Для чего используются коагулянты на предприятиях. Флокулянты и коагулянты. Очищение воды после реакции

Способов очищения сточных вод существует немало. При обустройстве автономных канализационных сетей помимо установки привычных фильтров, способных отсеивать вредные вещества и делать при этом воду чище, все чаще применяют осадительный метод очистки – коагуляцию.

Мы расскажем, по какому принципу работает коагулянт для очистки воды. В предложенной к ознакомлению статье подробно описаны все применяемые на практике разновидности. Вы узнаете, что надо учитывать при выборе средства и как правильно его использовать.

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

Сообщение:

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

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

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

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

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

Химические реакции взаимодействия коагулянтов с водой выглядят следующим образом:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Коагулянты – что это?

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

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

Причины, из-за которых стоит прибегнуть к коагулянтам:

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

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

Как действует коагулянт?

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

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

Как правильно выбрать активное вещество?

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

Гидрохлорид

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

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

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

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

Сульфат алюминия

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

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

Диоксид Титана

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

Инструкция по применению коагулянтов

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

pH-контроль

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

Показатель водоизмещения

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

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

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

Подготовка раствора

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

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

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

Очищение воды после реакции

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

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

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

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

Коагулянты используются в основном для:

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

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

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

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

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

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

Соответственно с задачами эти семейства имеют довольно разные характеристики:

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

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

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

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.

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.

АВТОМИР