Загрязнение природных вод – основных источников водоснабжения населения приобрело за последние годы, угрожающие размеры. Это особенно относится к сточным водам с фармацевтических и химических производств, попадания их в ливневые, подземные и поверхностные воды. При существующих технологиях водоподготовки с применением хлора или его производных возникает большая опасность образования в очищаемой воде хлорорганических канцерогенных соединений, что было доказано многочисленными исследованиями. Применяемые же в настоящее время в технологии водоподготовки коагулянты на основе соединений алюминия и железа не способны глубоко очищать воду от органических соединений, особенно в весенне-зимний период при низких температурах очищаемой воды. Поэтому предварительная глубокая очистка природных и сточных вод от органических соединений и микроорганизмов приобретает все более актуальное значение. В этой статье мастер сантехник расскажет о применении коагулянтов и флокулянтов для очистки воды.
Что собой представляют флокулянты и коагулянты
В последнее время для улучшения технологических процессов и повышения качества обрабатываемой воды на первой стадии очистки исходной воды и стоков используется ввод дополнительных реагентов: коагулянтов и флокулянтов.
Коагулянты – вещества, способствующие объединению мелких частиц дисперсных систем в более крупные под влиянием сил сцепления. Применение коагулянтов производится с целью снижения окисляемости обрабатываемой воды, содержания взвешенных веществ, уменьшения общей щелочности и улучшения основных технологических процессов обработки воды, происходящих в осветлителях и очистных сооружениях.
Флокулянты – это вещества, ускоряющие слипание агрегативно неустойчивых частиц в обрабатываемой воде, тем самым интенсифицирующих процесс образования хлопьев и увеличивающих их размеры.
Ввод флокулянта в обрабатываемую воду позволяет улучшить осветление воды и фактическую производительность осветлителей, качество обрабатываемой воды по ряду контролируемых показателей. Так, например, снижается общая щелочность (на 55 – 70 %), значительно снижается содержание общего железа (до 30 – 55 %), а взвешенных веществ в 3-5 раз.
Чаще всего они 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
Если бы в неочищенной воде все взвешенные твердые частицы были достаточно велики, чтобы их можно было легко удалить с помощью известных методов очистки, то обработка химическими коагулянтами не требовалась бы. Однако большая часть взвешенного вещества состоит из очень мелких, чрезвычайно дисперсных твердых частиц, в значительной степени коллоидных. Ввиду малого размера они не поддаются осаждению, флотации или фильтрации, и их приходится предварительно подвергать коагуляции.
И флоакулянты, и коагулянты – это реагенты, которые используются на первых стадиях очистки воды от загрязняющих частиц. Коагулянты объединяют мелкие частички дисперсных систем в крупные под воздействием сил сцепления. Применение коагулянтов способствует понижению степени окисляемости обрабатываемых водных масс, уменьшению содержания в них взвешенных частичек, улучшению основных технологических процессов обработки, которые происходят в очистных сооружениях и осветлителях. Флоакулянты обеспечивают слипание неустойчивых агрессивных частичек и тем самым интенсифицируют процесс образования хлопьев. Данные вещества осветляют водные массы и улучшают и качество по ряду контролируемых показателей. Например, снижается щелочность, содержание общего железа, а концентрация взвешенных частиц падает в 3-5 раз.
Предварительный лабораторный анализ состава стоков обязателен. Он дает представление о качестве воды, основных загрязнителях и позволяет составлять максимально эффективный план очистки.
Все типы реагентов для очистки питьевой воды
Наиболее распространенные и эффективные коагулянты – соли алюминия и железа. Химические соединения, образовываемые металлами, могут быть органическими либо неорганическими. Каждый тип коагулянта рассчитан на взаимодействие с определенными веществами. Для очистки стоков промышленных предприятий используют специальные вещества (не те же самые, что в быту). Основные варианты:
- Соли магния (сульфат или хлорид магния);
- Алюмосиликатный раствор;
- Неорганический коагулянт, полученный из красно шлама;
- Активированный кальций-алюминат;
- Минеральный полиреагентный гель-сорбент.
Рассмотрим самые популярные виды алюмосодержащих коагулянтов. Первый – сульфат алюминия Al2(SO4)3∙18H2O. В большинстве случаев он используется в виде растворов. Известно два типа вещества – очищенный (имеет вид белых кусков) и неочищенный (серо-зеленые гранулы).
Гидроксохлорид алюминия имеет химическую формулу Aln(OH)(3n-m)Clm, выпускаться может в виде прозрачных растворов либо желтоватых гранул. Преимущества – хорошие коагулирующие характеристики, высокая растворимость в воде, стабильность рН жидкости, минимальное содержание алюминия, эффективное удаление хлора. Гидроксохлорид алюминия – коагулянт нового поколения. Он используется для очистки промышленных стоков (химическая, металлургическая отрасль) и питьевой воды.
Гидроксохлоросульфат алюминия (или ГСХА) – смешанный коагулянт. Максимальную эффективность он показывает в очистке мутных и паводковых вод. Может выпускаться в виде раствора или твердой массы. Широко используется в промышленности. Аналог – сульфат алюминия.
Оксихлорид алюминия – формула Al(OH)mCl3n-m. Применяется для очистки природных вод, главным образом в холодное время года. Коагулянт вступает в быстрые четкие реакции с вредными веществами, может использоваться для очистки промышленных стоков.
Железосодержащие коагулянты используются реже, чем алюмосодержащие. Самые популярные:
- Хлорное железо – имеет формулу FeCl3*6H2O. Применяется для очистки природных вод, ила с промышленности, хорошо убирает аромат сероводорода.
- Сульфат железа – для очистки вод используют соединения FeSO4 и Fe_2(SO_4)_3. Хорошо убирает посторонние запахи.
К органическим и неорганическим коагулянтам относят известковые растворы, вещества с примесями алюминия и железа. По своему химическому составу они все относятся к солям кислот. Неорганические имеют длительный срок хранения и не представляют сложностей в использовании. Органические бывают природными и искусственными, экономичны в расходе, имеют стабильный кислотно-щелочной состав, эффективно удаляют хлор, после завершения процесса очистки из воды выводятся практически полностью. Также данные вещества удобные в приготовлении, нормально взаимодействуют с водорослями, осадок дают минимальный и существенно повышают срок службы стационарных фильтрационных установок.
Популярные коагулянты для очистки природной воды
В продаже представлены разные коагулянты для использования в бытовых условиях. Реагенты для питьевой воды FLOQUAТ™ и FLOP AM™. Рассмотрим их.
Органические коагулянты cерия FLOQUAT ™
Органические полимерные коагулянты cерия FLOQUAT ™ имеют высокие катионный заряд, поэтому эффективно дестабилизируют отрицательно заряженные коллоидные частички. По сравнению с неорганическими коагулянтами полимерные работают в широком диапазоне рН и щелочности, экономичны в расходе, не изменяют рН очищенной воды, хлорирования не боятся и не добавляют в очищенную воду растворенных металлов. Очищенная вода имеет незначительный осадок.
Органические флокулянты cерия flopam ™ pwg
Органические флокулянты cерии FLOPAM ™ PWG применяются в комплексе с коагулянтами, способствуют увеличению размеров хлопьев и упрощают их дальнейшее удаление. В продаже представлены катионные, анионные, неионные флокулянты с разными молекулярными массами и показателями плотности заряда в виде порошков, гранул, водных растворов, эмульсий. Полимерные флокулянты имеют высокую молекулярную массу, образуют мостики между микрохлопьями, создавая крупные макрохлопья. Они позволяют минимизировать время отстаивания и максимизировать качество воды, исключают перенос частиц, повышают производительность фильтра без капитальных затрат.
Умягчитель воды cерия flosperse ™
Умягчитель воды cерии FLOSPERSE ™ используется для умягчения воды, применяемой в хозяйственно-бытовых, питьевых целях, на пищевых производствах. В ходе дегидрирования в больших количествах выделяются аммиак и углекислый газ (из-за разложения органических материалов). Растворимые в воде газы соединяются с образованием аммонийгидрокарбоната (формула NH4HCO3) – вещества, которое является сильным буфером с pH ниже 7. Для предотвращения осаждения в осадок солей нужно добавлять FLOSPERSE ™ (он комплексобразует ионы металла, после чего они становятся недоступными для осаждения из раствора).
Видео
В сюжете - Как работают флокулянты
Общепринятой практикой при разработке технологии применения коагулянта и флокулянта является выполнение на первом этапе лабораторной оценки. Это обычно дает определенное представление о наиболее подходящем виде обработки и некоторую информацию о возможном улучшении ведения процесса очистки. Для исчерпывающей оценки преимуществ использования коагулянта и флокулянта в системах осветления воды требуется выполнение промышленных и полупромышленных испытаний. Испытания проводятся с целью определения параметров обработки, уточнения дозы вводимого реагента и точек ввода.
В продолжение темы посмотрите также наш обзор Как очистить воду от марганца — особенности и методы