Коагулянт для очистки сточной воды: как выбрать + правила использования

Коагулянты ? всё, что нужно знать про очистку воды

Что же это за химия такая — спросит читатель, ответ прост: коагулянты. Именно это вещество применяют для очистки воды от взвешенных частиц. Существуют разные способы очистки сточных вод от примесей: фильтрация, отстаивание, химическая очистка, электрическая очистка, термическая обработка.

Эти способы нашли применение в разных отраслях, но наиболее распространенными и эффективными из них можно считать фильтрацию и химическую обработку.

Размеры частиц взвеси в воде могут быть настолько малы, что фильтрация становится либо невозможной, либо слишком дорогой. В отдельных случаях приходится идти на повышение расходов, но, чаще всего эта мера оказывается нерентабельной.

Обратите внимание

Например, владелец частного бассейна едва-ли захочет тратиться на специальное очистное сооружение, но обычный фильтр не справляется с задачей настолько успешно, насколько требуется, поэтому хозяину придется немного «помочь» простому фильтру с помощью современной химии.

«Что же это за химия такая?» — спросит читатель. Ответ прост: коагулянт. Именно это вещество применяют для очистки воды от взвешенных частиц.

Коагуляция — это особый процесс, который можно охарактеризовать словом укрупнение. То есть, при добавлении в состав мутной грязной воды определенного вещества, все частицы, которые в ней плавают и создают муть, начнут объединяться в более крупные агломерации, и, в конце, станут достаточно большими, чтобы осесть в виде хлопьев и отфильтроваться.

В разных сферах хозяйства и быта используют разные типы коагулянтов. Их можно разделить на две большие группы: минеральные и органические.

Важно! Органические коагулянты стоят дороже и применяются, чаще всего, для очистки питьевой воды. Они демонстрируют несколько лучшие показатели, нежели неорганические соединения, однако, зачастую их применение менее рентабельно.

В случае очистки промышленных стоков, различных теплоносителей и циркулирующих сред, бассейнов и водоемов применяют неорганические коагулянты:

• Хлорное железо. Сильный корродант и токсин, применяется в промышленности.
• Железа сульфат. Используется в промышленности для очистки стоков, в коммунальном хозяйстве для подготовки воды, а также в медицине для остановки крови.
• Сульфат алюминия. Подходит для очистки питьевой, хозяйственной и технической воды различного назначения.
• Алюминия оксихлорид. Данная соль – гидроксохлорид – хороша при очистке сточных вод, резервуаров, бассейнов, водоемов.
• Гидроксохлоросульфат алюминия. Это смесь на основе сульфата алюминия. Является прекрасным препаратом для обработки паводковых грязных вод при температурах ниже +12˚ С.

Эти вещества отличаются сравнительно невысокой ценой, доступностью, безопасностью и простотой использования.

Работа коагулянта: суть процесса

Химия процесса коагуляции затрагивает широкое поле научных знаний, понимание которых потребует определенного уровня специальной подготовки. Мы опустим околонаучные подробности и постараемся донести самую суть.

Как действуют коагулянты 1

Как действуют коагулянты 2
Как действуют коагулянты 3

Итак, у нас есть определенный объем воды, загрязненный коллоидными частицами. Частицы эти настолько мелкие, что их пропускает песчаный фильтр. Более того, их размеры так малы, что они не могут осесть на дно: броуновское движение молекул заставляет эти частицы постоянно пребывать во взвешенном состоянии.

Внимание! Еще раз: в воде плавают мельчайшие соринки, которые выглядят как муть. Они проходят сквозь фильтр и не оседают на дно, так как молекулы воды непрерывно «толкают» их с разных сторон, приводя в движение. В результате невозможно ни отфильтровать воду, ни осадить грязь на дно.

Эти частицы не только не оседают и не фильтруются, они также отказываются слипаться в более крупные образования. Это вызвано тем, что они имеют одинаковый заряд и отталкиваются в результате действия сил электростатического взаимодействия.

Здесь мы подходим к сути процесса коагуляции: после введения специального реагента свойства частиц меняются, они теряют свой заряд, а взвесь начинает слипаться в более крупные комки. В результате устранения эффекта электростатического отталкивания частицы сближаются достаточно для того, чтобы начали действие силы притяжения.

Сближению также препятствует пространственный объем молекул или атомных групп, которые, находясь в непосредственной близости от реагирующих атомов в молекуле, могут не давать этим атомам сойтись и прореагировать. Данный эффект нивелируется добавлением солей и изменением кислотности среды.

В итоге, коагулянты не меняют химический состав примесей или воды. Основная характеристика, на которую направлено их воздействие – это размеры частиц. После добавления, скажем, хлорного железа, отдельные корпускулы теряют заряд и начинают слипаться в хлопья, которые затем можно собрать или отфильтровать.

Важно! Суть процесса коагуляции заключается в том, чтобы сделать мельчайшие частицы достаточно крупными для того, чтобы они осели на дно, или их задержал фильтр. Это наиболее короткое и простое объяснение.

Кто делает лучшие коагулянты: производство и распространение

Производители коагулянтов составляют солидный список, их число выросло в последнее время и составляет более 15 по стране. Для сравнения: на всей территории бывшего Советского Союза пребывало только 12 производств. Современная Россия обеспечивает свои нужды в коагулянтах на 95% за счет внутреннего производства.

В РФ выпускают неорганические препараты. Так произошло по причине экономических реалий времени возведения заводов и определенной конфигурации сырьевой базы, характерной для нашей страны. Исторически сложилось так, что первое место занимает приготовление коагулянтов на основе алюминия, а именно – оксихлорида и сульфата алюминия, а также алюмината натрия.

Рассмотрим их отличия:

Как следует из таблицы, алюминат натрия дает самую высокую концентрацию оксида алюминия, это значит, что данный раствор покажет самую высокую активность в процессе очистки воды от взвеси.

При этом плотность примесей также самая большая, а это значит, что после обработки в воде могут оставаться лишние компоненты.

Важно

Следуя аналогичной логике, мы придем к выводу, что наиболее приемлемым вариантом будет оксихлорид алюминия (другие названия: хлоргидроксид алюминия, ОХА, полиалюминия гидрохлорид), который демонстрирует оптимальное соотношение содержания алюминия и примесей.

Далее мы рассмотрим и сравним пять лучших производителей коагулянтов в России:

Одним из наиболее распространенных и эффективных средств для ухода за бассейном является оксихлорид алюминия. Это вещество особенно хорошо работает при невысоких температурах воды, в пределах +10 ˚С, и хорошо удаляет органические примеси. Именно ОХА содержится в большинстве современных коагулянтов для бассейна.

Порядок использования коагулирующих агентов для осветления воды в бассейне

Сперва мы расскажем, как поступать, если у вас стоит современное оборудование:

• Производим расчет дозы исходя из объема и степени загрязнения резервуара.
• Наливаем необходимый объем жидкости в скиммер и ждем, пока он разгонит препарат по бассейну.
• Отключаем насос и даем препарату время для реакции в пределах 15 – 30 минут.
• Выпавший на дно осадок собираем водным пылесосом или погружным насосом.
• Вновь включаем насос и выполняем окончательную фильтрацию.

Расчет коагулянта – отдельная тема, считается, что это нечто из разряда высшей математики. Действительно, если мы хотим очищать питьевую воду на конвейерной основе, нам придется очень точно рассчитать расход химиката, иначе он будет накапливаться и отравлять воду. В случае бассейна все намного проще.

Для тех, у кого установлен самодельный бассейн или бассейн без специального

дополнительного оборудования, альтернативный способ добавления коагулянта:

• Определяем необходимое количество агента, для этого вычисляем объем бассейна в кубометрах, и на каждый куб добавляем от 20 до 50 мл ОХА (GOODHIM «Чистый бассейн»).
• Коагулянт предварительно разводим в лейке с водой в пропорции 1:5 – 1:100, то есть берем около двух литров.
• Выключаем насос с фильтром.
• Спускаемся в бассейн и начинаем ходить по кругу, пока вода не образует небольшой водоворот.
• Выходим из бассейна и в водоворот добавляем подготовленный раствор.
• Ждем, затем собираем осадок и фильтруем оставшуюся воду окончательно.

Своевременный уход и очистка делают использование бассейна не только приятным, но безопасным и даже полезным для здоровья. Теперь вы можете приглашать знакомых присоединиться к водным процедурам не боясь опозориться состоянием воды в резервуаре.

Почему коагулянты купить в Москве выгоднее, чем в своем городе

В этой главе речь пойдет о том, как выбрать и выгодно купить коагулянт. Для бассейнов, прудов, накопительных баков и прочих искусственных водоемов оптимальным решением будет применить полиалюминия хлоргидроксид или органический препарат, однако цена последнего может вам не понравиться.

Коагулянты купить в Москве будет выгоднее, и вот почему: далеко не каждая корпорация имеет представительства во всех городах России, не говоря о небольших производителях. Поэтому в своем городе вы найдете перекупщика, который приобрел товар в Москве и привез для продажи вам. Лучше миновать это посредничество и заказать покупку в столице.

Внимание! Большинство современных производителей имеет сайты, где можно найти контакты или информацию о доставке. Чаще всего есть возможность заказать товар онлайн и получить его по почте в течение нескольких дней.

Заключение

Вода – критически важный элемент для поддержания жизни. Это касается питья, личной гигиены, полива растений, хозяйственной деятельности и производства. Коагуляция решила вопрос очистки воды и вывела этот процесс на совершенно иной качественный уровень, и сегодня коагулянтами пользуются практически повсеместно.

Коагулянты — определение и часто задаваемые вопросы

1. Что значит коагулянт? Слово происходит от латинского «coagulatio» и переводится как «сгущающий». Вещества-коагулянты способны объединять взвешенные в воде частицы в более крупные комки.
2. Коагулянты и флокулянты — это одно и то же? Нет, не совсем. Это близкие по воздействию препараты, которые могут использоваться совместно.
3. Отличие флокулянта от коагулянта. Разница заключается в механизме и результате действия. В отличие от коагулянта, флокулянт не меняет электрический заряд коллоидных частиц. Вместо этого он создает полимерные связи между мелкими комками грязи, собирая их в крупные хлопья (флоккулы – отсюда и название).

Коагулянты и флокулянты для очистки сточных вод

Увеличение объема внедрения и совершенствование существующих технологий очистки воды с применением коагулянтов и флокулянтов воз можно при наличии широкого ассортимента реагентов и высокого их качества.

В Советском Союзе производилось ограниченное количество коагулянтов и флокулянтов с неудовлетворительными товарными характеристиками. Развитие рыночных отношений после распада Советского Союза изменило структуру производства и потребления реагентов.

Появилось множество отечественных, крупных и мелких фирм, производящих коагулянты и флокулянты. Увеличилась доступность, и расширился ассортимент импортных коагулянтов и флокулянтов. Появились высокоэффективные реагенты нового поколения с улучшенными техническими и товарными характеристиками.

В этой связи в данном разделе рассмотрены виды коагулянтов и флокулянтов и основные тенденции в развитии их производства и расширении ассортимента в России и за рубежом.

Все реагенты, применяемые в технологии коагуляционной очистки воды, принято разделять на коагулянты и флокулянты.

К коагулянтам для воды относят низкомолекуляриые гидролизующиеся в воде неорганические электролиты (как правило, соли алюминия или железа), способные нейтрализовать заряд взвешенных частиц, в результате чего происходит агрегация (укрупнение) частиц. В последние годы к коагулянтам стали относить органические низкомолекулярные полиэлектролиты со 100%-ным содержанием ионогенных групп.

Флокулянтами для очистки сточных вод обычно называют вещества, которые образуют хлопья за счет связывания частиц полимерными мостиками без изменения электрических свойств системы.

Совет

Однако в настоящее время известно большое количество ионогенных высокомолекулярных флокулянтов, макромолекулы которых заряжены положительно или отрицательно, а, следовательно, при их применении агрегация частиц может происходить вследствие электростатических взаимодействий.

Поэтому коагулянтами для очистки сточных вод принято называть гидролизующиеся неорганические соли, а флокулянтами — все полимерные вещества, образующие гомогенные водные растворы и способные взаимодействовать с различными дисперсными системами.

В общем виде все неорганические коагулянты можно представить химической брутто-формулой:

В качестве катиона может выступать калий, натрий, аммоний, а основной металл-ион — железо или алюминий. В твердом виде неорганические коагулянты, как правило, представляют собой кристаллогидраты, хорошо растворимые в воде.

Промышленно выпускаемые неорганические коагулянты для очистки сточных вод

Флокулянты обычно делятся на неорганические (активная кремниевая кислота) и органические флокулянты.

Органические флокулянты в зависимости от исходного сырья, в свою очередь, делятся на природные и синтетические (таблица 2.

2), а в зависимости от наличия и знака заряда в макромолекуле полимера — на неионные, ионные отрицательно заряженные (анионные) и ионные положительно заряженные (катионные).

Виды полимерных флокулянтов для очистки сточных вод

Природные флокулянты не нашли широкого применения для очистки промышленных сточных вод из-за ограниченности сырьевой базы и сравнительно низкой молекулярной массы.

Обратите внимание

Синтетические водорастворимые полимеры, получаемые на основе различных виниловых мономеров, являются самыми распространенными реагентами, применяемыми в процессах очистки воды.

Это объясняется прежде всего широкими возможностями варьирования свойств получаемых флокулянтов (химического состава, молекулярной массы, пространственной структуры), которое достигается изменением исходных мономеров, условий и способов синтеза.

Химический состав основных типов флокулянтов

ПДАДМАХ — полидиаллилдиметиламмонийхлорнд, ЧАС ДМАЭМА (ДМАЭА) — четвертичная аммониевая соль димстиламиноэтилмстакрилата (диметиламиноэтилакрилата).

Коагулянты для очистки воды особенности и применение

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.

Важно

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

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).

Коагулянты для очистки воды: назначение, область применения, виды и принцип действия

Качественная подготовка жидкости для питья или бытовых нужд — залог крепкого здоровья. Существуют различные методы очистки воды. Самый простой из них — фильтрация. Однако нередко применяют и специальные коагулирующие реагенты для водоподготовки и водоочистки. Химикаты следует использовать строго по назначению в точных дозировках.

Назначение и область применения коагулянтов для очистки воды

Коагулянты связывают примеси в хлопья, образующие осадок

Коагуляцией называют химический процесс, в результате которого в обрабатываемой среде происходит укрупнение диспергированных, коллоидных примесей. Они превращаются в видимые человеческому глазу хлопья, которые образуются в процессе слипания мелких частиц. Позднее хлопья выпадают в осадок и удаляются при помощи механических фильтров.

Коагуляцию как метод очистки воды применяют в таких областях:

• ЛОС (для осветления стоков);
• обработка промышленных грязных вод;
• очистка бассейнов;
• подготовка питьевой воды.

Обработка жидкой среды коагулянтами для её дальнейшего употребления требует предварительного проведения максимально точного анализа. А также скрупулезного расчета  дозы коагулянта при обработке воды.

Виды и принцип действия препаратов

Механизм работы реагентов – это особый химический процесс. Любой коагулирующий препарат на молекулярном уровне имеет положительный заряд, в то время как все примеси в жидкой среде — отрицательный.

При таком положении дел все молекулы грязи неспособны соединяться в более крупные образования именно по причине отрицательности своих молекул. Для человеческого глаза примеси совсем не видны. Сточная жидкость выглядит просто мутной.

Добавленный в воду реагент разбавляет отрицательные заряды атомов примесей и как результат образуются крупные хлопья. Жидкость становится визуально чище, светлее, отсутствуют запахи в ней.

Совет

Все коагулянты производят на основе хлоридов, сульфатов или полиоксисульфатов таких металлов как магний, железо, титан или алюминий.

Выделяют два типа химических веществ-реагентов для водоподготовки:

• неорганические;
• органические.

Первые (неорганические) — это диоксид титана или сульфат железа/алюминия. Каждый из них имеет ряд особенностей:

• Диоксид титана. Самый дорогой из всех видов коагулянтов. При этом максимально очищает жидкость до состояния питьевой. Диоксид титана избавляет воду от грязи и от бактерий. Дозы препарата используются меньшие, чем при работе с другими средствами. При этом время отстаивания обработанной диоксидом титана среды сокращается в разы в отличие от работы с иными неорганическими реагентами.
• Сульфат алюминия. Препарат прост в использовании, не требует долгого отстаивания после разведения. Но реагент чувствителен к уровню рН воды. Желательно, чтобы показатели не выходили за пределы 6.5-7.5. В противном случае сульфат алюминия будет неэффективен. К тому же этот коагулянт серьезно влияет на уровень кислотно-щелочного баланса жидкости. После обработки его нужно приводить в норму.
• Сульфат железа. Помогает очистить воду от маслянистых примесей, сероводорода, урезать концентрацию тяжелых металлов в ней.

Сульфат железа в обрабатываемой среде растворяется не полностью.

Все органические реагенты производят исключительно на основе гидрохлорида (его еще называют полиоксихлоридом алюминия). У таких коагулянтов для очистки сточных вод выделяют ряд преимуществ перед неорганическими препаратами:

• быстрый процесс растворения средства в воде;
• высокое качество очистки жидкости;
• экономный расход препаратов;
• высокая скорость коагуляции;
• уменьшенный период отстаивания;
• низкий остаточный процент алюминия и солей в обработанной среде после проведенного химического процесса;
• возможность использовать гидрохлориды даже при низких уличных температурах, в холодных жидких средах.

В случае попадания органического препарата в грунт он не меняет кислотно-щелочной баланс почвы, не образует экологической катастрофы в регионе.

Критерии выбора

Коагулянты выбирают по таким параметрам:

• Форма препарата (жидкая или порошкообразная). Первый вариант удобнее, поскольку реагент уже готов к использованию. Но растворы, как правило, дороже сухих препаратов.
• Тип средства (органический/неорганический). Подбирается в зависимости от проблемы, с которой ведется борьба. Для обработки питьевой воды лучше брать органику. Иногда пользователь предпочитает более дорогую электронную установку «Аквафлоу». С её помощью удается образовать примеси в обрабатываемой жидкости в хлопья без добавления в воду реагентов.

При покупке препарата стоит обращать внимание на целостность упаковки и сроки изготовления средства. Если коагулянт просрочен, скорее всего, он не даст ожидаемого эффекта. Также нелишним будет обратить внимание на маркировку ГОСТ и состав средства. При их отсутствии от покупки лучше отказаться.

Особенности применения

Перед применением неорганических препаратов следует позаботиться о респираторе и как минимум рукавицах. Они помогут защитить кожу и слизистую дыхательных путей от раздражения при возможном попадании частичек реагента на последние.

В остальном при использовании метода коагуляции нужно придерживаться таких правил:

• Перед тем как залить препарат в жидкую среду, стоит отключить фильтровальную систему. В противном случае хлопья просто забьют установку.
• Необходимо высчитать водоизмещение резервуара, чтобы определить точную дозу препарата. Объем высчитывают по ширине, длине и глубине бассейна. Все замеры делают в метрах. Если чаша круглая, измеряют глубину и диаметр. Готовая величина уже переводится в литры.
• При сильном загрязнении жидкости можно использовать 1,3 от рекомендованной в инструкции дозы препарата. То есть несколько увеличить эффект.
• Сухой реагент нужно предварительно разводить в воде в соответствии с рекомендациями производителя.
• Для временных водоемов лучше соорудить специальные навесные заборники-скиммеры. Они будут собирать образовавшиеся хлопья. Можно также использовать специальный пылесос.
• Как правило, через 9-12 часов все хлопья выпадают в осадок. Убрать их со дна можно также водяным пылесосом.

Правильно очищенная жидкость пригодна для дальнейшей эксплуатации без необходимости её замены. Это крайне принципиально для больших искусственных водоемов (бассейнов, аквариумов, рыбных прудов), поэтому коагулянты популярны как метод очистки жидкости.

Очистка цветных вод коагулянтами

6 мая 2011 г Обесцвечивание и осветление воды

Методы коагулирования достаточно хорошо освоены и повсеместно применяются на многих станциях водоподготовки.

В то же время, использование коагулянтов рождает дополнительные проблемы воды, которые необходимо устранять другими методами очистки:

• повышение мутности;
• низкая эффективность удаления растворенной органики;
• высокая остаточная концентрация алюминия.

Для устранения многих недостатков метода коагуляции хорошо зарекомендовал себя реагент оксихлорид алюминия (ОХА), который в очистке воды используется взамен более традиционного сульфата алюминия (СА) ‒ Al₂(SO₄)₃.

Формула оксихлорида алюминия в общем виде выглядит как:

Применение оксихлорида алюминия в качестве коагулянта позволило не только уменьшить количество реагента, но и существенно улучшить качество очищенной воды. Максимальная эффективность ОХА наблюдается при обесцвечивании мутных вод, с показателями по шкале цветности 30-50 градусов; а также в холодный период года, когда скорость протекания коагуляции замедляется.

Применение сульфата алюминия выгоднее для очистки воды с незначительной мутностью и низким содержанием солей. Использовать оксихлорид алюминия для подготовки воды такого типа нецелесообразно.

Причина разной эффективности при очистке воды с разными показателями мутности и цветности заключается в том, что извлечение загрязняющих веществ у них происходит разными путями.

Эффективность и скорость процесса обесцвечивания воды коагулированием зависит от следующих свойств:

• температуры,
• pH и ионного состава,
• содержания взвешенных веществ,
• концентрации коллоидных частиц и истинно растворенных органических веществ.

Несмотря на то, что реакция среды, величина pH, играет существенную роль в протекании физико-химических процессов очистки воды, в условиях станций водоподготовки контроль этого показателя практически никогда не ведется. Показатель pH контролируется только в рамках нормативов СанПиНа для воды.

Изменение и контроль реакции среды для отслеживания оптимальных условий протекания процессов коагуляции на действующих станциях не ведут.

Показателем протекания реакции может служить степень диссоциации гидроксида алюминия, которая минимальна в среде, близкой к нейтральной (pH 6,5–7,5). Коллоидные частицы гидроксида алюминия в такой среде нейтральны (не несут в себе заряда).

При проведении процессов обесцвечивания и осветления сульфатом алюминия оптимальные показатели pH, при которых будет образовываться и выпадать в осадок гидроксид алюминия, составляют 6,7–7,0.

Для такой среды присущи процессы сорбции и агрегирования.

Агрегация коллоидных частиц органического происхождения и минеральных взвесей в хлопья происходит при участии гидроксида, который играет роль связующего.

Интенсивность хлопьеобразования также зависит от величины pH — ведь содержание ионов водорода [H⁺] и гидроскид-ионов [OH⁻]в растворе оказывает влияние на строение веществ – продуктов гидролиза.

В среде с рН поликатионы алюминия: [Al³⁺, Al₈(OH)₂₀⁴⁺, Al(OH)²⁺]

Для этих веществ присущ большой положительный заряд, за счет чего они будут адсорбироваться на поверхности коллоидных частиц с отрицательным зарядом.

Это свойство приобретает значение для снижения цветности воды. Если процессы коагулирования пойдут в этом направлении, то при pH>7 качество обесцвечивания воды ухудшится.

Оптимальные значения pH среды при сохранении качества очистки составляет 5-6.

Обратите внимание

Механизмы коагуляции органического гумуса имеют общие черты с процессами очистки от минеральных веществ, но с некоторыми отличиями.

Природная вода с pH 5–8 при обработке коагулянтом (сульфатом алюминия) демонстрирует следующие процессы:

• Механизм нейтрализационно-адсорбционной коагуляции: при этом растворенные гидроксокомплексы алюминия, имеющие положительный заряд, соединяются с отрицательно заряженными загрязняющими частицами. Гумусовые частицы коагулируют по мере взаимодействия своей отрицательно заряженной функциональной группы (фенольной, кетоновой, карбоксильной) с положительными частицами —гидрокомплексами алюминия. Происходит полимерное комплексообразование.
• Механизм захватной коагуляции. По данному механизму происходит снижение мутности за счет адсорбции продуктов гидролиза коагулянта на поверхности минеральных частиц. Происходит нейтрализация зарядов ионов, уменьшение сил отталкивания и сжатие двойного слоя.

Механизм захватной коагуляции протекает при pH среды свыше 7 за счет адсорбции гумусовых веществ на частицах Al(OH)₃.

Снижение мутности воды идет за счет обволакивания минеральных частиц новообразующейся массой гидроксида алюминия. Чтобы захватная коагуляция стала возможной, необходимо добавление большого количества коагулянта для образования значительного по объему осадка гидроксида алюминия.

Первый описанный механизм (нейтрализационно-адсорбционная коагуляция) возможен и при небольших дозах коагулянта, однако доза должна возрастать пропорционально росту содержания коллоидных загрязняющих частиц.

Если вода сильно мутная, то имеет смысл вести коагулирование при повышенных значениях pH. В этом случае реакции образования гидроксида будут преобладать над механизмами адсорбции положительных ионов коагулянта.

Присутствие минеральных частиц ускоряет осаждение гидроксида алюминия и интенсифицирует образование зародышей коагуляции. Гуминовые вещества достаточно устойчивы и передают эту устойчивость при взаимодействии с гидроксидами. При этом процесс коагуляции может приостановиться и не дойти до конца.

Устойчивость гуминовых коллоидов растет вместе с величиной pH обрабатываемой воды. С понижением pH и ростом кислотности среды устойчивость гуминовых веществ снижается. Адсорбция катионов коагулянта тоже вносит свою лепту, и процесс коагуляции улучшается.

Отсюда следует, что очистку цветных вод целесообразно вести при пониженных значениях pH. Адсорбция катионов алюминия придает гуминовым коллоидам свойство активного хлопьеобразования даже без присутствия в воде гидроксида алюминия. Этим гуматы коренным образом отличаются от взвешенных веществ, и этот факт стоит учитывать при выборе коагулянта для очистки воды от цветности.

Важно

Очистка воды с высокой цветностью и малой мутностью балансирует между этими двумя механизмами. Какой из процессов коагулирования в растворе будет преобладать, определяется качественным составом исходной воды.

С увеличением цветности воды оптимальное значение pH понижается с ростом концентрации водородных ионов. Соблюсти условия для коагулирования особенно важно, если воду необходимо очистить от фульвокислот, удалить которые из воды обычно труднее, чем гуминовые кислоты.

Для очистки цветных вод с невысоким солесодержанием оптимальный диапазон реакции среды достаточно узкий. Для этого необходимо достичь pH, при котором из раствора удаляются гуминовые вещества при наименьшей добавляемой дозе коагулянта.

На интенсивность процессов коагуляции при очистке цветных вод также оказывает влияние присутствие некоторых ионов, входящих в состав коагулянта. В наибольшей степени коагулирующее обесцвечивающее действие присуще анионам сульфатам.

Эти ионы оказывают влияние на протекание многих химических процессов:

• влияют на образование малорастворимых комплексных соединений;
• увеличивают зоны оптимальных значений pH (в сторону увеличения кислотности среды);
• уменьшают дозу коагулянта.

Улучшение процессов обесцвечивания воды теоретически можно объяснить тем, что сульфат-анионы служат противоионами для положительно заряженных частиц— продуктов реакции гидролиза в кислой среде (при pH

Если в качестве коагулянта используется сульфат алюминия, то стимулирующее процесс коагуляции влияние анионов представляет собой следующий ряд: PO₄³⁻ > SO₄²⁻ > Cl⁻ > HCO⁻

При повышении значения pH (уменьшении кислотности среды) ионы Cl⁻ тоже проявляют тенденцию к образованию нерастворимых соединений гидроксида алюминия. Но если у воды низкие значения pH (малая щелочность), то увеличение содержания хлоридов приводит к стабилизации процесса коагуляции и прекращению образования хлопьев гидроксида алюминия. Если в воде присутствуют бикарбонат-ионы HCO³⁻, то гидролиз коагулянта (сульфата алюминия) проходит более интенсивно и в более широком диапазоне значений pH, чем в присутствии щелочных гидроксид-ионов OH⁻.

Если по своему солесодержанию очищаемая вода относится к мягкой, а содержание бикарбонатов в ней невелико, то в этом случае реакция образования гидроксида протекает не полностью, процессы коагуляции-обесцвечивания ухудшаются, уменьшается хлопьеобразование, растет концентрация остаточного алюминия. По этим причинам для улучшения обесцвечивания воду подщелачивают.

Переход коллоидной гидроокиси в гидроксид может затрудняться оттого, что в воде имеются вещества, которых называют защитные коллоиды. Еще одна причина — повышенная щелочность воды, поскольку гидроксид алюминия в щелочной среде преобразуется в растворенные вещества.

В мутной воде с высоким содержанием гуминовых кислот последние взаимодействуют с гидроксокомплексами алюминия. За счет этого расчетное повышение кислотности от добавления коагулянта превышает реальные показатели. Остаточная щелочность воды имеет значение 0,1–0,2 мг-экв/л.

Из-за стабилизации коллоидных частиц коагуляция может идти неодинаково. Это важно учитывать при выборе реагента-коагулянта — сульфата алюминия или оксихлорида алюминия. Если для осветления о обесцвечивания воды используется сульфат алюминия, то оптимум по pH и минимальная излишняя щелочность достигаются при меньшем количестве коагулянта, чем при использовании оксихлорида.

Совет

Если очищаемую воду предварительно подщелачивают (добавлением соды), остаточная щелочность увеличивается от 0,1 до 0,45 мг-экв/л (при сульфате алюминия) и от 0,5 до 0,8 (при оксихлориде алюминия). При этом изменяются значения цветности воды и содержания остаточного алюминия: при сульфате алюминия значения уменьшаются, при оксихлориде – растут.

Чтобы реализовать нейтрализационно-адсорбционный механизм коагуляции для максимального удаления гуминовых веществ, необходимо строго выдерживать оптимальную область pH — как для сульфата, так и для оксихлорида алюминия в качестве коагулянтов.

С ростом содержания бикарбонатов выше предельного значения возрастает доза коагулянта.

Если pH>7,5 возрастает скорость образования гидроксида алюминия, что теоритически можно объяснить исходя из механизма захватной коагуляции. При этом дозы для обоих коагулянтов растут, но эффективность очистки ОХА выше, чем при СА.

Как показывают теоритические исследования коагуляции и практический опыт обесцвечивания воды, при низких значениях pH, щелочности и солесодержания (мягкости воды), для очистки более пригоден сульфат алюминия. Его используют для очистки воды с высокой цветностью и малой мутностью. В противных случаях оправдано применение в качестве коагулянта оксихлорида алюминия.

На практике оказалось, что вода из некоторых природных источников в течение года может существенно отличаться по качеству. Поэтому в зависимости от показателей исходной воды для ее обесцвечивания и осветления могут применяться оба коагулянта — СА и ОХА. Иногда наилучшие результаты дает совместная обработка воды обоими коагулянтами — СА и ОХА.

Содержание остаточного алюминия невозможно снизить только за счет применения оксихлорида алюминия, ведь вода отличается по своему составу и качеству. При использовании ОХА для обесцвечивания мутной воды содержание остаточного алюминия меньше, чем при обработке СА.

Но при обработке цветной воды на результат сильно влияет pH обработанной воды.

Так как оптимальные диапазоны pH и щелочности для обоих коагулянтов мало отличаются, то при незначительных колебаниях условий может ощутимо меняться эффективность одного или другого коагулянта.

Выбор коагулянта для определенного источника воды должен вестись с учетом параметров воды во все сезоны года:

• цветность,
• перманганатная окисляемость,
• остаточный алюминий.

Затем определяются минимальные дозы, проводится анализ технико-экономических показателей и сопутствующих затрат.

Для оксихлорида алюминия определяющее значение имеет показатель основности, вычисляемый по формуле:

Практические исследования показали, что качество обесцвеченной воды, так же как добавляемая доза реагента-коагулянта, прямо зависят от марки и основности оксихлорида алюминия.

Высокоосновный ОХА применяют для очистки мутной воды со средней цветностью и невысокой концентрацией органики. С понижением температуры воды должна повышаться и основность коагулянта.

Понижение основности оксихлорида алюминия должно происходить вслед за увеличением цветности воды и ростом перманганатной окисляемости.

Низкоосновные ОХА или сульфат алюминия в качестве коагулянта применяются для очистки воды, требующей соблюдения особых условий pH среды — это относится к воде с повышенной цветностью и низким солесодержанием.

Осветление методом отстаивания для снижения мутности эффективнее вести с высокоосновным коагулянтом ОХА, а при использовании сульфата алюминия снижается мутность фильтрата. По той же закономерности изменяется показатель остаточного алюминия. Более эффективное удаление органики — по показателю перманганатной окисляемости— происходит при использовании сульфата алюминия.

Обратите внимание

Применение смешанных коагулянтов комплексной природы для обесцвечивания цветных вод дает расширенные возможности.

К смешанным коагулянтам относятся:

• [Al2(OH)a(SO4)c]n ‒ полиоксисульфат алюминия;
• [Al2(OH)a Clb(SO4)c]n ‒ полиоксихлорсульфат алюминия;
• [Al2(OH)a Clb]n ‒ полиоксихлорид алюминия;
• алюмокремниевые коагулянты-флокулянты.

Выводы по статье

1. Подбор коагулянта ведётся опытным путем, в зависимости от показателей качества воды в каждый из четырех периодов года.
2. Обесцвечивание и осветление цветной маломутной воды с низкой щелочностью и низким солесодержанием ведется при pH не выше 7,5. Для такой воды сульфат алюминия в качестве коагулянта более предпочтителен. При низкой температуре возможно совместное использование оксихлорида алюминия и сульфата алюминия. Сульфат алюминия лучше удаляет органические загрязнения, что подтверждается изменением значений цветности и перманганатной окисляемости. Использование ОХА при обесцвечивании уменьшает концентрацию остаточного алюминия.
3. На скорость хлопьеобразования влияет изменение концентрации сульфат-ионов в воде.
4. При правильно подобранном диапазоне pH качество очистки воды повышается даже в случае использования ОХА.
5. Использование высокоосновного ОХА должно быть оправдано. При высокой концентрации в воде органики эффективнее использовать сульфат алюминия или совместно СА и ОХА. Для снижения цветности воды перспективно применение смешанных коагулянтов – полиоксисульфата или полиоксихлорсульфата алюминия.
6. Изменение концентрации рабочих растворов коагулянтов дает возможность косвенно регулировать процесс обесцвечивания воды. Образование гидрокомплексов алюминия влияет на интенсивность очистки от коллоидных загрязнителей и, в конечном счете, повышает качество водоподготовки. При понижении температуры воды должна снижаться и концентрация рабочего раствора коагулянта.

Большой выбор коагулянтов для очистки сточных вод и воды в бассейнах от компании “Водный Центр”

Ассортимент активных элементов, применяемых при коагуляции, как правило, представлен гидроксилхлоридом алюминия, либо сульфат алюминия в виде полупрозрачных кристаллов. При этом, некоторые реагенты поставляются на рынок в виде гранул, небольших бесформенных пластинок, а также в виде кусков и фракций.

Такие материалы широко используются в наше время практически во всех отраслях тяжелой промышленности, где затраты воды существенно влияют на сам технологический процесс. Помимо жидкости промышленного назначения, качественному предварительному очищению по современным нормативам должна подвергаться и жидкость, используемая для хозяйственно-питьевых нужд.

Практика использования коагулянтов, алюминия и железа для пруда показывает, что эффективность современного оборудования (в зависимости от условий) по нейтрализации примесей в водоисточниках нередко достигает максимального уровня практически без применения дорогостоящих реагентов.

Можно качественно очистить, даже искусственные водоемы без осуществления спуска наполняющей их водянистой жидкости (при этом, будет удалена не только тина, но и вредные загрязнители, а садовый или парковый пруд опять будет наполнен кристально прозрачной жидкостью).

При выборе расходных материалов необходимо хорошо знать разновидности коагулянтов, их основные типы и цену, поэтому прежде, чем осуществлять самостоятельную закупку таких элементов, лучше спросить совета у квалифицированныго специалиста.

Одним из подходящих современных реактивов, широко применяемых при очищении водоемов, считается хим вещество al203 – коагулянт при обработке воды, выпускаемый специализированными отечественными и зарубежными предприятиями. Это средство изготавливается на основе природных компонентов, поэтому его использование для высококачественного очищения обрабатываемых жидкостей подразумевает возможность их последующего широкого применения, как в производственной деятельности, так и в быту.

Что можно использовать в качестве коагулянта при водоподготовке?

Решить, что можно использовать в качестве коагулянта при водоподготовке и очистке сточных вод, может лишь квалифицированный специалист, хорошо разбирающийся в особенностях, характеристиках и преимуществах каждого химического вещества в отдельности.

В этих целях сейчас нередко используется и органика, позволяющая вызвать распад вредных отложений, образовавшихся в очищаемой жидкости. Современные полимеры способствуют образованию высокого катионного заряда, благодаря чему хлопья появляются довольно быстро.

Они обладают низким уровнем вязкости и небольшой молекулярной массой, благодаря чему достигается отличное растворение такого полимера в любом типе обрабатываемой жидкости. Важно

Органические полимеры, по сравнению с элементами неорганического характера, обладают многочисленными преимуществами.

Они позволяют добиться наибольшего эффекта при меньшем количестве используемых расходных материалов, работают в практически любой щелочной среде, не добавляют в очищаемую жидкость растворяемые алюминий и железо, а также не вступают во взаимодействие с хлором.

Сейчас все виды и типы органических коагулянтов для очистки воды в бассейнах позволяют создать безопасную для здоровья человека среду, при этом, сам обрабатываемый раствор максимально быстро разделяется на твердую и жидкую фазу.

Изучая зависимость дозы коагулянта в ультрафильтрации и физико-химические свойства каждого применяемого органического полимера, нужно придерживаться всех рекомендаций, получаемых от консультантов завода-производителя.

Обязательно необходимо учитывать тип водоема либо особенности промышленного предприятия, нуждающегося в высококачественном очищении всей задействованной в технологическом процессе технической жидкости.

Минеральные коагулянты, применяемые для очистки природных вод, способны существенно увеличить срок эксплуатации фильтров, предназначенных для прямой фильтрации. Они позволяют быстро удалить одноклеточные водоросли из пруда или очищаемого водоема другого типа (при этом, объем образуемого осадка будет минимальным).

Сейчас в качестве коагулянтов могут быть использованы неорганические соединения различных типов, однако доза таких расходных материалов (по сравнению с полимерами органического характера) существенно повышается, а скорость очищения водных ресурсов будет немного ниже. Рассматривая современные примеры минеральных коагулянтов, можно сказать, что многие из них применяются в комплексе с органическими материалами – сначала производится очищение жидкости при помощи органики, и лишь затем добавляются элементы неорганического характера. Новые технологии, учитывающие стоимость алюминиевого коагулянта, предполагают использовать, либо комплексные методики, либо электрокоагуляцию, при которых значительно снижается объем применяемых очищающих материалов, и, как следствие – уменьшаются затраты на покупку всех необходимых веществ.

В наше время обработка воды коагулянтами и применение флокументов фильтра позволяют нормализовать состояние сточных вод различного характера, а также привести в норму водоемы различных типов.

Совет

В целях получения коагулянта для очистки воды сейчас используют различные вещества, определяемые в зависимости от типа загрязнения и самого водоема.

К примеру, при чистке бассейна зачастую применяют одни средства, при чистке прудов или озер – другие расходные материалы, а при высококачественном очищении отработанной жидкости на современных предприятиях тяжелой промышленности задействуются третьи методики.

Какой коагулянт нашел наиболее широкое применение для очистки воды?

Максимальная эффективность очистки воды коагулянтами, фильтр в которых также предусматривается схемой, достигается путем комплексного подхода к данной проблеме. В современных условиях все чаще используются полимеры, постепенно вытесняющие неорганические расходные материалы, применяемые ранее.

Современная органика, используемая в сфере очистки вод, – коагулянт нового поколения, позволяющий значительно минимизировать весь объем выпадающего осадка.

При этом обезвоживание, используемое для отделения обрабатываемой жидкости от различных примесей, происходит довольно быстро, благодаря чему расходы на максимальное удаление осадка существенно сокращаются.

Изучая, какие бывают коагулянты для очистки воды от металлов, можно воспользоваться справочными пособиями, но выбор расходного материала не стоит осуществлять, не посоветовавшись с профессионалом в сфере водоочистки.

Сейчас использование коагулянтов для очистки и обработки воды невозможно без специализированного оборудования и квалифицированных сотрудников, умеющих правильно рассчитать дозы применяемых расходных материалов, а также обеспечить полноценный контроль на всех этапах, характерных для технологии водоподготовки в современных условиях.

Желая узнать, какое оборудование из Европы применяется для очистки сточных вод, можно проконсультироваться с ведущими специалистами, работающими на предприятиях, где выпускаются такие расходные материалы.

При этом и оборудование выбирается не спонтанно, а с учетом производственных мощностей завода, на котором требуется качественно очищать отработанную жидкость. Довольно часто рекомендуется использовать физико-химические методы очистки сточных вод с применением коагулянтов, являющиеся оптимальными для конкретного технологического процесса.

Обратите внимание

Осуществляя подбор плунжерного насоса – дозатора по часовому расходу раствора коагулянта, рекомендуется сопоставить его характеристики с другим высокотехнологичным оборудованием. Последующее использование осадков промывных вод содержащих алюминий коагулянтов фильтровальных станций должно происходить в точном соответствии с технологией, разработанной производителями оборудования. Не важно, с каким вопросом вы к нам обратились – желаете узнать назначение коагулянтов в процессе очистки речной воды, или же хотите приобрести комплекс для водоочиски стоков промышленного предприятия – вы всегда получите исчерпывающий ответ и высокий уровень дальнешего обслуживания.