No Image

Что такое коагулянты для воды

СОДЕРЖАНИЕ
0 просмотров
11 марта 2020

Существуют разные способы очищать жидкости. Касается это очищения как питьевой или бытовой воды, так и промышленных сточных вод.

Железосодержащий коагулянт в мешках

Простейший способ очистки – это использование фильтров. Фильтры отсеивают все вредные вещества и делают воду чище. В отфильтрованном виде она пригодна для употребления и безопасна для человека.

Однако есть еще один метод очистки воды, который называют коагуляцией, а в работе с ним используют коагулянты.

1 Назначение коагуляции

Коагуляцией называют специальный метод очистки питьевой и сточной воды. Сами коагулянты – это вещества, которые имеют интересные особенности и способны на химическую реакцию.

Если посмотреть на их молекулярную форму, то можно понять, что все они имеют положительный заряд. В то время как большинство загрязнений в воде имеют отрицательный заряд.

Наличие двух отрицательных зарядов в атомах грязных частиц не дает им соединяться вместе. Именно поэтому грязная вода, в большинстве случаев, просто становится мутной.

Причем очистка ее с помощью стандартных фильтров ничего не даст, так как вы отфильтруете только максимально крупные загрязнения. А их в обычной питьевой воде не так уж и много.

Главные же проблемы, например, присутствие возбудителей болезней, микробов и избыток других микроорганизмов, решить таким способом не удастся.

В итоге получается, что питьевой эта вода после фильтрации не становится. Она просто немного очищается. Но достаточно ли простого очищения от крупных примесей? В большинстве случаев нет.

Проблема усугубляется, когда необходимо обеспечить очистку не питьевой воды, а сточных вод. Сточные воды, как вы все наверняка знаете, тоже проходят циклы фильтрации, так как это намного экономнее и эффективнее, чем сливать стоки и набирать воду по новой. Да и экология от таких действий страдает не в пример меньше.

Однако в сточных водах процент загрязнения намного больше. А значит, и очищать их нужно намного тщательнее.

Склад коагулянтов на промышленном предприятии

Именно для таких целей и пользуются коагуляцией. Коагулянты, за счет своего положительного заряда атомов и особенной структуры, провоцируют образование устойчивых связей между микробами и мелкими частицами в воде.

При попадании в жидкость достаточного количества коагулянта, она начинает сначала немного мутнеть, а затем на дне образовывается белый осадок.

Используют коагулянты преимущественно для очистки сточных вод. Хотя, существуют и бытовые вещества, которые с успехом применяют для дезинфекции питьевой воды.
к меню ↑

1.1 Какой принцип работы коагулянтов?

Как мы уже говорили выше, положительный заряд коагулянтов способствует их принципу работы.

При попадании в загрязненную жидкость это вещество начинает активно подтягивать к себе все вредоносные микроорганизмы и другие подобные вещества. Каждая молекула коагулянта способна притянуть к себе несколько молекул других веществ.

Именно поэтому важно точно дозировать его количество. Главное, чтобы вы не использовали слишком мало коагулянта, так как тогда реакция будет протекать вяло. Осадок выпадет медленно и не в тех количествах, в которых должен. А это уже приведет к тому, что жидкость не очистится от вредных примесей должным образом.

После притягивания, молекулы коагулянта вступают в реакцию и превращаются в особенное соединение.

После реакции они становятся похожи на белые хлопья. Эти хлопья выпадают в осадок на дно емкости с жидкостью. От человека затем требуется только убрать осадок посредством любого типа фильтрации.

В крайних случаях пользуются даже методом, который используется при самодельном обезжелезивании жидкости, когда из емкости просто сливают верхние слои, оставляя на дне железные отложения.

Промышленные очистительные установки работающие методом коагуляции

После этого воду еще можно умягчить или дополнительно отфильтровать, но главная работа будет сделана. Некоторые коагулянты способны на обезжелезивание питьевой воды. Другие могут понижать или повышать ее уровень pH. Все это надо учитывать.

Эти вещества работают при температуре жидкости от 10 до 40 градусов по Цельсию. В горячей воде реакция протекает не в пример хуже, но здесь все зависит от конкретного вещества.

Избыточное давление в емкости тоже нежелательно. Что же до состава и степени загрязненности жидкости, то по этим характеристиками коагулянты считаются лучшим решением, когда необходима полная и сравнительно быстрая очистка воды.

Аналогичное качество может обеспечить разве что установка обратного осмоса или система полной фильтрации. Но в промышленных предприятиях такими способами пользоваться нерентабельно. Особенно если речь идет об очистке сточных вод.

Существует также метод, который называют электрокоагуляцией. В работе таким способом необходим электрокоагулятор для очистки сточных вод. Это специальный прибор, который провоцирует очистку жидкости с помощью влияния на нее зарядов электричества.

Однако схема его работы имеет множество недостатков, да и само устройство нельзя назвать очень практичным и компактным. А потому широкое применение он получил только в отдельных направлениях промышленности.

Теперь рассмотрим основные плюсы и минусы использования коагулянтов для очистки воды.

  • Эффективность;
  • Возможность проделывать реакцию в любых условиях;
  • Сравнительная дешевизна;
  • Качество очистки;
  • Практичность;
  • Доступность.
  • Нужно соблюдать четкую дозировку;
  • После обработки жидкость необходимо отфильтровать;
  • Наладить процесс постоянной коагуляции своими руками очень сложно.

Эффект от использования коагулянтов для воды

2 Какие виды коагулянтов применяют для очистки воды?

Существует несколько разновидностей коагулянтов. Перечислять все эти вещества и их формулы мы сейчас не будем, так как на это может уйти огромное количество времени. Однако несколько самых популярных групп назвать все-таки стоит.

Органические вещества – это специально выведенные полимеры или другие подобные элементы, которые способствуют очистке жидкости методом коагуляции. Неорганические же, как можно понять из названия, относятся к синтетике и минеральным элементам.

Если же говорить о составах, что чаще всего применяются в быту и промышленности, то они друг от друга мало чем отличаются.

Читайте также:  Как починить вздутую батарейку телефона

В большинстве случаев пользуются коагулянтами на основе алюминия или железа. Железо применяется для грубой очистки сточных вод и отходов промышленных предприятий. Оно доступно, эффективно и выполняет свою работу качественно.

Самыми популярными из железных составов считаются:

Неочищенный сульфат алюминия для промышленного применения

Первый образец используется для очистки сточных вод из канализации, а вторым хорошо выводится запах сероводорода и крупные частицы загрязнений.

Из алюминиевых коагулянтов отметить стоит:

  • Сульфат алюминия;
  • Гидроксохлорид алюминия;
  • Гидроксохлоросульфат алюминия (ГСХА)

Первая разновидность встречается чаще всего и используется для очистки питьевой воды. Второй и трети коагулянт больше применим для работы со сточными водами, природными отложениями и т.д.
к меню ↑

2.1 Советы по выбору

Совершить выбор коагулянта надо очень осторожно, так как вещество это хоть и безопасное для человека, но довольно узкоспециализированное.

Как и в работе с любыми другими фильтровальными веществам и установками, мы рекомендуем вам обратиться к современной науке. А именно, отдать воду на анализ. После основательных анализов в лаборатории вы будете точно знать, какие проблемы есть в вашем случае и что конкретно нужно предпринимать.

Тогда и подобрать подходящий коагулянт будет намного проще.

Стоит понимать, что коагулянты – это вещи довольно специфические. В одних случаях они отторгают друг друга или определенные элементы в воде, в других же усиливают свое действие или комбинируют его по определенным принципам.

Так, использование простейшего коагулянта из железа и сульфата алюминия позволяет не только быстрее очистить воду, но и существенно умягчить или обезжелезить ее.

Очищенный и измельченный сульфат алюминия для бытового употребления

Однако здесь нужно не переусердствовать, так как слишком сильно разбавленная питьевая вода тоже не очень полезна, если не сказать вредна. Ведь с ней вы не будете получать всех тех необходимых минералов и полезных веществ, что существуют в необработанной жидкости.

Что же до конкретного применения коагулянтов, то тут советовать что-то излишне. В промышленности этим способом очистки пользуются практически везде. Но там процессы коагуляции можно без особых проблем наладить и поставить на поток.

В быту же придется покупать специальные установки, которые стоят не так дешево. Альтернативой им могут стать отдельные коагулянты бытового типа, что продаются в небольших емкостях.

Их достаточно просто добавить в воду, а затем отфильтровать выпавший осадок. Но, как вы сами понимаете, действовать так постоянно вам вряд ли будет удобно. Ведь этот способ очистки слишком трудоемок и отнимает много времени.

Если выбираете между неорганическими и органическими составами, то предпочтение лучше отдавать второму варианту.

Органика имеет несколько интересных преимуществ, которые никак нельзя игнорировать.

В первую очередь она намного эффективнее. Органические коагулянты действуют быстрее и для получения оптимального результата их нужно меньше. Также органика хорошо борется с хлором и избавляет воду от неприятных запахов. Например, от сероводорода, который часто сопутствует ожелезненной жидкости.

При этом она не изменяют показатель pH в воде и способна взаимодействовать с водорослями.

После применения органические коагулянты существенно уменьшаются в своих размерах. Это приводит к выпадению меньшего количества осадка, который намного проще отфильтровать. Но, при этом, эффективность очистки воды не падает. То есть качественное уменьшение количества осадка никак не сказывается на качестве очистки самой жидкости.

Неорганические коагулянты лучше взаимодействуют с водой. Они умягчают ее, избавляют от избыточного количества солей, железа и грубых примесей. Но здесь нужно учесть один серьезный нюанс. Неорганические составы нуждаются в чрезвычайно точном измерении.

Только так их можно использовать в полной мере. Если с точной дозировкой вы не угадаете (а в бытовых условиях это сделать очень сложно), то эффективность очистки существенно уменьшится.

Именно поэтому неорганические вещества так часто применяются в промышленности, но практически не встречаются в быту.

Впрочем, современные производители уже решили эту проблему, путем продажи минеральных коагулянтов в упаковках с дозаторами и подробной инструкцией.
к меню ↑

Природные воды являются полидисперсными системами. В них могут содержаться различные примеси, размеры которых соответствуют размерам как коллоидных, так и грубодисперсных частиц.

Очистка воды от грубодисперсных примесей осуществляется в основном при отстаивании. Коллоидные примеси, как известно, при отстаивании воды без специальной обработки не удаляются.

В зависимости от характера содержащихся в воде загрязнений различают мутные и цветные воды. В мутных водах преобладают коллоидные частицы алюмосиликатов и органоминеральных комплексов почвы, например, гумусовых веществ. Следует отметить, что при этом коллоидные частицы примесей природных вод, как правило, имеют отрицательный заряд.

Метод обработки воды, направленный на удаление частиц загрязнений, находящихся в коллоидном состоянии, с помощью химических реагентов путем укрупнения частиц за счет их взаимодействия называется коагуляцией.

Вещества, которые используются для осуществления этого процесса, называются коагулянтами. При этом коагулянты способны вызвать не только коагуляцию частиц загрязнений, но и образуют малорастворимые продукты, способные объединяться в крупные хлопья.

Коагулирование воды применяется как для осветления мутных, так и обесцвечивания цветных вод. Наряду с коллоидными примесями при коагулировании из воды удаляются и более крупные частицы, а также планктон, бактерии и отчасти вирусы. Для очистки воды достаточно часто применяются соли алюминия и железа, в том числе следующие коагулянты: сульфат алюминия A12(S04)318H20, сульфат железа (II) FeS04-7H20 (железный купорос), хлорид железа (III) FeCl3-6H20, гидроксохлорид алюминия А12(ОН)5С1, метаалюминат натрия NaA102 и др.

Основным фактором, характеризующим скорость коагулирования примесей воды, является стадия хлопьеобразования. Образующиеся хлопья оседают под действием силы тяжести и при этом увлекают за собой взвешенные частицы. Известно, что чем быстрее растут хлопья и больше их масса и размер, тем интенсивнее идет процесс седиментации и выше степень осветления воды.

Читайте также:  Достали муравьи в квартире

Отдельно следует отметить, что при обесцвечивании воды, когда из нее удаляются гумусовые соединения, имеющие свойства гидрофильных коллоидов, основная роль отводится специфической адсорбции многозарядных катионов алюминия поверхностью сложных высокомолекулярных гумусовых кислот. В результате этого образуются труднорастворимые соединения алюминия. В этом случае коагуляция гумусовых соединений алюминиевым коагулянтом является необратимой. При этом оптимальные значения pH обрабатываемой воды при обесцвечивании составляют 4,5—5,5. Для интенсификации процесса коагуляции необходимо перемешивание воды после добавления коагулянта. На процесс коагуляции в некоторой степени влияет также значение температуры очищаемой воды. Хорошо известно, что при понижении температуры уменьшается число эффективных столкновений коллоидных частиц, что приводит к повышению устойчивости водной системы.

Количество введенного в очищаемую воду коагулянта (мг/л, мг-экв/л, г/м 3 или г-экв/м 3 ) называется дозой коагулянта. Минимальную концентрацию коагулянта, соответствующую наилучшему осветлению или обесцвечиванию воды, называют оптимальной дозой. Она определяется опытным путем и зависит от многих факторов, в том числе от солевого состава, жесткости, щелочности воды и др. Следует отметить, что оптимальной дозой коагулянта считается то его минимальное количество, которое при пробном коагулировании дает крупные хлопья и максимальную прозрачность воды, как правило, через 30 мин. Эффективность действия реагентов проверяется в одинаковых условиях, а на основании полученных данных делается вывод о целесообразности дальнейшего использония выбранного коагулянта или флокулянта.

Следует отметить, что коагуляция коллоидных частиц гидроксидов металлов происходит под влиянием анионов, находящихся в воде. В этой связи мягкие воды обладают плохой коагулируе- мостью. Коагуляция таких примесей в мягких водах, например, под действием сульфата алюминия, происходит лучше при pH 5,7—6,6, в водах средней жесткости — при pH 6,6—7,2, в жестких — при pH 7,2—7,6. Процесс коагулирования воды не отличается постоянством параметров работы очистных сооружений из-за непрерывного изменения таких показателей качества воды, как температура, химический состав, концентрация примесей, степень их дисперсности.

Для интенсификации очистки воды методом коагулирования применяются дополнительные реагенты-флокулянты, позволяющие ускорять процессы хлопьеобразования и осаждения. Использование флокулянтов способствует образованию прочных, быстро оседающих хлопьев, что позволяет ускорить процесс обработки воды.

В настоящее время для очистки воды используются следующие классы флокулянтов:

  • 1) неорганические (активированная кремниевая кислота);
  • 2) органические высокомолекулярные соединения (ВМС), полученные переработкой природных продуктов (альгинат натрия, крахмал, карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ));
  • 3) синтетические высокомолекулярные соединения (полиакриламид, полиэтиленимин, Праестол и др.).

По заряду концевых групп макромолекул флокулянты подразделяют на катионные (положительный заряд), анионные (отрицательный заряд) и неионогенные (нулевой заряд). Примеры взаимодействия флокулянтов катионного и анионного типов представлены на рис. 3.2. В результате такого взаимодействия коллоидные частицы загрязнений собираются в агрегаты. В зависимости от природы дестабилизированных частиц, содержащихся в воде, выбирается тип флокулянта. Макромолекулы флокулянтов объединяют дестабилизированные частицы с помощью полимерной цепи чаще всего с заряженными концевыми группами (см. рис. 3.2). В результате на этом этапе происходит значительное увеличение размера агрегатов

Рис. 3.2. Примерная схема взаимодействия флокулянтов с частицами

а — катионный флокулянт; б — анионный флокулянт

частиц, которое выражается в образовании, как правило, крупных хлопьев.

Оптимальная доза флокулянта определяется аналогично, как и в случае с коагулянтом. Главные показатели — это минимальная доза флокулянта с достижением в данном случае максимального эффекта очистки воды.

Наиболее часто применяемые в отечественной практике флоку- лянты типа Праестол (совместное производство России и ФРГ, г. Пермь). Кроме того, применяются флокулянты, поставляемые дру-

Рис. 3.3. Фото частиц загрязнений:

о — в воде без обработки реагентами; б — в виде крупных агрегатов после добавления в воду сернокислого алюминия и флокулянта Праестол 655

гими различными иностранными и отечественными фирмами-раз- работчиками.

Эффективность совместного действия алюмосодержащего коагулянта (сернокислый алюминий) и флокулянта Праестол 655 показана на рис. 3.3, а и б).

Сравнение размеров исходных частиц загрязнений (см. рис. 3.3, а) и загрязнений в виде крупных агрегатов (см. рис. 3.3, б) показывает их существенное различие. Образующиеся при этом крупные агрегаты легко отделяются от воды, например путем отстаивания.

Для тех, кто хочет просто получить чистую воду, без погружения в суть процесса, скажем одно: приобретите качественный коагулянт известной марки и четко придерживайтесь инструкции. Это всё. Для тех же, кому интересно знать, как проходит коагуляция, в чем её химические и физические особенности — эта статья. Простым языком и в доступной форме мы расскажем, как действуют различные коагулянты. И заодно порекомендуем вам наиболее эффективные и действенные средства, получившие больше всего положительных отзывов потребителей.

Коагулянты для очистки воды: сфера применения и особенности

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. 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.

Читайте также:  Библиотека омгупс электронный каталог

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

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.

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 началось 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.

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. 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

  • 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.

Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
Adblock detector