Коагулянт для очистки сточной воды: как выбрать + правила использования

Коагулянты для очистки воды

Большое количество людей постоянно задумывается о качестве питьевой воды. Не всегда есть возможность применять стационарные многоуровневые фильтры, например, находясь на даче или природе. К тому же эти аппараты достаточно дороги и занимают много места.

Одним из современных методов очистки воды считается применение специальных веществ – коагулянтов.

Содержание статьи:

Что это такое ↑

Коагулянт для очистки питьевой воды представляет из себя специальное вещество, которое добавляют в загрязненную жидкость.

Коагулянты чаще всего используются для:

;
• очистки воды в специализированных процессах водоподготовки для дальнейшей подачи ее в жилые дома;
• очистки бассейнов, аквапарков и других искусственных водных объектов; предприятий;
• как связующий материал в некоторых промышленных процессах.

С помощью коагулянтов можно избавиться от мутности воды, ее неприятного запаха и вкуса или сильно насыщенного постороннего цвета.

Фото: мутная вода

Многие люди считают, что очищать воду таким способом небезопасно для человеческого организма. Специалисты доказывают обратное. Основное количество вводимого в жидкость вещества выводится из нее вместе с загрязнениями.

После процесса очистки в воде может остаться маленькая толика коагулянта, которая абсолютно никак не влияет на здоровье человека.

Как действует ↑

В воде содержится огромное количество маленьких частичек вредных примесей, которые невозможно извлечь из жидкости обычными фильтрами, так как они постоянно взаимодействуют с молекулами воды.

Такие частицы наносят большой вред здоровью человека. Именно они являются самыми опасными веществами в воде рек, озер и прудов. Коагулянт действует на мельчайшие частицы вредного вещества, содержащегося в воде.

Исходя из химического состава жидкости ясно, что такие частички имеют одинаковый отрицательный заряд и не могут самостоятельно объединяться.

Коагулянты, положительно заряженные частицы, связывают отрицательные между собой, образуя более плотные скопления.

Более тяжелые вещества опадают на дно посуды в виде осадка. Более легкие скапливаются в емкости большими хлопьями. Вследствие этого вся грязь и вредные примеси можно легко отфильтровать при помощи ткани, марли, пергамента или любого другого подручного материала.

Фото: более тяжелые вещества опадают на дно посуды в виде осадка

При использовании коагулянтов для очистки воды от железа следует помнить о том, что температура очищаемой жидкости не должна превышать 45ºС. При более высокой температуре большинство коагулянтов не работают.

Как определить дозу коагулянта ↑

Прежде чем пользоваться коагулянтами, необходимо провести химическое исследование жидкости, предполагаемой для очистки. Специалисты помогут подобрать необходимое вещество, и определить какое количество необходимо для получения чистой питьевой воды.

Если человек самостоятельно хочет подобрать необходимую дозу коагулянта, например, для очищения воды из колодца, но ему необходимо произвести следующие действия:

• набрать воды в 3 одинаковых по объему ведра;

• развести выбранный препарат до 1%-го раствора. Для этого 1 грамм вещества разводят в 100 мл воды;

• в первое ведро влить 100 мл полученной смеси, во второе – 200 мл, в третье, соответственно, 300 мл. Перемещать жидкости в ведрах при помощи деревянной палки и наблюдать за происходящими в ведрах изменениями;

• оптимальной считается та доза, при которой процесс взаимодействия коагулянта и вредных веществ протекает быстрее и полученный при этом осадок быстрее оседает.

Если дозы в 300 мл не достаточно и визуально человек не видит никаких изменений в воде, то следует поменять воду в ведрах и повторить процедуру с более высоким содержание коагулянта в растворе, то есть влить соответственно, 400 мл, 500 мл и 600 мл.

Можно попробовать для опыта использовать не 1%-ный раствор вещества, а 5%-ный. В последнем случае необходимую дозу коагулянта рассчитать правильно будет гораздо сложнее.

Важно! Еще раз напомню, что такие опыты проводить самостоятельно не рекомендуется, а лучше всего обратиться к квалифицированным специалистам. Если в Ваших расчетах появится ошибка, то она может привести к непоправимым последствиям для организма.

Разновидности ↑

Самыми эффективными и наиболее распространенными коагулянтами считаются соли таких металлов, как железо и алюминий.

Химические соединения, образованные этими металлами могут быть органическими, например, сульфат железа и неорганическими, например, сульфат алюминия.

Каждый вид коагулянта способен справляться с определенными видами вредных веществ. Поэтому перед выбором и последующим применением препаратов необходимо провести тщательный анализ воды в лабораторных условиях.

Только после этого процесса можно получить качественную и безвредную питьевую воду.

Для очистки сточных вод на предприятиях используют и другие вещества, в зависимости от вида загрязнения:

• если в отработанной воде присутствует большое количество различных масел, то для очистки рекомендуется использовать соли магния (сульфат магния, хлорид магния);
• в химической промышленности используют алюмосиликатный раствор;
• сточные воды, насыщенные щелочью очищают неорганическим коагулянтом, полученным из красно шлама;
• для повышения экологической безопасности сточных вод используется активированный кальций-алюминат;
• на теплоэлектростанциях в последнее время применяют новейший коагулянт — минеральный полиреагентный гель-сорбент.

Рассмотрим более подробно наиболее эффективные и распространенные коагулянты.

Алюмосодержащие

Какое выбрать моющее средство для душевых кабин, узнайте из статьи: чем мыть душевую кабину.

Стоимость хомутов для врезки в водопровод, смотрите в таблице.

Среди коагулянтов содержащих алюминий можно выделить:

Сульфат алюминия

Фото: сульфат алюминия

Химическая формула соединения — Al2(SO4)3∙18H2O. В большинстве случаев применяется в виде растворов.

Это вещество бывает 2-х видов:

• очищенный. Это вещество представляет собой белые куски, величина которых может достигать 10 кг. Используется для очистки питьевой воды и в некоторых отраслях промышленности (текстильная, бумажная). Основные преимущества коагулянта заключается в его длительном сроке и удобстве хранения, маленькой стоимости, удобстве в транспортировке. При использовании данного коагулянта нет необходимости в применении специального оборудования для получения раствора;
• неочищенный. Гранулы имеют серовато – зеленый оттенок. Обладает теми же свойствами и преимуществами, как и очищенное соединение.

Гидроксохлорид алюминия

Фото: гидроксохлорид алюминия

Химическая формула — Aln(OH)(3n-m)Clm. Впускается в виде прозрачных растворов или гранул желтого цвета.

Основные преимущества:

• обладает высокой растворимостью в воде;
• имеет наилучшие коагулирующие способности;
• не влияет на изменение уровня рН в жидкости;
• содержит максимально возможное низкое количество алюминия;
• дезинфицирует воду от хлора.

Гидроксохлорид алюминия считается новейшим коагулянтом. Это вещество применяется для очистки питьевой воды и для очищения сточных вод в химической и металлургической отраслях.

Гидроксохлоросульфат алюминия (ГСХА)

Коагулянт смешанного типа. Наиболее эффективен для очистки паводковых и мутных вод, так как хорошо взаимодействует с водой низкой температуры. Выпускается в твердом виде и в виде раствора.

Широко применяется предприятиями по очистке водопроводной воды ранней весной, а так же для очистки сточных вод текстильными, кожевенными и бумажными комбинатами. В последнее время это вещество заменяет сульфат алюминия.

Оксихлорид алюминия (ОХА)

Фото: оксихлорид алюминия

Химическая формула — Al(OH)mCl3n-m. Используется для очистки природных вод преимущественно в холодное время года. Коагулянт обладает высокой способностью быстро и четко реагировать с вредными веществами в воде.

Широко применяется для очистки сточных бытовых вод, в химической и нефтеперерабатывающей промышленности, на металлургических заводах.

Железосодержащие

Железосодержащие коагулянты не так широко представлены, как алюмосодержащие. Среди них можно обратить внимание на несколько основных видов:

Хлорное железо

Фото: хлорное железо

Химическая формула соединения — FeCl3*6H2O. Применяется для очищения природных вод, очистки ила и в разнообразных отраслях промышленности (металлургия, пищевая, косметическая, химическая). Хорошо выводит отвратительный запах сероводорода.

Сульфат железа

Фото: сульфат железа

Для очистки воды используют:

• сульфат железа (II) – FeSO4, иначе именуемый как железный купорос;
• сульфат железа (III) — Fe_2(SO_4)_3.

Применяются сульфаты железа для очищения питьевой воды, воды, полученной в виде осадков, канализационных вод. Хорошо устраняют из жидкости посторонние запахи.

Кроме водоочистных сооружений сульфаты железа используются для очищения сточных вод в химической, косметической, пищевой промышленности, на металлургических и кожевенных комбинатах.

Неорганические и органические коагулянты ↑

Неорганические или минеральные коагулянты (например, хлорное железо, сульфат алюминия) можно условно разделить на 3 вида:

• раствор извести;
• железосодержащие;
• алюмосодержащие.

По химическому составу практически все они являются солями кислот. Этот фактор влияет на уровень рН в воде, снижая показатель.

Поэтому после обработки воды подобными средствами необходимо дополнительно позаботиться о повышении ее щелочности. В противном случае обеззараженная вода может негативно сказаться на здоровье человеческого организма.

Неорганические коагулянты влияют на показатель электропроводности воды. Они способствуют уменьшению жесткости жидкости и значительному выведению из нее отложений различных металлов.

Неорганические вещества просты в применении, могут храниться длительный период времени. Они имеют невысокую стоимость и поэтому широко применяются как в водоочистных сооружениях, так и в других отраслях промышленности.

Органические коагулянты (например, полиоксисульфат железам, хлорид полиалюминия) можно разделить на:

• природные, добываемые из веществ природного происхождения;
• искусственные, которые получают из синтетических молекул.

В отличие от неорганических реагентов органические имеют ряд значительных преимуществ:

• для получения оптимального результата питьевой воды требуется значительно меньшее количество вещества;
• не изменяют показателя рН;
• активно борются с хлором;
• после очищения практически полностью выводятся из жидкости, не оставляя молекул металлов;
• уменьшают время полного процесса коагуляции;
• удобны в приготовлении;
• взаимодействуют с водорослями;
• образуют минимальный осадок, чем сокращают время и затраты на его удаление;
• ощутимо увеличивают срок службы бытовых стационарных фильтров.

В большинстве своем коагулянты используются для очистки воды в промышленных условиях. Применять их самостоятельно не рекомендуется, так как необходимо максимально точно определить какое количество и какой именно коагулянт эффективнее применять в тех или иных условиях.

Схемы для строительства туалета для дачи своими руками, есть на фото в статье: туалет для дачи своими руками.

Реагенты для флотатора

Сточные воды некоторых производств содержат большое количество коллоидных веществ и являются по сути коллоидным раствором. Коллоидные частицы создают мутность и цветность сточной жидкости и не могут быть удалены ни отстаиванием, ни фильтрацией.

Для осаждения коллоидных частиц в очищаемый раствор вводят коагулянты.

Сульфат алюминия: неочищенный/очищенный Al₂(S0₄)₃⋅18Н₂

При обработке сточных вод сульфатом алюминия происходит гидролиз, в результате которого образуются гидроокиси алюминия и основные сульфаты. Коллоидные частицы загрязнений захватываются гидроксидом алюминия и образуют хлопья в виде геля.

Наибольшая эффективность гидроксида наблюдается при рН 6,5 — 7,5. Если рН имеет низкие значения, то образуются слаборастворимые основные соли, если высокие, то образуются алюминаты. Температура воды ниже 4 о С приводит к ускорению гидратации гидроксида алюминия, что замедляет процесс коагуляции.

При использовании сульфата алюминия не требуется дополнительного оборудования для приготовления реагента, так же благодаря своей товарной форме он удобен в транспортировке.

Оксихлорид алюминия (ОХА) Al₂(ОН)_nСl_6-n

В процессе коагуляции с использованием ОХА образуются мономерные, полимерные или аморфные агрегаты благодаря наличию поверхностной кислотной оболочки. Это повышает интенсификацию очистки стоков от взвесей и металлов. Высокая способность к полимеризации ускоряет образование хлопьев и их осаждение.

• оксихлорид алюминия работает в широком диапазоне рН и не снижает щелочность воды, что позволяет отказаться от щелочных реагентов;
• не снижает своей эффективности при низких температурах;
• незначительное остаточное содержание алюминия не требует дополнительной очистки;
• небольшой расход коагулянта.

Алюминат натрия NaAlO₂

В сточных водах алюминат натрия снижает значения рН путем взаимодействия с молекулами воды и образованием тетрагидроксоалюмината натрия. Натриевая соль алюминиевой кислоты при гидролизе образует гидроксид натрия в достаточном количестве, поэтому нет необходимости в подщелачивании очищаемой жидкости.

Нерастворимый гидроксид алюминия выпадает в осадок.

Эффективным методом коагулирования является совместное использование алюмината натрия с сульфатом алюминия. Поливалентные катиона алюминия нейтрализуют отрицательно заряженные частицы загрязнений, а ионы алюминия воздействуют на частицы с положительным зарядом. Это позволяет снижать цветность сточной воды.

Алюминат натрия легко осаждает ионы магния, что позволяет использовать его для смягчения жесткой воды.

Хлорное железо FeCl₃· 6Н₂О

Процесс коагуляции основан на гидролизе хлорида железа с образованием малорастворимого гидроксида железа. При гидролизе захватываются частицы загрязнений, формирующие рыхлые хлопья. Хлопья имеют высокую сорбционную способность и включают в себя микроорганизмы растительного и животного происхождения, коллоидные частицы, ионы металлов.

При применении хлорного железа в качестве реагента ускоряется процесс осаждения шлама и облегчается его биохимическое разложение.

Хлорированный железный купорос Fe₂(SO₄)₃+ FeCl₃

Хлорированный железный купорос не дает отложений при низких температурах, создает равномерное осаждение хлопьев и эффективное осветление воды.

Сульфаты железа (II) и (III) Fe₂(S0₄)₃· 2Н₂О

Сульфаты железа работают в диапазоне рН 3,5–6,5 или 8,0–11,0 и при низких температурах. Но при введении в раствор необходима точная дозировка, иначе при избытке коагулянта повышается содержание катионов и соединений железа.

Для повышения эффективности коагуляции сульфат железа используют вместе с сульфатом алюминия, что повышает скорость отстаивания. Вводят коагулянты последовательно или предварительно смешивая.

Железный купорос FeSO₄·7Н₂О

При применении железного купороса необходимо создать условия значений рН 10,5 — 13,5, так как при рН менее 8 процесс коагуляции протекает медленно, происходит неполное осаждение гидроксида железа и снижается эффективность коагуляции. Поэтому перед введением коагулянта очищаемую воду известкуют или хлорируют. Это создает сложности при очистке стоков и повышает ее стоимость.

Как правильно использовать коагулянты для очистки воды?

Коагулянты (коагулирующие агенты) – вещества, вызывающие свертывание, сгущение, слипание, вредных частиц и примесей в жидкости.

В свою очередь, коагулирование воды – процесс ее обесцвечивания и осветления химическими реактивами коагулянтами, которые взаимодействуя в воде с гидролатами и растворимыми примесями, активируют процессы осаждения (образование осадка).

Если говорить простыми словами, то при добавлении коагулянтов в воду запускается процесс укрупнения. Примеси, частицы, плавающие в воде и создающие муть, начинают объединяться в крупные, видимые скопления.

Это происходит до тех пор, пока они не достигнуть размера хлопьев, чтобы осесть. Частицы взвеси в жидкой среде могут быть настолько микроскопическими, что любая, даже самая дорогостоящая многоуровневая система фильтрации не справится с ними. В ряде случаев приходится повышать расходы на очищение, но это никому не выгодно. Например, человек на даче имеет бассейн. Время от времени воду в нем необходимо очищать.

Владелец сооружения не хочет тратиться на специальное дорогостоящее оборудование, но стандартная фильтрующая система с загрязнениями не справляется. Помочь простому бюджетному фильтру могут представители современной химии – коагулянты.

Рассмотрим детально принцип их действия:

• в воду, загрязненную мелкими коллоидными частицами, которые пропускает фильтр, вводится реагент;
• свойства частиц начинают изменяться;
• утрачивается их заряд, с помощью которого они могли отталкиваться друг от друга в жидкости под действием сил электростатического взаимодействия;
• взвесь начинается слипаться, образуя крупные комки;
• активируется действие сил притяжения – частицы начинают сближаться.

Важно! Реагенты не изменяют химический состав воды. Они нужны для того, чтобы сделать частицы крупными для задержания фильтром.

Чаще всего представленные особые вещества применяют для очищения:

• питьевой воды;
• промышленных и бытовых сточных вод;
• водных аттракционов, бассейнов.

Воду, предназначенную для дальнейшего употребления, перед и после обработки коагулянтами необходимо сдать на расширенный химический анализ. Это поможет точно рассчитать дозу вещества.

За и против применения данного метода

Эффективность большинства современного оборудования для ликвидации вредных веществ и примесей из воды оставляет желать лучшего. Максимального уровня очищения можно достичь, комбинируя работу фильтров с действием реагентов.

Среди неоспоримых преимуществ коагулянтов потребители выделяют:

• высокую эффективность;
• демократичную стоимость;
• качество очищения;
• возможность проделывать процедуру в любых условиях.

Самой устойчивой и агрессивной средой отличаются сточные воды. Только коагуляции под силу разрушительно воздействовать на плотную систему загрязнений, разрушить ее, способствовать формированию крупных частиц для последующего их выведения с помощью фильтрации.

Осадительная методика с использованием реагентов не лишена недостатков:

• необходимость строгого расчета дозы;
• потребность в дополнительной фильтрации из-за образования большого количества вторичных отходов;
• сложности в проведении процедуры самостоятельно.

На промышленных предприятиях коагуляцию используют повсеместно. Чтобы наладить систему в домашних условиях, необходимо приобрести специальное оборудование фильтрации.

Совет: решить проблему очищения питьевой воды помогут коагулянты бытового типа, которые реализуются в специализированных торговых точках в емкостях с малым объемом.

Разновидности

Выделяют два типа химических реагентов для подготовки воды к фильтрации:

• препараты органического происхождения;
• неорганические вещества.

Органические

Главной составляющей органических реагентов является полиоксихлорид алюминия – высокоэффективный химический реактив, образующий устойчивые соединения со многими неорганическими и органическими веществами.

Органические коагулянты имеют ряд неоспоримых достоинств:

• способность мгновенно растворяться в воде;
• высокое качество очищения;
• экономичность (расход вещества очень мал);
• высокая скорость осветления;
• быстрое выпадение осадка;
• возможность использования в холодной среде;
• остаточные частички солей и алюминия в обработанной воде остаются в малых количествах.

Примечательно! Органический препарат не способен изменять кислотно-щелочной баланс почвы после попадания на нее и наносить вред окружающей среде в целом.

Неорганические

К данному типу относится диоксид титана и сульфат железа или алюминия. Рассмотрим особенности каждого из веществ детально:

Диоксид титана. Входит в список самых дорогих коагулянтов, способных очистить даже самую загрязненную воду до состояния питьевой. Препарат полностью ликвидирует из жидкости бактерии и частицы грязи. Из самых важных преимуществ выделяют минимальный расход средства в сравнении с другими реагентами и ускоренную обработку среды.

Сульфат алюминия. Средство отличается легкостью применения. Отсутствует необходимость в долгом отстаивании после разведения в жидкости.

Из недостатков стоит отметить повышенную чувствительность к уровню кислотно-щелочного равновесия воды (pH). При показателях более 7,5 сульфат алюминия не эффективен.

Важно! В обрабатываемой воде сульфат железа растворяется с остатком.

Критерии выбора

В зависимости от назначения реагент для воды выбирают по следующим параметрам:

• Форма средства. Жидкие реагенты удобны в применении, т. к. продаются уже в разведенном виде. Но на порошкообразном препарате можно сэкономить.
• Тип вещества. Для глубокого очищения питьевой воды наилучший выбор – органика. Неорганические реагенты чаще используют для обработки стоковых вод, бассейнов и других искусственных водоемов.

Рассмотрим, какой коагулянт лучше выбрать для обработки определенной жидкой среды:

• Питьевая вода. Самый эффективный реагент − оксихлорид алюминия Al2(OH)3CI3, который эффективно кондиционирует и очищает питьевую воду. Имеет вид кристаллического желтого порошка. Также хорошо себя зарекомендовали препараты на основе хлорного железа FeCl3. Такие продукты отлично блокируют запахи, справляются с сероводородом.
• Сточные воды. Среди потребителей спросом пользуется Аква-Аурат 30 – препарат на базе полиоксиалюминиум хлорида.
• Бассейн и искусственные водоемы. Предпочтение лучше отдать следующим средствам: полиоксиалюминиум хлорида (органика), сульфат алюминия (неорганический компонент).

Подбирая реагент для очищения стоковых вод, рекомендуется изучить справочную литературу или получить консультацию профессионала, работающего в сфере водоочистки.

Внимание! Коагулянты относятся к классу специфических субстанций. В одном процессе очищения они выводят из воды только вредные элементы, в другом – усиливают свое действие и могут полностью обезжелезить воду, то есть сделать ее излишне мягкой.

Особенности применения

Главное, что нужно знать пользователю при использовании реагента – рекомендуемая дозировка.

При разбавлении недостаточной порции препарата процесс склеивания коллоидных частиц активизируется.

Но его интенсивность будет протекать медленно, что не приведет к необходимой очистке. Скопление вредных частиц и последующее выпадение их в осадок замедлится, а жидкость так и останется не до конца очищенной.

Для упрощения задач расчета вещества производители оснащают герметичные упаковки специальными дозаторами, с помощью которых можно безошибочно определить одноразовую порцию. Подробная инструкция к сертифицированным реагентам всегда прилагается.

На водоочистных сооружениях сегодня чаще применяют 2 способа коагуляции:

1. Контактное осветление. В жидкую среду добавляют коагулянт. После образования осадка воду пропускают через слой зернистого материала.
2. В свободном объеме. Данная методика осветления подразумевает использование камер хлопьеобразования или смесителей.

Первую технологию коагуляции применяют чаще ввиду ряда преимуществ, а именно:

• ускоренная очистка;
• экономичный расход вещества;
• качество процесса не зависит от температурных факторов;
• отсутствие необходимости увеличивать концентрацию щелочи в воде.

Очистка сточных вод состоит из 3 этапов:

1. Разведение определенной дозы реагента в воде (в среднем 15% раствора от общего объема воды). Смешивание двух субстанций осуществляется механическим способом.
2. В контактной, тонкослойной или рециркуляционной камере запускается процесс хлопьеобразования.
3. Осаждение происходит в отстойнике.

Эффективнее, когда сточные воды отстаивают без реагентов, а затем вторично проводят этот процесс, только с их добавлением.

Примечательно! Используя реагенты для очистки сточной воды важно принять во внимание, что эти вещества активно работают только при плюсовой температуре.

Лучшие производители в России

Разновидность вещества необходимо выбирать исходя из назначения воды.

Также стоит учесть степень загрязнения, температурный показатель и методику коагуляции.

Оксихлориду алюминия отдают предпочтение при необходимости очистки холодной воды, содержащей большое количество природных органических примесей.

Также это вещество обеспечивает эффективный уход за водой в бассейне, отлично ликвидирует органические примеси. Главное преимущество препарата – это, то, что он хорошо справляется со своими задачами даже при низкой температуре жидкости.

На примере таблицы рассмотрим топ-3 производителей коагулянтов в России:

Где лучше приобрести реагенты и на что обратить внимание?

Коагулянты выгоднее приобретать в столице. Дело в том, что не каждый известный производитель имеет свои представительские организации в других городах России. Поэтому в своем городе потребитель, скорее всего, приобретет данный товар у посредников с переплатой.

Еще один выгодный вариант покупки – это заказ в интернет-магазине. Правда, в этом случае важно предварительно тщательно ознакомиться с особенностями лучших коагулянтов и способами их применения.

Важно! Приобретая средство в обязательном порядке нужно убедиться в целостности упаковки. Обратить внимание на срок выпуска. Если средство просрочено, то эффект очищения будет низким.

О фальсифицированном товаре свидетельствует отсутствие маркировки ГОСТ и информации о составе.

Заключение

Важный элемент для повышения качество жизни человека – это вода. Именно ее используют для питья, поддержания личной гигиены, полива приусадебных участков, осуществления продуктивной производственной и хозяйственной деятельности. Поэтому ее чистота имеет большое значение для современного общества.

Коагуляция позволила вывести процессы очищения жидкой среды на самый высокий уровень. Реагенты используются потребителями повсеместно, причем отличный результат гарантирован при минимальных вложениях.

Подбор и дозировка коагулянта и флокулянта

Правильный выбор дозы коагулянта и флокулянта снижает нагрузку на оборудование и оптимизирует стоимость обработки воды. На первый взгляд, рассчитать процентное соотношение веществ несложно самостоятельно, однако мы рекомендуем доверить работу с цифрами компетентным специалистам. При подборе технологии необходимо учесть специфику примесей, температуру и объем жидкости, концентрацию растворенных солей, стадию обработки, следующую за коагуляцией и прочие факторы. Без соответствующего опыта есть шанс совершить ошибки, чреватые не только потерей средств, но и вредом для окружающей среды и человеческого здоровья.

Почему коагулянты и флокулянты используют вместе

Флокулянты – своеобразные катализаторы реакции коагуляции. Их применение дает возможность снижать концентрацию действующих веществ при приготовлении раствора коагулянта. Также формула «2 в 1» способствует ускорению процессов хлопьеобразования и выпадения осадка, укрупнению образующихся частиц, расширяет температурный диапазон эффективного действия обоих выбранных препаратов.

Расчет дозы коагулянта и флокулянта

Логично, что чем выше концентрация загрязняющий веществ, тем больше реагентов потребуется. Существуют формулы расчета дозы коагулянтов для очистки воды. Используют ту или иную из них в зависимости от агрегатного состояния препарата.

Порошкообразные средства (например, сульфат алюминия):

Стов = Скоаг*100/Какт, кг/м3

• Стов – дозировка товарного коагулянта;
• Скоаг – дозировка химреагента по активному компоненту;
• Какт – количество активного компонента в химреагенте.

Средства в виде водного раствора (например, хлорид железа, 40%):

Vтов= Скоаг100/pКакт, м3/ м3

• Vтов – объем дозировки средства;
• p – плотность препарата.

Средства в виде водного раствора, изготовленного из гранулята (например, сульфат алюминия, 10%):

Vкоаг= Стов100/ pрабКраб, м3/ м3

• Стов – рассчитанное количество препарата по весу;
• Краб – концентрация рабочего раствора;
• рраб – плотность рабочего раствора.

При приготовлении растворов флокулянтов для введения, их концентрацию доводят до 0,05-0,1%, что позволяет условно считать плотность сопоставимой с аналогичным показателем обычной воды. Соответственно, использовать последнюю из указанных формул можно также для расчета дозировки флокулянтов в виде порошка или эмульсии.

Как подбирают оптимальную дозу коагулянта и флокулянта

Подбор реагентов осуществляется в лаборатории путем моделирования условий, в которых будет проходить реакция. Далее отбирают пробы воды и выполняют их тестовое коагулирование. При определении дозы коагулянта ориентируются исключительно на соответствие лабораторных условий производственным реалиям.

Во время испытаний пробы воды обрабатывают в цилиндрах либо стаканах химреагентами, создавая условия, аналогичные обычному режиму смешивания. При этом важно в точности смоделировать действующий на предприятии режим физико-химической водоочистки. Воду с растворенными в ней реагентами перемешивают, чередуя высокие обороты (180 об/мин), позволяющие равномерно распределить препараты по всему объему, с низкими скоростями (до 50 об/мин). Во второй фазе формируются хлопья для дальнейшего выпадения в осадок. Для смешивания в лабораторных условиях применяют стеклянную палочку либо магнитную мешалку.

Визуальную оценку правильного подбора дозы коагулянта выполняют по мутности и цветности. Первый критерий говорит о присутствии взвешенных и коллоидных компонентов, второй – о преобладании растворенных компонентов, способных окрашивать воду. На основании наблюдений делают вывод о правильном выборе дозировки коагулянтов. Вывод об эффективности препаратов делают, ориентируясь на минимальное время выпадения в осадок или всплывание хлопьеобразных компонентов, а также на органолептические свойства воды.

После образования осадка воду отстаивают около 30 минут, затем оценивают результат по таким критериям:

• цветность;
• мутность;
• содержание нефтяных продуктов и взвешенных частиц;
• содержание прочих компонентов;
• объем и свойства образовавшихся хлопьев (чем плотнее осадок, тем эффективнее коагулянт).

В специализированных лабораториях взаимосвязь дозы коагулянта и процесса коагуляции исследуют при помощи специализированных агрегатов, рассчитанных на проверку эффективности различных препаратов в равных условиях. Тестирование по методике пробной коагуляции проводят с применением мерных цилиндров емкостью 0,5-2 литра.

Как зависят цветность и мутность воды от дозы коагулянта

Для понимания, как зависит цветность от дозы коагулянта, нужно учесть не только концентрацию пигментированных веществ, растворенных в воде, но и качество взаимодействия с ними гидроксида металла, который входит в состав реагента. Иными словами, оценку следует проводить, исходя из влияния, которое может оказать каждый компонент, присутствующий в исследуемой жидкости.

Зависимость дозы коагулянта от щелочности воды прямо пропорциональна. Чем выше показатели щелочности, тем больше расход реагента. И наоборот, повышение кислотности среды приводит к уменьшению расхода препарата.

Для грамотного определения дозы коагулянта в воде следует учесть состав растворенных органических компонентов, влияющих на цветность. К примеру, для нейтрализации гуминовых кислот требуются меньшая концентрация реагента, чем в случае с сульфокислотами или дубильными веществами. Если окрашивание воды вызвано присутствием железосодержащих растворимых агломераций, для их нейтрализации и скорейшего осаждения рекомендуется создать условия для ощелачивания среды.

На практике вопрос, как рассчитать дозу коагулянта, решается в зависимости от характеристик мутности и цветности воды. Также учитываются показатели щелочности и диапазон рН, в котором удалить их станет проще всего. Как правило, доза коагулянта для очистки воды с повышенной цветностью и небольшой мутностью рассчитывается по формуле: корень квадратный из показателя цветности. Если оба показателя примерно сопоставимы, в расчетах используется большее из значений.

Применение коагулянтов для очистки воды и флокулянты

Сегодня вопросу качества питьевой воды уделяется все больше внимания. Многоуровневые стационарные фильтры являются оптимальным решением вопроса в большинстве случаев, но они занимают очень много места и имеют высокую стоимость. Более бюджетная и компактная альтернатива сложному оборудованию – коагулянты для очистки воды.

Коагуляционная и флокуляционная очистка сточных вод: что собой представляют флокулянты и коагулянты

Коагулянт представляет собой особое вещество, которое добавляется в очищаемую воду. Чаще всего он используется для удаления загрязнений из:

• питьевой воды (в загородном доме, в походе, пр.);
• сточных и других вод в процессе их комплексной подготовки для подачи на жилые объекты;
• аквапарков, бассейнов, других искусственных водоемов;
• промышленных стоков.

А также в качестве связующего материала ряда промышленных процессов. Применение коагулянтов позволяет избавляться от неприятного запаха, резкого вкуса, мутности и посторонних оттенков питьевой воды. Некоторые люди считают, что очищать воду с применением коагулянтов небезопасно, но специалисты утверждают обратное. В очищенной воде вещество остается, но в минимальных количествах, поскольку основная его часть выводится вместе с загрязнителями. Данная концентрация является полностью безопасной для здоровья человека.

Разновидности и применение коагулянтов для очистки воды

Если бы в неочищенной воде все взвешенные твердые частицы были достаточно велики, чтобы их можно было легко удалить с помощью известных методов очистки, то обработка химическими коагулянтами не требовалась бы. Однако большая часть взвешенного вещества состоит из очень мелких, чрезвычайно дисперсных твердых частиц, в значительной степени коллоидных. Ввиду малого размера они не поддаются осаждению, флотации или фильтрации, и их приходится предварительно подвергать коагуляции.

И флоакулянты, и коагулянты – это реагенты, которые используются на первых стадиях очистки воды от загрязняющих частиц. Коагулянты объединяют мелкие частички дисперсных систем в крупные под воздействием сил сцепления. Применение коагулянтов способствует понижению степени окисляемости обрабатываемых водных масс, уменьшению содержания в них взвешенных частичек, улучшению основных технологических процессов обработки, которые происходят в очистных сооружениях и осветлителях. Флоакулянты обеспечивают слипание неустойчивых агрессивных частичек и тем самым интенсифицируют процесс образования хлопьев. Данные вещества осветляют водные массы и улучшают и качество по ряду контролируемых показателей. Например, снижается щелочность, содержание общего железа, а концентрация взвешенных частиц падает в 3-5 раз.

Предварительный лабораторный анализ состава стоков обязателен. Он дает представление о качестве воды, основных загрязнителях и позволяет составлять максимально эффективный план очистки.

Все типы реагентов для очистки питьевой воды

Наиболее распространенные и эффективные коагулянты – соли алюминия и железа. Химические соединения, образовываемые металлами, могут быть органическими либо неорганическими. Каждый тип коагулянта рассчитан на взаимодействие с определенными веществами. Для очистки стоков промышленных предприятий используют специальные вещества (не те же самые, что в быту). Основные варианты:

• соли магния (сульфат или хлорид магния);
• алюмосиликатный раствор;
• неорганический коагулянт, полученный из красно шлама;
• активированный кальций-алюминат;
• минеральный полиреагентный гель-сорбент.

Рассмотрим самые популярные виды алюмосодержащих коагулянтов. Первый – сульфат алюминия Al2(SO4)3∙18H2O. В большинстве случаев он используется в виде растворов. Известно два типа вещества – очищенный (имеет вид белых кусков) и неочищенный (серо-зеленые гранулы).

Гидроксохлорид алюминия имеет химическую формулу Aln(OH)(3n-m)Clm, выпускаться может в виде прозрачных растворов либо желтоватых гранул. Преимущества – хорошие коагулирующие характеристики, высокая растворимость в воде, стабильность рН жидкости, минимальное содержание алюминия, эффективное удаление хлора. Гидроксохлорид алюминия – коагулянт нового поколения. Он используется для очистки промышленных стоков (химическая, металлургическая отрасль) и питьевой воды.

Гидроксохлоросульфат алюминия (или ГСХА) – смешанный коагулянт. Максимальную эффективность он показывает в очистке мутных и паводковых вод. Может выпускаться в виде раствора или твердой массы. Широко используется в промышленности. Аналог – сульфат алюминия.

Оксихлорид алюминия – формула Al(OH)mCl3n-m. Применяется для очистки природных вод, главным образом в холодное время года. Коагулянт вступает в быстрые четкие реакции с вредными веществами, может использоваться для очистки промышленных стоков.

Железосодержащие коагулянты используются реже, чем алюмосодержащие. Самые популярные:

• Хлорное железо – имеет формулу FeCl3*6H2O. Применяется для очистки природных вод, ила с промышленности, хорошо убирает аромат сероводорода.
• Сульфат железа – для очистки вод используют соединения FeSO4 и Fe_2(SO_4)_3. Хорошо убирает посторонние запахи.

К органическим и неорганическим коагулянтам относят известковые растворы, вещества с примесями алюминия и железа. По своему химическому составу они все относятся к солям кислот. Неорганические имеют длительный срок хранения и не представляют сложностей в использовании. Органические бывают природными и искусственными, экономичны в расходе, имеют стабильный кислотно-щелочной состав, эффективно удаляют хлор, после завершения процесса очистки из воды выводятся практически полностью. Также данные вещества удобные в приготовлении, нормально взаимодействуют с водорослями, осадок дают минимальный и существенно повышают срок службы стационарных фильтрационных установок.

Популярные коагулянты для очистки природной воды

В продаже представлены разные коагулянты для использования в бытовых условиях. Реагенты для питьевой воды FLOQUAТ™ и FLOP AM™. Рассмотрим их.

Органические коагулянты cерия FLOQUAT ™

Органические полимерные коагулянты cерия FLOQUAT ™ имеют высокие катионный заряд, поэтому эффективно дестабилизируют отрицательно заряженные коллоидные частички. По сравнению с неорганическими коагулянтами полимерные работают в широком диапазоне рН и щелочности, экономичны в расходе, не изменяют рН очищенной воды, хлорирования не боятся и не добавляют в очищенную воду растворенных металлов. Очищенная вода имеет незначительный осадок.

Органические флокулянты cерия flopam ™ pwg

Органические флокулянты cерии FLOPAM ™ PWG применяются в комплексе с коагулянтами, способствуют увеличению размеров хлопьев и упрощают их дальнейшее удаление. В продаже представлены катионные, анионные, неионные флокулянты с разными молекулярными массами и показателями плотности заряда в виде порошков, гранул, водных растворов, эмульсий. Полимерные флокулянты имеют высокую молекулярную массу, образуют мостики между микрохлопьями, создавая крупные макрохлопья. Они позволяют минимизировать время отстаивания и максимизировать качество воды, исключают перенос частиц, повышают производительность фильтра без капитальных затрат.

Умягчитель воды cерия flosperse ™

Умягчитель воды cерии FLOSPERSE ™ используется для умягчения воды, применяемой в хозяйственно-бытовых, питьевых целях, на пищевых производствах. В ходе дегидрирования в больших количествах выделяются аммиак и углекислый газ (из-за разложения органических материалов). Растворимые в воде газы соединяются с образованием аммонийгидрокарбоната (формула NH4HCO3) – вещества, которое является сильным буфером с pH ниже 7. Для предотвращения осаждения в осадок солей нужно добавлять FLOSPERSE ™ (он комплексобразует ионы металла, после чего они становятся недоступными для осаждения из раствора).