтрализации сил разной природы, которые обеспечивают ее устойчивость.
  2. Задача флокулянта состоит в увеличении размера хлопьев, которые образовываются в процессе коагуляции и агломинация частиц для их механического устранения.

В технической и питьевой воде объем использования органических коагуляторов в развитых странах постоянно возрастает. Они используются в дополнение или же взамен минеральных коагуляторов. Эта тенденция во многом связана с возможностью при применении органических коагуляторов исключить или сократить содержание остаточных солей металлов в воде для питья.


Объем получаемого осадка и дозировки органических коагулянтов меньше , чем при использовании минеральных коагуляторов. Флокулянты применяются как дополнение к коагулянтам для того, чтобы увеличить размеры образующихся хлопьев и их удаления. В таком случае, используются продукты с большой молекулярной массой, слабой анионностью – до 15 % или катионностью – от 0 до 50 %.

Сообщение:

Здравствуйте. Я зав. Лабораторией Пивоваренного завода, меня интересует коагулянт для очистки природной воды. Мы используем воду со скважины и имеем приличное содержание взвешенных частиц, и подыскиваем коагулянт для пищевой промышленности.

Для нас важно максимально убрать взвешенные частицы, осадив их, надеюсь вы нам что-нибудь посоветуете... Заранее спасибо.

Коагуляция, т.е. - процесс укрупнения коллоидных и диспергированных частиц, происходящий вследствие их слипания применяется при осветлении природных вод поверхностных источников. Коагулирование (коагуляция) завершается образованием видимых невооруженным глазом хлопьев и выпадением их в осадок при отстаивании. В результате коагуляции вода становится прозрачнее, обесцвечивается.

Если при осветлении и коагуляции поверхностных вод требуется одновременно снизить их щелочность и солесодержание, эти процессы совмещают с известкованием в осветлителях. Физико-химический процесс коагуляции сложен, и нет стехиометрических отношений между дозируемым коагулянтом и количеством растворенных коллоидных веществ. Образующиеся хлопья коагулянта адсорбируют на своей поверхности коллоидные вещества, выделяясь при этом в виде осадка.

Для осуществления процесса коагуляции применяются следующие реагенты (коагулянты): сернокислый алюминий (глинозем) Аl(SO 4) 3 ·18Н 2 О, сернокислое железо (железный купорос) FeSO 4 ·7Н 2 О, хлорное железо FeCl 3 ·6H 2 O.

Химические реакции взаимодействия коагулянтов с водой выглядят следующим образом:

Образующиеся бикарбонаты алюминия и железа неустойчивы и разлагаются с образованием хлопьев гидроокисей:

Для образования хлопьев из двухвалентного сернокислого железа требуется более продолжительное время и наличие растворенного в воде кислорода.

Если карбонатная жесткость исходной воды не велика, реакция коагуляции не происходит. В этом случае производят подщелачивание обрабатываемой воды известью или едким натром:

Наибольшее распространение при коагуляции получил сернокислый алюминий, однако его применение ограничивается величиной рН обрабатываемой воды 6,5-7,5. В более щелочной среде вследствие амфотерных свойств алюминия образуется легко растворимый алюминат натрия. Поэтому при известковании в качестве коагулянта применяют сернокислое или хлорное железо, допускающее колебания величины рН в пределах 4-10.

При проведении в осветлителях только процесса коагуляции рекомендуется добавление флокулянтов (например, полиакриламида), способствующих укрупнению осадка и ускорению слипания осаждаемых коллоидных и взвешенных частиц.

Температуру обрабатываемой воды в схемах с коагуляцией принимают в пределах 20-25°С (из соображений устранения «потения» оборудования). При совмещении процесса коагуляции с известкованием рекомендуется осуществлять подогрев воды до 30-40°C.

При коагуляции особенно важна стабильность подогрева обрабатываемой воды. Температура воды должна поддерживаться автоматически с точностью до ± 1°С.

Дозы коагулянта и других вспомогательных реагентов должны устанавливаться экспериментально для каждого водоисточника в различные периоды года. Они устанавливаются путем опытного (пробного) коагулирования исходной воды в производственной лаборатории. Необходимое количество коагулянта зависит от ряда факторов: солевого состава воды, величины ее рН, количества и характера взвешенных веществ в ней, температуры, химических свойств коагулянта и температурных условий проведения процесса. Оптимальная доза коагулянта вызывает образование крупных, быстро оседающих хлопьев, и не дает опалесценции воды.

Ориентировочную дозу коагулянта можно определить в соответствии со СНиП 2.02.02-84 "Водоснабжение. Наружные сети и сооружения" по формуле, а также по методикам, изложенным в "Инструкции по нормированию расхода воды на хозяйственно-бытовые и технологические нужды, проведению лабораторно-производственного и санитарно - гигиенического контроля за качеством питьевой воды и очистки сточных вод". При содержании в воде примерно 100 мг/л взвешенных веществ доза коагулянта составляет 25-35 мг/л.

Например, дозы сернокислого алюминия при коагуляции находятся в пределах 0,5-1,2 мг-экв/л. Меньшая доза устанавливается для вод, не загрязненных стоками, с умеренным содержанием взвеси (до 100 мг/л) и с небольшой окисляемостью; большая - для вод в период паводка с окисляемостью примерно 15 мг/л О 2 и выше, с содержанием железа, а также для плохо коагулируемых вод (даже при низкой окисляемости). В этих случаях возможно увеличение дозы коагулянта до 1,5 мг-экв/л.

Дозировка флокулянтов, например полиакриламида (ПАА), увеличивает эффект осветления воды и производительность коагуляционной установки. Обычно доза ПАА составляет 0,1-1 мг/л обрабатываемой воды (из расчета на 100%-ный продукт), причем меньшей дозе соответствует меньшая мутность воды. Полиакриламид дозируют в обрабатываемую воду в виде сильно разбавленных растворов концентраций 0,1%, обеспечивая при этом хорошее перемешивание раствора с обрабатываемой водой.

При необходимости глубокого удаления органических веществ и коллоидного железа (либо когда коагуляцией невозможно достигнуть желаемых результатов) перед коагуляцией производится хлорирование исходной воды. Доза хлора обычно принимается в пределах 5-20 мг/л; остаточное содержание свободного хлора после механических фильтров не должно превышать 10 мг/л.

Коагулянт предпочтительнее вводить в зону контактной среды, но одновременно необходимо обеспечить, чтобы флокулянт вводился спустя 1-3 мин после ввода коагулянта, чтобы к этому времени были завершены процессы образования микрохлопьев и сорбция осаждаемых веществ.

Наибольшее значение для эффективности процесса коагуляции имеет жесткость воды, т.е. содержание в воде карбонатов (СО 3) 2- и гидрокарбонатов (НСО 3) - . Установлено, что для нормального течения процесса коагуляции щелочность воды должна быть не менее 1,4-1,8 мг-экв/л. Если она ниже, на водопроводных станциях прибегают к подщелачиванию воды содой, негашенной или хлорной известью.

Взвешенные вещества подвергаются коагуляции по-разному. Так, если гидрофильные коллоиды (гуминовые вещества и др.) плохо сорбируются на поверхности хлопьев коагулянта и не способствуют их образованию, то гидрофобные коллоиды (глина, почва и т.д.) хорошо сорбируются на поверхностях, утяжеляют их и быстро оседают.

Низкая температура воды замедляет процесс хлопьеобразования, поэтому время коагуляции зимой больше, чем летом.

Осаждение взвешенных веществ происходит с различной скоростью, которая зависит от формы, размеров, плотности, шероховатости поверхности частиц и от температуры воды.

В процессе коагуляции вместе со взвешенными веществами в осадок увлекаются и микроорганизмы, что способствует обеззараживанию воды.

Следует отметить, что наряду с коагуляцией существуют и другие способы осветления и умягчения воды. Такие как, ионный обмен и обратный осмос. Эти спобобы более эффективны, хотя и дорогостоящи и требуют дополнительных расходов и затрат оборудования.


Бассейны всегда подвержены загрязнениям разного типа, независимо от местоположения, формы и материалов, из которых этот бассейн изготовлен. Чтобы поддерживать его чистоту и пригодность для плавания, можно использовать коагулянт для бассейна. Такой метод очистки действительно эффективен, важно лишь сделать правильный выбор основного компонента.

Коагулянты – что это?

Коагуляция представляет собой соединение взвешенных микрочастиц в один крупный элемент и превращение его в хлопья. Этот процесс помогает вывести из воды различного рода мусор, видимый или нет, тяжелые металлы, а также вредные биологические компоненты.

Выпускается в порошковом, жидком и брикетированном виде. Последний вариант подходит только для профилактических мер, брикетами не чистят бассейн полностью, они выступают в роли помощников системам фильтрации.

Причины, из-за которых стоит прибегнуть к коагулянтам:

  • Мутная вода
  • Неприятный запах
  • Раздражение глаз во время купания
  • Сковывание кожи после посещения бассейна

Если у вас есть хотя бы один неприятный фактор из всех перечисленных, то данная статья будет действительно актуальной и полезной.

Как действует коагулянт?

После того, как реагент попал в воду, начинается химическая реакция. Результатом будет скопление хлопьев на дне бассейна и на его поверхности.

Все это мусор, который требуется вручную удалить из бассейна, либо воспользоваться . Разница верхних и нижних соединений лишь в том, что одни легкие, а другие тяжелые. Водное пространство между дном и поверхностью становится чистым.

Как правильно выбрать активное вещество?

Коагулянт для бассейна представлен различными производителями. Каждый из них предлагает свой состав и запрашивает свою цену за продукт, однако основные соединительные вещества ограничены. Рассмотрим самые популярные из них.

Гидрохлорид

Его еще называют полиоксихлорид алюминия, это органический компонент, который зарекомендовал себя, как один из лучших коагулянтов. Среди его характеристик пользователи выделяют:

  • Высокую степень очистки по сравнению с иными органическими компонентами
  • Экономичность
  • Высокую скорость образования соединений
  • Низкое содержание металлов и солей после реакции, что позволяет воде дольше оставаться пригодной для купания

Полиоксихлорид алюминия не токсичен, не требует особой подготовки перед использованием, достаточно надеть респираторную маску и обычные резиновые перчатки.

Отдельно стоит отметить невосприимчивость гидрохлорида к изменениям температуры, можно купить его с запасом и хранить до востребования.

Сульфат алюминия

Неорганическое соединение, которое пользуется своей популярностью из-за простоты применения. Но есть и очень крупный недостаток, такой коагулянт для чистки воды в бассейне имеет высокую чувствительность к кислотным и щелочным средам.

Перед применением следует проверить состояние воды. Если показатель pH находится в диапазоне 6,5-7,5, то сульфат алюминия будет эффективным. Если нет, то склеивающий эффект будет значительно слабее, вода не очистится.

Диоксид Титана

Неорганический коагулянт. Используется при очистке бассейнов, но его эффективность избыточна. Воду после обработки реагентом можно пить, она становится кристально чистой, но цена диоксида титана крайне высока, независимо от производителя.

Инструкция по применению коагулянтов

В этом разделе мы разберем, что нужно сделать перед тем, как использовать коагулянт для очистки пресной воды в бассейне. Процедуры нужны для того, чтобы повысить эффективность скрепления микроэлементов и дезинфицировать воду.

pH-контроль

Первый шаг на пути к очищению воды – это анализ ее кислотно-щелочного баланса с помощью и лакмусовых бумажек. Норма показателей варьируется в зависимости от основного компонента коагулянта, но средние значения должны быть от 7,2 до 7,6. При меньшем показателе вода нуждается в добавлении щелочи. При повышенном показателе воде нужна кислота.

Показатель водоизмещения

Проще говоря, необходимо вычислить объем воды, который помещается в бассейн. При прямоугольной форме бассейна формула будет V= a*b*c, где V- это объем, a – ширина, b – длина, c – высота. Объем круглого бассейна будет рассчитываться, опираясь на диаметр. Формула круглого бассейна V=c*6.28*r 2 , где r будет являться радиусом бассейна, а остальные буквы соответствуют первой формуле.


Обычно производитель самостоятельно пишет рекомендуемые пропорции в соответствии с объемом воды в бассейне. Однако, если вам кажется, что загрязнение в бассейне очень сильное, то можете умножить предложенный показатель на 1.3.

Например, ваш бассейн объемом 20 м 3 загрязнен. Производитель предлагает использовать 10 мл вещества на кубический метр. Согласно формуле, вы должны добавить 200 мл коагулянта. Если загрязнение слишком сильное, то добавляйте 260 мл.

Подготовка раствора

Поскольку вещества выпускаются в различном виде, рассмотрим три разных подхода к созданию нужной нам смеси.

Если у вас препарат в жидком виде, то берем необходимое количество концентрата и разводим в воде в отношении 1 к 5 до однородной массы. Затем следует отключить фильтр, чтобы не испортить его склеенными хлопьями. Можно заливать в бассейн и ждать результата.

Если же вы купили препарат в сухом состоянии, то подход немного иной. Старайтесь покупать порошок, массовая доля активного компонента в котором будет 15%, тогда разведение будет 1 к 1 с водой. При ином составе потребуется подробно изучить инструкцию и рекомендации производителя.

Очищение воды после реакции

Процесс очищения коагулянтами занимает 10-12 часов, после чего нужно собрать хлопья и удалить их из воды. Рекомендуем убирать загрязнения с помощью специальных , но если такого нет, можно воспользоваться плотным сачком в мелкую сеточку.

Мы рассмотрели с вами, что такое коагулянт для бассейна, какими они бывают и как их использовать. Желаем вам эффективно бороться с загрязнениями и наслаждаться вашим бассейном.

 

Возможно, будет полезно почитать: