Применение коагулянтов для очистки воды и флокулянты. Разновидности и применение коагулянтов для очистки воды Для обеззараживания воды используют коагулянты

Применение коагулянтов для очистки воды и флокулянты. Разновидности и применение коагулянтов для очистки воды Для обеззараживания воды используют коагулянты
22.04.2021

Самый массовый сегмент на рынке коагулянтов занимают соли алюминия – сульфат и оксихлорид. На территории Российской Федерации значительно более распространен сульфат алюминия – в 20 веке он был единственным используемым веществом для очистки воды. С тех пор ситуация на рынке коагулянтов менялась медленно – сейчас доля «инновационного» оксихлорида алюминия не превышает 20%. В странах Западной Европы этот показатель превышает 90%.

Оксихлорид алюминия имеет существенные преимущества:

  • большая скорость коагуляции, особенно при низких температурах (что, согласитесь, очень важно для нашего климата);
  • меньшая дозировка коагулянта;
  • низкое содержание остаточного алюминия в воде после очистки.

К этому можно добавить неограниченный срок хранения и возможность «подстройки» коагулянта под любой тип воды – за счет варьирования основности.

Факторы распространения сульфата алюминия

Несмотря на преимущества оксихлорида алюминия, сульфат алюминия по-прежнему остается самым распространенным веществом для очистки воды на территории России. Среди факторов его распространения можно выделить следующие:

1. Стабильные показатели в работе . Водоканалы, особенно небольших городов, имеют длительный и успешный опыт использования сульфата алюминия, не испытывая потребности в изменении многолетнего опыта работы.

2. Оксихлорид алюминия дороже . Преимущества его использования будут видны спустя несколько лет - это и снижение дозировки, улучшение качества воды, значительное сокращение износа оборудования, и отсутствие необходимости использования флокулянтов (добавок, которые увеличивают эффективность коагуляции).

3. Присутствие контрафактной продукции . Некачественная продукция, распространяемая недобросовестными поставщиками, может привести к снижению интереса к использованию оксихлорида алюминия в целом. Сырьем для производства оксихлорида алюминия может являться гидроксид алюминия, а также первичный и вторичный алюминий. Если качество первичного алюминия вопрос вызвать не может, то вторичный алюминий может содержать в себе дополнительные примеси, включая примеси ионов тяжелых металлов, а также любой из элементов таблицы Менделеева.

Данное направление нашей работы посвящено не только популяризации использования оксихлорида алюминия для очистки воды, но и разработке нормативной документации для борьбы с некачественной продукцией.

Алюминиевая Ассоциация заинтересована в том, чтобы конечные потребители воды могли использовать и пить чистую качественную воду и намерена приложить все усилия, чтобы способствовать выполнению данной задачи.

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:

Al n (OH) m Cl 3n-m

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 и гидроскид-ионов в растворе оказывает влияние на строение веществ - продуктов гидролиза.

В среде с рН поликатионы алюминия:

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.

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.

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.

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.

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:

/ 3 100%

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.

Применение смешанных коагулянтов комплексной природы для обесцвечивания цветных вод дает расширенные возможности. К смешанным коагулянтам относятся:

  • n ‒ полиоксисульфат алюминия;
  • n ‒ полиоксихлорсульфат алюминия;
  • 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.

Argel

Большое количество людей постоянно задумывается о качестве питьевой воды. Не всегда есть возможность применять стационарные многоуровневые фильтры, например, находясь на даче или природе. К тому же эти аппараты достаточно дороги и занимают много места.

Одним из современных методов очистки воды считается применение специальных веществ – коагулянтов.

Коагулянт для очистки питьевой воды представляет из себя специальное вещество, которое добавляют в загрязненную жидкость.

Коагулянты чаще всего используются для:

  • очистки воды в специализированных процессах водоподготовки для дальнейшей подачи ее в жилые дома;
  • очистки бассейнов, аквапарков и других искусственных водных объектов;
  • предприятий;
  • как связующий материал в некоторых промышленных процессах.

С помощью коагулянтов можно избавиться от мутности воды, ее неприятного запаха и вкуса или сильно насыщенного постороннего цвета.

Многие люди считают, что очищать воду таким способом небезопасно для человеческого организма. Специалисты доказывают обратное. Основное количество вводимого в жидкость вещества выводится из нее вместе с загрязнениями.

После процесса очистки в воде может остаться маленькая толика коагулянта, которая абсолютно никак не влияет на здоровье человека.

Как действует

В воде содержится огромное количество маленьких частичек вредных примесей, которые невозможно извлечь из жидкости обычными фильтрами, так как они постоянно взаимодействуют с молекулами воды.

Такие частицы наносят большой вред здоровью человека. Именно они являются самыми опасными веществами в воде рек, озер и прудов. Коагулянт действует на мельчайшие частицы вредного вещества, содержащегося в воде.

Исходя из химического состава жидкости ясно, что такие частички имеют одинаковый отрицательный заряд и не могут самостоятельно объединяться.

Коагулянты, положительно заряженные частицы, связывают отрицательные между собой, образуя более плотные скопления.

Более тяжелые вещества опадают на дно посуды в виде осадка. Более легкие скапливаются в емкости большими хлопьями. Вследствие этого вся грязь и вредные примеси можно легко отфильтровать при помощи ткани, марли, пергамента или любого другого подручного материала.


Фото: более тяжелые вещества опадают на дно посуды в виде осадка

При использовании коагулянтов для следует помнить о том, что температура очищаемой жидкости не должна превышать 45ºС. При более высокой температуре большинство коагулянтов не работают.

Как определить дозу коагулянта

Прежде чем пользоваться коагулянтами, необходимо провести химическое исследование жидкости, предполагаемой для очистки. Специалисты помогут подобрать необходимое вещество, и определить какое количество необходимо для получения чистой питьевой воды.

Если человек самостоятельно хочет подобрать необходимую дозу коагулянта, например, для очищения воды из колодца, но ему необходимо произвести следующие действия:

  • набрать воды в 3 одинаковых по объему ведра;

Фото: набрать воды в 3 одинаковых по объему ведра
  • развести выбранный препарат до 1%-го раствора. Для этого 1 грамм вещества разводят в 100 мл воды;
Фото: развести выбранный препарат
  • в первое ведро влить 100 мл полученной смеси, во второе – 200 мл, в третье, соответственно, 300 мл. Перемещать жидкости в ведрах при помощи деревянной палки и наблюдать за происходящими в ведрах изменениями;

Фото: перемещать жидкость
  • оптимальной считается та доза, при которой процесс взаимодействия коагулянта и вредных веществ протекает быстрее и полученный при этом осадок быстрее оседает.

Если дозы в 300 мл не достаточно и визуально человек не видит никаких изменений в воде, то следует поменять воду в ведрах и повторить процедуру с более высоким содержание коагулянта в растворе, то есть влить соответственно, 400 мл, 500 мл и 600 мл.

Можно попробовать для опыта использовать не 1%-ный раствор вещества, а 5%-ный. В последнем случае необходимую дозу коагулянта рассчитать правильно будет гораздо сложнее.

Важно! Еще раз напомню, что такие опыты проводить самостоятельно не рекомендуется, а лучше всего обратиться к квалифицированным специалистам. Если в Ваших расчетах появится ошибка, то она может привести к непоправимым последствиям для организма.

Разновидности

Самыми эффективными и наиболее распространенными коагулянтами считаются соли таких металлов, как железо и алюминий.

Химические соединения, образованные этими металлами могут быть органическими, например, сульфат железа и неорганическими, например, сульфат алюминия.

Каждый вид коагулянта способен справляться с определенными видами вредных веществ. Поэтому перед выбором и последующим применением препаратов необходимо провести тщательный анализ воды в лабораторных условиях.

Только после этого процесса можно получить качественную и безвредную питьевую воду.

Для очистки сточных вод на предприятиях используют и другие вещества, в зависимости от вида загрязнения:

  • если в отработанной воде присутствует большое количество различных масел, то для очистки рекомендуется использовать соли магния (сульфат магния, хлорид магния);
  • в химической промышленности используют алюмосиликатный раствор;
  • сточные воды, насыщенные щелочью очищают неорганическим коагулянтом, полученным из красно шлама;
  • для повышения экологической безопасности сточных вод используется активированный кальций-алюминат;
  • на теплоэлектростанциях в последнее время применяют новейший коагулянт — минеральный полиреагентный гель-сорбент.

Рассмотрим более подробно наиболее эффективные и распространенные коагулянты.

Среди коагулянтов содержащих алюминий можно выделить:


Фото: сульфат алюминия

Химическая формула соединения — Al2(SO4)3∙18H2O. В большинстве случаев применяется в виде растворов.

Это вещество бывает 2-х видов:

  • очищенный. Это вещество представляет собой белые куски, величина которых может достигать 10 кг. Используется для очистки питьевой воды и в некоторых отраслях промышленности (текстильная, бумажная). Основные преимущества коагулянта заключается в его длительном сроке и удобстве хранения, маленькой стоимости, удобстве в транспортировке. При использовании данного коагулянта нет необходимости в применении специального оборудования для получения раствора;
  • неочищенный. Гранулы имеют серовато – зеленый оттенок. Обладает теми же свойствами и преимуществами, как и очищенное соединение.

Фото: гидроксохлорид алюминия

Химическая формула — Aln(OH)(3n-m)Clm. Впускается в виде прозрачных растворов или гранул желтого цвета.

Основные преимущества:

  • обладает высокой растворимостью в воде;
  • имеет наилучшие коагулирующие способности;
  • не влияет на изменение уровня рН в жидкости;
  • содержит максимально возможное низкое количество алюминия;
  • дезинфицирует воду от хлора.

Гидроксохлорид алюминия считается новейшим коагулянтом. Это вещество применяется для очистки питьевой воды и для очищения сточных вод в химической и металлургической отраслях.

Гидроксохлоросульфат алюминия (ГСХА)

Коагулянт смешанного типа. Наиболее эффективен для очистки паводковых и мутных вод, так как хорошо взаимодействует с водой низкой температуры. Выпускается в твердом виде и в виде раствора.

Широко применяется предприятиями по очистке водопроводной воды ранней весной, а так же для очистки сточных вод текстильными, кожевенными и бумажными комбинатами. В последнее время это вещество заменяет сульфат алюминия.

Оксихлорид алюминия (ОХА)


Фото: оксихлорид алюминия

Химическая формула — Al(OH)mCl3n-m. Используется для очистки природных вод преимущественно в холодное время года. Коагулянт обладает высокой способностью быстро и четко реагировать с вредными веществами в воде.

Широко применяется для очистки сточных бытовых вод, в химической и нефтеперерабатывающей промышленности, на металлургических заводах.


Фото: хлорное железо

Химическая формула соединения — FeCl3*6H2O. Применяется для очищения природных вод, очистки ила и в разнообразных отраслях промышленности (металлургия, пищевая, косметическая, химическая). Хорошо выводит отвратительный запах сероводорода.


Фото: сульфат железа

Для очистки воды используют:

  • сульфат железа (II) – FeSO4, иначе именуемый как железный купорос;
  • сульфат железа (III) — Fe_2(SO_4)_3.

Применяются сульфаты железа для очищения питьевой воды, воды, полученной в виде осадков, канализационных вод. Хорошо устраняют из жидкости посторонние запахи.

Кроме водоочистных сооружений сульфаты железа используются для очищения сточных вод в химической, косметической, пищевой промышленности, на металлургических и кожевенных комбинатах.

Неорганические и органические коагулянты

Неорганические или минеральные коагулянты (например, хлорное железо, сульфат алюминия) можно условно разделить на 3 вида:

  • раствор извести;
  • железосодержащие;
  • алюмосодержащие.

По химическому составу практически все они являются солями кислот. Этот фактор влияет на уровень рН в воде, снижая показатель.

Поэтому после обработки воды подобными средствами необходимо дополнительно позаботиться о повышении ее щелочности. В противном случае обеззараженная вода может негативно сказаться на здоровье человеческого организма.

Неорганические коагулянты влияют на показатель электропроводности воды. Они способствуют уменьшению жесткости жидкости и значительному выведению из нее отложений различных металлов.

Неорганические вещества просты в применении, могут храниться длительный период времени. Они имеют невысокую стоимость и поэтому широко применяются как в водоочистных сооружениях, так и в других отраслях промышленности.

Органические коагулянты (например, полиоксисульфат железам, хлорид полиалюминия) можно разделить на:

  • природные, добываемые из веществ природного происхождения;
  • искусственные, которые получают из синтетических молекул.

В отличие от неорганических реагентов органические имеют ряд значительных преимуществ:

  • для получения оптимального результата питьевой воды требуется значительно меньшее количество вещества;
  • не изменяют показателя рН;
  • активно борются с хлором;
  • после очищения практически полностью выводятся из жидкости, не оставляя молекул металлов;
  • уменьшают время полного процесса коагуляции;
  • удобны в приготовлении;
  • взаимодействуют с водорослями;
  • образуют минимальный осадок, чем сокращают время и затраты на его удаление;
  • ощутимо увеличивают срок службы бытовых стационарных фильтров.

В большинстве своем коагулянты используются для очистки воды в промышленных условиях. Применять их самостоятельно не рекомендуется, так как необходимо максимально точно определить какое количество и какой именно коагулянт эффективнее применять в тех или иных условиях.

Видео: приготовление воды с помощью коагулянта Гиацинт

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.

Популярные коагулянты для очистки природной воды

В продаже представлены разные коагулянты для использования в бытовых условиях. . 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).


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.