Коагулянты для очистки питьевой и сточной воды


Основные виды и принцип работы коагулянтов для очистки воды. Рекомендации по выбору и применению коагулянтов для очистки сточных вод

Принцип работы коагулянтов

Коагуляция – метод очистки воды путем сцепления загрязняющих дисперсных веществ для последующего удаления механическим методом, фильтрацией. Объединение загрязняющих частиц происходит благодаря введению коагулирующих реагентов, создающих условия для простейшего устранения связанных загрязнителей из очищаемой воды.

Термин «coagulatio» в переводе с латинского обозначает «сгущение» или «свертывание». Сами коагулянты представляют собой вещества, способные за счет химической реакции создавать нерастворимые и малорастворимые соединения, которые проще и легче вывести из состава воды, чем дисперсные компоненты.

Галерея изображений

Фото из

Вещества для химической фильтрации

Принцип действия коагулянтов по очистке воды

Использование в независимых очистных сооружениях

Использование на промышленных предприятиях

Сфера применения в бытовых условиях

Предупреждение цветения воды

Приготовление раствора для бассейна

Очистка воды для аквариумов

Принцип работы веществ построен на том, что их молекулярная форма имеет положительный заряд, в то время как большинство загрязнений – отрицательный. Присутствие двух отрицательных зарядов в строении атомов грязных частиц не позволяет им соединяться вместе. По этой причине грязная вода всегда приобретает мутность.

В момент внесения в жидкость небольшой порции коагулянта вещество начинает подтягивать к себе присутствующие в ней взвеси. Как результат: с увеличением интенсивности рассеиваемого света жидкость на короткий промежуток времени становится более мутной. Ведь одна молекула коагулянта с легкостью может притянуть к себе несколько молекул грязи.

Схема создания устойчивых связей

Коагулянты провоцируют образование устойчивых связей между мелкими частицами загрязнений и присутствующих в воде микробов

Притянувшиеся молекулы грязи начинают вступать с коагулянтом в реакцию, вследствие которой объединяются в большие сложно-составные химические соединения. Малорастворимые высокопористые вещества постепенно оседают на дно в виде белого осадка.

Задача хозяина состоит лишь в том, чтобы вовремя убирать осадок, применяя любой из доступных ему типов фильтрации.

Схема образования крупных частиц

Молекулы, притягивающиеся друг к другу, образуют крупные частицы, которые за счет своего увеличившегося веса оседают, а затем выводятся путем фильтрации

Об эффективности действия препарата можно судить по образованию на дне осадка в виде белых хлопьевидных образований – флокул. Благодаря этому термин «флокуляция» нередко используют в качестве синонима понятия «коагуляция».

Размер образующихся хлопьев

Образующиеся хлопья, размер которых может достигать от 0,5 до 3,0 мм, имеют большую поверхность, обладающую высокой сорбцией осаждаемых веществ

Кроме очистки сточной воды коагулянты применяются в обработке воды в бассейнах, в водоподготовке технической и питьевой воды в регионах с ограниченными водными ресурсами. Рекомендуем ознакомиться с возможностями коагулирующих химсоставов, особенности которых описаны на нашем сайте.

Коагулянт

При улучшении качества воды в качестве коагулянтов используют соли алюминия и железа. В водообработке применяют также железосодержащие коагулянты: хлорное железо, сульфаты железа (II) и железа (III), железный купорос.

  • Сульфат алюминия: неочищенный/очищенный Al2 (S04) 3 18Н20

Технический продукт, представляющий собой куски серовато-зеленоватого цвета, получаемые путем обработки бокситов, нефелинов или глин серной кислотой. Он должен иметь не менее 9% А120з, что соответствует содержанию порядка 30% чистого сульфата алюминия. В нем также содержится около 30% нерастворимых примесей и до 35% воды. Очищенный сульфат алюминия (ГОСТ 12966-85*) получают в виде плит серовато-перламутрового цвета из неочищенного продукта или из глинозема растворением в серной кислоте. Он должен иметь не менее 13,5% А120з, что соответствует содержанию 45% сульфата алюминия. Оба рассмотренных коагулянта перевозят навалом в закрытых железнодорожных вагонах. В России для обработки воды выпускается также 23 — 25% -ный раствор сульфата алюминия. При его применении отпадает необходимость в специальном оборудовании для растворения коагулянта, а также упрощаются и удешевляются погрузочно-разгрузочные работы и транспортирование.

  • Оксихлорид алюминия Ala (ОН) 5С1 6Н2О представляет собой зеленоватые кристаллы, получаемые растворением свежеосажденного гидроксида алюминия в 0,5-1% -м растворе соляной кислоты. Реагент содержит 40.44% А1203 и 20.21 NaCI. Выпускается в виде 35% -ного раствора. При его применении минерализация воды возрастает, а ее щелочность снижается в меньшей степени, чем при введении сульфата алюминия, что особенно важно при обработке мягких вод.
  • Алюминат натрия NaA102 представляет собой твердые куски белого цвета с перламутровым блеском на изломе, получаемые растворением гидроксида или оксида алюминия в растворе гидроксида натрия. Сухой товарный продукт содержит 55% А120з, 35°/о Na20 и до 5% свободной щелочи NaOH. Растворимость NaA102 — 370 г/л (при 20°С). Насыпная масса 1,2..1.8 т/м3.
  • Хлорное железо FeCl3*6H20 (ГОСТ 11159-86) представляет собой темные с металлическим блеском кристаллы, очень гигроскопичные, поэтому транспортируют его в железных герметичных бочках. Получают безводное хлорное железо хлорированием стальной стружки при температуре 700єС, а также как побочный продукт при производстве хлоридов металлов горячим хлорированием руд. Содержит в товарном продукте не менее 98% FeCl3. Плотность 1,5 т/м3.
  • Сульфаты железа (II) и железа (III) Fe2 (S04) 3*2H20 (сульфат железа окисный по ВТУ УХКП52-86) получают растворением оксида железа в серной кислоте. Продукт кристаллический, очень гигроскопичный, хорошо растворяется в воде. Поставляется в бумажных мешках, плотность 1,5 т/м3. Использование солей железа (III) в качестве коагулянта предпочтительнее по сравнению с сульфатом алюминия. При их применении улучшается коагуляция при низких температурах воды, на процесс мало влияет рН среды, ускоряется декантация скоагулированных примесей и уменьшается время отстаивания (плотность хлопьев гидроксида железа (III) в 1,5 раза больше, чем гидроксида алюминия). К числу недостатков солей железа (III) относится необходимость их точной дозировки, так как ее нарушение приводит к проникновению железа в фильтрат. Хлопья гидроксида железа (III) осаждаются неравномерно, в связи с чем в воде остается большое количество мелких хлопьев, поступающих на фильтры. Эти недостатки в значительной мере устраняются при добавлении сульфата алюминия.
  • Железный купорос Fe2 (S04) 3 Железо сернокислое 7- водное (сульфат гептагидрат железа (II), железо II сульфат 7 водное, железный купорос, железо сернокислое закисное) — зеленовато-голубые кристаллы. как восстановитель, как коагулянт при очистки воды Железный купорос получают как побочный продукт при некоторых производствах, например при приготовлении цементной меди, на заводах серной кислоты при добывании сероводорода для очищения серной кислоты от мышьяка и др. Весьма выгодный для переработки на купорос материал представляет кислая жидкость, получаемая на проволочных и других железных фабриках после так называемого «травления» железа-металлургия.

Что такое коагулянт?

Коагулянт – это химический реагент, ускоряющий процесс объединения мелких взвешенных частиц, то есть, их наиболее быстрое и надежное сцепление при соударениях. В результате действия коагулянтов в жидкости образуются скопления слипшегося вещества, которое выпадает в виде осадка или хлопьев.

Для работы в водной дисперсионной среде, как правило, используются реагенты на основе солей поливалентных металлов (железа, алюминия) с включением специальных технологических добавок. Они соединяются в себе привлекательную цену и достаточно высокую эффективность, за счет чего находят применение как в промышленной, так и в бытовой сферах хозяйственной деятельности человека.

Где именно используется коагулянт?

В настоящее время соли алюминия и железа имеют широкую область применения. В первую очередь, они используются для:

  • очистки питьевых вод в централизованных сетях водоснабжения;
  • подготовки природных вод с целью придания им необходимых характеристик в плане качества и безопасности;
  • очистки стоков предприятий, работающих в сфере целлюлозно-бумажной, кожевенной, текстильной, нефтеперерабатывающей и химической промышленности;

выделения ценных промышленных продуктов – в данном случае коагулянт применяют в различных технологических процессах в качестве связующего элемента, с помощью которого можно выделить ценные вещества из жидкостей и отходов производства.

Оформить заказ по телефону:
8 (800) 333-94-47 (Бесплатно по РФ)

Сфера применения и особенности очистки

image1.jpg

Коагулированная вода, как правило, подается в жилые здания, объекты массового назначения (школы, детские сады, другие образовательные учреждения, больницы и т.д.), в спортивные комплексы, где есть бассейны, в аквапарки. Также она необходима для производства ликеро-водочной продукции. Нередко фильтрующую аппаратуру устанавливают на пищевых предприятиях. Она способна избавить жидкость от неприятных запахов, мутности и резкого вкуса..

До сих пор существует миф, что реагенты негативно влияют на здоровье людей. Но это совершенно не так. Данная концентрация является совершенно безопасной, так как основная масса вещества убирается вместе с загрязнениями, а в осадке остается минимальное количество ингредиента, не несущее угрозу для жизни человека.

В разных хозяйственных сферах применяются:

  • Органические коагулянты. В основном, из-за высокой стоимости их используют для очистки воды, предназначенной для питья. Они имеют более качественные показатели, нежели неорганические соединения. Но хозяйственники стараются экономить денежные средства, считая что эти траты совершенно неоправданы..

  • Минеральные. Используются для обработки заргязненных промышленных, сточных и паводковых вод. Подходят для очистки бассейнов, других водоемов, циркулирующих систем и теплоносителей. Из большого количества реагентов можно выделить наиболее востребованные, недорогие, действенные, а самое главное, безопасные: хлорное железо и его сульфат (в основном применяется в промышленности), сульфат алюминия, оксихлорид и гидроксо хлора сульфат Al.

Как происходит работа

image5.jpg

Мы не будем углубляться в химическую терминологию и постараемся объяснить доступным для всех языком. Суть процесса состоит в следующем.

Вспомним из школьного курса броуновское движение. В воде, добытой из естественного источника, находятся настолько мелкие частицы, что их не может захватить даже самый дорогой фильтр. Эти взвеси постоянно находятся в движении, так как молекулы жидкости заставляют их отталкиваться в разные стороны. Они не только не могут осесть на дно, но и, имея одинаковый заряд, не способны слипаться и образовывать более крупные соединения.

Но если добавить один из видов реагента, о которых мы писали выше, то дисперсные мелкие частички теряют свои физические свойства и объединяются в крупные под воздействием силы сцепления. Поэтому, при применении, например, сульфата железа, мы в итоге получим видимые глазу хлопья, называемые коагулюм, которые можно с легкостью собрать и отфильтровать.

Каждый хозяин может использовать тот или иной вид коагулянта, сравнить их действие между собой. И об эффективности можно судить по тому осадку, который будет виден невооруженным глазом. Чем больше крупных белых хлопьевидных образований (флокул), тем действеннее препарат.

Основные виды коагулянтов

Существует много разновидностей коагулянтов. Подробно перечислять их формулы в статье мы не станем. Рассмотрим лишь две основные группы, которые в зависимости от исходного сырья делятся на органические и неорганические.

Принцип действия реагентов

Одна категория коагулянтов способна обезжелезивать воду и выводить из нее соли алюминия, другая – повышать либо понижать кислотный показатель pH, некоторые реагенты – оказывать комплексный эффект

Сегодня производством коагулянтов занимаются многие отечественные и зарубежные компании. Выпускаемые ими реагенты нового поколения отличаются от коагулянтов, выпускаемых еще при Советском Союзе, улучшенными техническими характеристиками.

Галерея изображений

Фото из

Поставка в виде растворов

Концентрированный формат поставки

Таблетированные средства для очистки

Органические природные вещества

Они представляют собой специально созданные реагенты, которые путем ускорения слипания присутствующих в воде агрессивно неустойчивых частиц способствуют облегчению процессов, связанных с их отделением и осаждением. Органика помогает стимулировать объединение загрязнителей в плотные суспензии и эмульсии, облегчающие процесс их вывода из воды.

Как работают высокомолекулярные реагенты

Высокомолекулярные вещества хорошо борются с хлором и эффективно устраняют неприятные «ароматы» в жидкости, к примеру: часто присутствующий в ожелезненной жидкости запах сероводорода

При взаимодействии с молекулами загрязнений органические коагулянты значительно уменьшаются в своих размерах. По завершении реакции они выпадают в виде небольшого количества осадка.

Благодаря минимизации объема скапливаемого на дне емкости осадка намного проще и быстрее отфильтровать. При этом уменьшенное количество осадка никоим образом не сказывается на качестве очистки.

Из-за ограниченности сырьевой базы природные реагенты не нашли широкого применения при очистке сточных вод в промышленных масштабах. Но для бытовых целей их используют часто.

Синтетические коагулирующие соединения

Эти типы реагентов создаются на основе минеральных и синтетических элементов. Полимеры способствуют образованию высокого катиодного заряда, стимулируя тем самым быстрое появление хлопьев. Они отлично взаимодействуют с водой, оказывая на нее комплексный эффект: умягчая ее структуру, а также избавляя от грубых примесей и солей

Наибольшее распространение получили соли поливалентных металлов, созданные на основе железа или алюминия. Железо применяют для грубой очистки.

Хлорное железо – эффективный реагент

Флокулянты — вторичные коагулянты, превращающие суспензии и эмульсии в хлопья, используются в паре с первичными коагулянтами. Тандем способен очищать как малые порции бытовых отходов, так и большие объемы, создаваемые промышленными предприятиями

Среди железных составов самыми популярными считаются:

  • хлорное железо – гигроскопичные кристаллы, имеющие темный металлический блеск, отлично устраняют крупные частицы загрязнений и легко выводят запах сероводорода;
  • сульфат железа – кристаллический гигроскопичный продукт хорошо растворяется в воде и эффективен при очистке канализационных стоков.

За счет низкого уровня вязкости при малой молекулярной массе такие реагенты отлично растворяются в любом типе обрабатываемой жидкости.

Из коагулянтов, созданных на основе алюминия, наибольшее распространение получили:

  • оксохлорид алюминия (ОХА) – применяют для обработки воды с повышенным содержанием органических природных веществ;
  • гидроксохлорсульфат алюминия (ГСХА) – отлично справляется с природными отложениями сточных вод;
  • сульфат алюминия – неочищенный технический продукт в виде кусков серо-зеленого цвета применяют для очистки питьевой воды.

В прежние годы полимеры применяли лишь в качестве добавки к неорганическим коагулянтам, используя их в качестве стимуляторов, способствующих ускорению образованию хлопьев. Сегодня эти реагенты все чаще применяют как основные, заменяя ими неорганические.

Если сравнивать органические и синтетические вещества, то первые выигрывают в том, что действуют намного быстрее. К тому же они способны функционировать практически в любой щелочной среде и не вступают во взаимодействие с хлором.

Схема очистки с применением коагулянтов и флокулянтов

Для адсорбции растворенных в воде солей, ионов тяжелых металлов и других взвесей порция органического реагента потребуется в разы меньше, чем синтетического аналога (+)

Органические действующие соединения выигрывают и в том, что не изменяют показатель pH в воде. Это позволяет их использовать для очистки воды, где присутствуют колонии планктона, растут водоросли и крупные микроорганизмы.

Типы коагулянтов (флокулянтов)

Современные коагулянты представлены четырьмя типами:

  • Анионные. В результате реакции диссоциации образуется анионы. Это группа полиакриламидов.
  • Катионные. При взаимодействии со средой продуцируют элементы с положительным зарядом. Сегодня они являются приоритетными. Поскольку не требуют предварительного использования коагулянтов базовой группы.
  • Неионные. Не дают реакции диссоциации. Примеры коагулянтов – крахмал, декстрин, полиэтиленоксид.
  • Амфотерные. Во время реакции диссоциации параллельно образуются катионные и анионные компонентарные группы.

Применение реагентов регламентировано законодательно. Существует перечень названий коагулянтов для сферы водоочистки. В условиях водоканалов допускается использование по ГОСТ коагулянта гидрохлорида алюминия совместно с полиакриламидом, силикатом натрия и рядом других.

Профилактические меры сохранения чистоты

Чтобы бассейн не засорялся, нужно регулярно проводить хлорирование воды специальными таблетками. После хлорирования раз в 2 недели проводится чистка реагентами. После реагентов бассейн очищается водным пылесосом. После этого отключается система фильтрации, и промывается фильтр.

Спустя 12 часов включается система фильтрации и удаляется мутная взвесь со дна и поверхности бассейна. В этот период необходимо еще раз очистить фильтр. Очищать его нужно путем перестановки шлангов согласно модели насосного оборудования и включением обратной промывки. Часть старой воды из бассейна удалиться, и промоется кварцевый песок в фильтре.

После окончания промывки необходимо вернуть шланги в исходное рабочее состояние и при необходимости залить свежую воду в бассейн. Так как при распаде коагулянта в воде со временем накапливается избыточное количество продуктов действия реагента, то раз в два месяца необходима полная замена воды в плавательном бассейне.

Эффективная очистка воды в бассейне во многом зависит от выбранного реагента и качества самой жидкости. Качественные коагулянты необходимо приобретать у проверенных производителей, обращая пристальное внимание на процент содержания активного вещества. Чем выше его массовая доля, тем экономнее и эффективное применение очищающего средства.

Как выбрать средство?

В домашних условиях чаще всего выбирать их приходится для очистки жидкости в бассейнах и подобных водоемах. Именно эту задачу и стоит разобрать подробнее. Органические коагулянты привлекательны тем уже отмеченным свойством, что они расходуются ограниченно. К тому же такие вещества позволяют продлить промежуток между сменами воды в бассейне. Так как после их применения остается лишь небольшое количество солей, легче поддерживать и «мягкость». Наконец, такие препараты долго сохраняют свои качества даже при сильном охлаждении жидкости; к тому же защита рук сводится только к ношению перчаток — исключение составляют случаи аллергической реакции.

Сульфат алюминия имеет только одно достоинство — его не надо долго отстаивать. Однако в холодной воде этот реагент работает некачественно. Потому с наступлением осени, а также до прогрева жидкости весной его использовать нежелательно. Кроме того, такой реактив мешает поддерживать нормальный кислотно-щелочной баланс. Вывод: использовать его можно только в крайнем случае, когда ничего лучшего нет.

Сульфат железа помогает бороться с раздражающим многих запахом сероводорода. Он понижает концентрацию тяжелых металлов в большей степени, чем средства на алюминиевой основе. Необходимо понимать, что сульфат железа удаляется не полностью. Около 1% его все же остается в воде. Диоксид титана хорош технически всем — он даже заменяет хлорирование и работает оперативно; явным минусом можно считать только высокую цену.

Коагуляционные установки

Коагуляционные установки, выпускаемые НПЦ ПромВодОчистка, характеризуются различным исполнением и широким выбором в зависимости от объёма сточной воды. Широко представлены модели ПВО-КГ (1, 2, 3, 4 и 5). Насосы дозаторы подбираются по объёмам дозирования коагулянта и производительности и рассчитываются по степени загрязнения воды, мутности, содержании дисперсных включений и цветности. Имеются также и различные мешалки в зависимости от степени перемешивания коагулянтов и объёмов камер.

Установка ПВО-КГ состоит из:

  • отстойника;
  • растворимого бака;
  • камеры реакции (хлопьеобразования);
  • насоса-дозатора;
  • лопастной мешалки;
  • циркуляционного насоса;
  • насоса подачи воды в отстойник;
  • задвижки с электроприводом.

Загрязнённая вода подаётся в камеру реакции (хлопьеобразования). Там происходит смешивание и процесс реакции коагулянта с загрязнённой жидкостью с помощью лопастной мешалки.

Приготовление раствора коагулянта происходит в растворном баке, куда загружают нужное количество порошкообразного коагулянта и чистую водопроводную воду. После указанный коагуляционный разбавленный раствор подаётся в камеру реакции (хлопьеобразования).

Из камеры реакции вода насосом подаётся в отстойник, где коагулированные коллоидные вещества осаждаются. Очищенная вода удаляется посредством водосборного кармана верхней части отстойника. Скапливаемый в нижней конусообразной части отстойника осадок удаляется при помощи открытия электрозадвижки, частота открывания которой настраивается опытным путём.

Что делать, если бассейн не оборудован специальным устройством

В таком случае процесс очищения такой же, как и в предыдущем варианте. Только потребуется приложить большее количество усилий. Состав нужно будет размешать палкой или руками (это не опасно), создав возмущение в емкости.

Далее надо слить шлангом хлопья со дна и осуществить фильтрацию через приставное очистительное сооружение.

Назначение и применение:

Раствор алюмината натрия может применяться для очистки промышленных и коммунальных стоков, обработки промышленной воды (коррекция рН), при производстве бумаги и картона, в производстве титановых пигментов, при производстве молекулярных сит.
В строительной промышленности и в производстве пластмасс этот
коагулянт используется в качестве горючего ингибитора, так называемого продукта, препятствующего воспламенению.

Какие необходимо выполнить условия для правильного протекания процесса

Если вы собираетесь использовать средство не для питьевой воды и приготовления пищи, а, например, для очистки стоков, то необходимо возвести конструкцию, состоящую из нескольких вертикальных отсеков. Стоки проходят многоступенчатую очистку, проходя через отстойники. В последней части они вступают в реакцию с коагулянтом и только потом фильтруются.

Для правильной и эффективной работы необходимо посоветоваться с профессионалами. Они подскажут, при какой оптимальной температуре необходимо произвести операцию, какое количество реагента необходимо добавить в жидкость.

Имейте в виду, что реакция намного быстрее произойдет при хорошо прогретой почве. В морозы не стоит заниматься очисткой таким методом, так как вы не получите положительного моментального результата.


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.