Очистка воды коагуляцией
Коагуляция воды
Что интересного вы узнаете из содержания этой интересной статьи:
1. Для чего нужна коагуляция воды
3. Принцип работы коагуляции и сферы применения
1. Для чего нужна коагуляция воды
Многие уже не раз слышали о том, что вся вода грязная и без определенной обработки её нельзя использовать. В ней может содержаться как незначительное количество одного вида примесей, так и целый набор различных загрязнений. Речь идет о неорганических соединениях, вирусах, органике, взвесях и других вредных компонентах. Любое повышенное содержание хотя бы одного элемента наносит вред организму и оборудованию. При сливе такой воды в окружающую среду, создается угроза природным ресурсам. Практически все загрязнения можно удалить с помощью фильтров или при добавлении реагентов. Но не все реагенты безопасны и ими нежелательно очищать питьевую воду. И не все фильтры компактны, чтобы устанавливать их в бытовых условиях. Но есть и такие вещества, которые не сможет самостоятельно почистить ни один элемент. Речь идет о взвесях. Они представляют собой мельчайшие частицы с одинаковым зарядом. При этом не могут соединиться вместе или выпасть в осадок. Причин этому несколько. Во-первых, одинаковый, чаще отрицательный, заряд не позволяет элементам слепиться и отталкивает их друг от друга. Во-вторых, молекулы воды, которые превосходят по массе и объему, толкают мелкие элементы и они не в состоянии опуститься осадком. Появляются взвеси в воде различными способами. Говоря о наземных источниках, загрязняются после дождя или других осадков, при таянии снега. Вместе с водой попадают частицы ила, глины и других элементов. В грунтовые воды взвеси проникают, когда поток проходит через пласты земли. А вот водопроводная вода насыщается коллоидными элементами через трубопровод. В котором зачастую содержится много вредных элементов. Поэтому если вода стала или была мутной, необходимо отправить её на анализ. Результаты покажут наличие загрязнений и концентрацию. Есть несколько способов убрать мутность воды. Одни более безопасные, другие требуют определенных навыков. Самым универсальным является метод коагуляции. Способ известен довольно давно и с каждым годом приобретает все большую популярность.
Говоря о методе коагуляции сразу возникает вопрос: а что это, собственно, за способ такой? Говоря проще, это метод соединения частиц взвесей между собой, чтобы они выпадали в осадок. После чего их уже можно убрать обычным фильтром. Коагуляцию используют для очистки питьевой воды, технической, сточных вод. В общем, любой воды, которая наполнена взвесями. Взвешенные частицы бывают коллоидного типа, то есть жесткие. И жидкие, это, например, смола, нефтепродукты. Как известно, для каждого типа воды существует свой регламент. Но ни в одном из них нет допуска на наличие взвешенных частиц. Особенно много их содержится в сточной воде промышленных предприятий.
Коагуляция может использоваться как отдельно так и в составе системы водоочистки. Как правило, удаление взвешенных частиц проходит на первых этапах водоподготовки. Современные методы позволяют сократить время коагуляции изменив некоторые технические характеристики. А современное оборудование полностью автоматизируют процесс. Что очень актуально для крупных производств. Коагуляция, кроме взвесей, помогает устранить некоторую часть солей жесткости, то есть умягчает воду. Уничтожает вредных бактерий. Но все же главный акцент идет на соединение взвесей в более объемные элементы. Тем самым, процесс коагуляции является незаменимым в цепочке водоочистки при содержании в воде взвешенных частиц.
Рис. 1 Коагуляция воды
Так как коагуляция используется для очистки разных типов воды, то и коагулянты будут для этого разные. Выделяют два основных типа: органические и неорганические. Они мало чем отличаются друг от друга и выполняют одинаковые функции. Органические – это специально выведенные элементы или полимеры. А неорганические – это минералы синтетические вещества.
Чаще всего воду очищают коагулянтами на основе железа и алюминия. Это различные сульфаты. Они эффективно выполняют свою работу и являются наиболее доступными из всех вариантов. Органические коагулянты чаще применяют для очистки питьевой воды. Но они дороже и расход их немного выше, хотя и считаются более безопасными. Поэтому при выборе типа коагулянта стоит брать в расчет экономический фактор.
Итак, самыми известными веществами для процесса коагуляции считаются сульфат железа и хлорное железо. Сульфат применяется при очистке сточных вод. А хлорное железо эффективно при устранении сероводорода. Что касается элементов на основе алюминия, то эффективными будут сульфат, гидроксохлорид и гидроксохлоросульфат алюминия. Сульфатом алюминия чаще всего очищают питьевую воду. А остальными веществами сточные и природные воды.
При выборе коагулянта необходимо учитывать много нюансов. Это безопасное вещество для человеческого организма, но узконаправленное. Сначала вода сдается на анализ и определяется тип взвесей. Это делается для того, чтобы наиболее точно подобрать коагулянт. Эти вещества довольно специфические. При неправильном подборе они могут отторгать друг друга, а при правильном усиливать действие. Если добавить одновременно сульфат алюминия и коагулянт железа, то можно будет не только удалить все взвеси, но и примеси железа и соли жесткости.
Сравнивая органические и неорганические коагулянты, сложно сказать какие из них лучше. Зависит от каждого конкретного случая. Органические эффективнее. Они работают быстрее и меньше расходуются. Эффективно удаляют хлор и его соединения, избавляют от неприятных запахов. Органические коагулянты не меняют кислотно-щелочной баланс воды. После реакции органика становится значительно меньше в размерах и выпавший осадок будет минимальный. Фильтрация будет происходить быстрее и легче. При этом качество и эффективность очистки не снижается.
Неорганические коагулянты способны умягчать воду и удалять железо. Но требуют очень точной дозации. Если не рассчитать точное количество вещества, то эффективность очистки значительно снизится. Поэтому для бытового сектора такой вариант затруднителен. Или придется устанавливать специальное оборудование. Производители выпускают неорганические коагулянты небольшим объемом с дозатором для использования в быту. Но все же для домашнего использования лучшим вариантом будут органические коагулянты.
Рис. 2 Коагулянты для очистки воды
3. Принцип работы коагуляции и сферы применения
Процесс коагуляции может применяться повсеместно. Подходит для очистки любого типа воды. То есть можно фильтровать как водопроводную воду, так и из наземного водоема. Широкое применение этот метод получил в промышленности. В этой сфере постоянно требуется большой объем воды для различных нужд. Требуется обрабатывать продукцию, необходима вода для нужд сотрудников, техническая. Перед сбросом в канализацию сточные воды нуждаются в фильтрации. Потому что после использования они наполнены различными примесями и взвесями в том числе. А по санитарным нормам загрязненную воду нельзя утилизировать. Во всех хозяйствах так же требуется очистка воды. А так как очищать необходимо большой объем и на постоянной основе, изучается вопрос об использовании эффективных, но мало затратных способах. Как раз одним из таких и является коагуляция.
Принцип работы очень простой. В воду дозировано добавляются коагулянты. Один или несколько, в зависимости от присутствующих примесей. Далее начинается химическая реакция и взвеси объединяются между собой. Коагулянты снимают с них заряд. И притягивают мелкие частички, соединяя их. Получившиеся хлопья выпадают в осадок и утилизируются с помощью фильтра. На выход уже идет чистая вода. После добавления коагулянтов, вода может быть направлена в бак, где будет происходить реакция и выпадать осадок. Потом, с помощью насоса, чистая вода подается на выход. А осадок сливается по мере заполнения.
Хоть коагуляция и достаточно быстрый процесс, его можно ускорить. Для этого достаточно совместить несколько веществ, которые дополнят друг друга и ускорят реакцию. Можно повысить температуру очищаемой воды, но это зависит от используемого вещества. Или отрегулировать кислотность среды. В домашних условиях сделать такое будет сложно. А вот в промышленной сфере метод коагуляции уже поставлен на поток. Часто вместе с коагулянтами добавляют флокуллянты. Они помогают делать связь между частицами более крепкой.
Коагуляцию часто используют при очистке воды в бассейнах. При этом используются полимерные вещества смешанного действия. Подача коагулята происходит по принципу контактного. То есть подача осуществляется непосредственно в трубопровод до места установки фильтров. Но обязательно после насосов, чтобы не было разрушения хлопьев, образующихся при химической реакции. Если бассейн заполняют водой первый раз, то коагулянты добавляются сразу в воду. При последующем очищении подача идет в трубу. Вводится коагулят одним из способов:
- Периодически. После того как осуществится промывка фильтров. Расчет дозации устанавливается исходя из объема очищаемой воды.
- Постоянно. Рассчитывается дозация исходя из концентрации активного вещества. В то время, когда бассейн закрыт, коагуляция не проводится.
Расход вещества зависит не только от него самого, но и от технических данных воды. То есть важную роль играет кислотно-щелочной баланс, мутность и цветность. Исходя из этих данных рассчитывается концентрация. Как правило, добавление происходит автоматически с помощью насоса дозатора. Время подачи рассчитывается по таймеру. Вручную ввод возможен при первичном заполнении бассейна либо при специальной периодической обработки.
Способ коагуляции абсолютно безопасен. Поэтому и может применяться для очистки питьевой воды от взвесей. В промышленных масштабах используются уже готовые решения для очистки. Они представляют собой полную технологическую карту с подобранным оборудованием, рассчитанное на разную производительность. Система автоматизирована и требует только заведения программы для добавления коагулянтов. Используя готовые варианты останется только подобрать вещество для очистки и сделать расчеты по его подаче. Расчеты не рекомендуется производить самостоятельно. При неверно подобранной дозации метод теряет свою эффективность. Поэтому желательно обращаться в специализированные компании.
Существует два вида коагуляции: контактная и свободная. При контактной коагуляции процессы происходят в зернистой загрузке. Реагент вступает в реакцию с взвесями в загрузочном материале в фильтре, где движение воды происходит снизу вверх. Преимущества такого варианта очевидны. Протекает процесс быстрее, менее чувствителен к температурным режимам. Можно добавлять вещества даже при низкой щелочности. Требуется меньше коагулянтов для очистки до 15%.
Свободная коагуляция осуществляется в специальных камерах, куда происходит подача реагента. В ней происходит реакция и хлопья выпадают на дно осадком.
И тот и другой метод достаточно актуален и используется во многих сферах. Однако, контактная коагуляция более оптимальна и эффективна. Не только по времени и качеству очистки, но и по расходу коагулянтов.
Рис. 3 Метод очистки коагуляцией
Взвеси может удалить далеко не каждый метод. Несмотря на современные возможности, коагуляция остается единственным способом устранить коллоидные или жидкие взвешенные загрязнения. К тому же коагуляция бюджетный вариант очистки. На фильтрацию не требуется много затрат. Сами коагулянты доступны и недорогие по стоимости. Расход веществ умеренный, что позволяет значительно экономить на очистке.
Большой выбор разных вариантов делает способ очистки более универсальным. А возможность ускорить процесс повышает производительность. Поэтому полностью альтернативных методов не существует, которые были бы так же эффективны.
Из аналогов выделяют только системы обратного осмоса, но такие установки достаточно дорогие и требуют обязательного сервисного обслуживания. К тому же мембрана быстро засоряется и её часто придется промывать. Такие установки не готовы справляться с большим объемом воды или потребуется увеличение количества мембран. А это крайне невыгодно в производстве. Поэтому коагуляция остается самым универсальным вариантом очистки.
Еще существует метод электрокоагуляции. Суть способа в воздействии на воду зарядов электричества. Но данная система занимает слишком много места и имеет множество недостатков. Поэтому используется лишь в узких сферах промышленного производства.
Как уже говорилось ранее, важно рассчитать количество добавляемого вещества. Коагулянты притягивают к себе все мелкие частицы и некоторые примеси. Поэтому при недостаточном количестве веществ, реакция будет протекать слабо и не все взвеси будут удалены. Необходимо учитывать технические особенности коагулянтов. Некоторые из них способны умягчать воду или изменять кислотность среды.
Оптимальная температура для работы от 10 до 40 градусов тепла. Повышенное давление нежелательно. У метода множество положительных моментов. Коагуляция эффективна, может использоваться для очистки любого источника и в любых условиях. Метод доступный, практичный и экономный. Что же касается недостатков, то их совсем немного. Это контроль количества добавления вещества. Однако, с этим может помочь клапан управления, который контролирует всю систему водоподготовки. После обработки воду необходимо очищать от выпавшего осадка. Но схема водоочистки итак включает в себя достаточное количество фильтров. А коагуляция является лишь одним из используемых методов. Если брать коагуляцию как единственный вариант фильтрации, то можно установить емкость, в которой будет происходить химическая реакция и насос для откачки чистой воды. А выпавший осадок периодически удалять. Данная система очень похожа на обезжелезивание воды. И еще один недочет, то что наладить коагуляцию в домашних условиях непросто. Но во-первых, в водопроводной воде не так часто встречаются взвешенные частицы и не в таком количестве, как в других источниках. Потребление воды меньше, чем на производствах. И для быта можно установить фильтр, например мембранный, который справится с поставленной задачей. Но если в приоритете метод коагуляции, то и в этом случае существуют компактные системы.
Не всегда актуально использовать коагуляцию при очистке сточных вод. В процессе обработки получается слишком большой объем осадков и увеличивается минерализация. К тому же не всегда есть место для складирования осадка. К тому же сточные воды имеют очень большой процент различных примесей. Поэтому как самостоятельный метод очистки коагуляция не рекомендуется. Если очищать только простыми веществами, без добавления дополнительных, получается очень большой расход. Поэтому данный способ больше подходит при комбинированной очистке либо при небольших объемах очищаемой воды.
Метод коагуляции является одним из самых востребованных на сегодняшний день. Как и самым экономичным. С каждым годом качество исходной воды ухудшается и вредных примесей в ней становится все больше. В том числе увеличивается процент взвешенных частиц. Этому способствует ухудшение экологической ситуации. Поэтому методы очистки от коллоидных соединений все более и более актуальны. Но новых методов еще не существует. Поэтому самым эффективным по праву считается коагуляция. Метод модернизируют уменьшая время на обработку и затраты на коагулянты. И, например, при контактной коагуляции не так важны некоторые характеристики воды.
Самое широкое применение способ нашел в промышленном производстве. Ведь там необходима очистка воды разной степени из одного источника. К тому же требуется фильтрация сточных вод. А устанавливать дорогое оборудование на эти цели нерентабельно. К тому же преимуществом является экологичность метода, не вредит здоровью человека. А значит не надо дополнительной защиты при использовании веществ.
Для реализации процесса коагуляции удобнее пользоваться готовыми решениями. Компания «Вагнер» разработала различные схемы очистки воды от взвешенных частиц. Есть много вариантов с разной производительностью и для всех направлений. Используемое оборудование имеет долгий срок службы. Поможем подобрать коагулянт под необходимое назначение для большей эффективности очистки. Наши специалисты ответят на все интересующие вопросы и подберут оптимальный вариант очистки любого типа воды, с учетом всех предпочтений и нормативов.
Очистка воды коагуляцией
1. Что такое процесс коагуляции
Вода, которая используется для питья или хозяйственных нужд должна соответствовать определенным стандартам. В ней не должно быть превышения определенных веществ, а также цвета, запаха, мутности. Для устранения примесей используются различные фильтры очистки. Это может быть, как один фильтр, так и несколько. Одни из самых трудноудаляемых примесей являются взвешенные вещества. Взвеси могут быть разных типов и любом количестве. Одним из способов обработки воды является коагуляция.
1. Что такое процесс коагуляции
Коагуляцией называют химическую очистку воды от примесей. Для этого используются специальные вещества, которые вступают в реакцию и выдают осадок. Такой способ фильтрации очень актуален, если в воде присутствуют взвешенные частицы. Ведь практически ни один метод не справляется с полным устранением взвесей. Так как они слишком мелкие по объему и весу. А вот коагулянты прекрасно справляются с такими загрязнениями.
Вода, в которой присутствуют взвешенные частицы может быть из любого источника. Грунтовые воды насыщаются взвесями, проходя через определенные пласты земли. Водопроводная вода накапливает загрязнения из трубопровода. Наземные источники насыщаются взвесями при осадках, разливе рек и т д. Внешне, наличие взвесей определяется по мутности. Чем мутнее вода, тем больше взвесей. И её не применяют в производстве, в быту, так как по санитарным нормам не должно быть таких загрязнений.
Не все взвешенные частицы опасны. Например, сапропель даже полезен. Иначе вещество называют лечебной грязью. Но вот использовать с ним воду в качестве питья все же нежелательно. Минеральные взвеси и из пластика одни из самых вредных.
Рис 1. Взвешенные примеси в воде
Для устранения взвешенных частиц можно использовать несколько фильтров с применением разных технологий. Но в этом случае повысятся затраты и потребуется больше места для установки оборудования. Более приемлемым вариантом станет выбор метода коагуляции. Если говорить простыми словами, то коагуляцию можно назвать способом укрупнения частиц. Взвеси не только имеют маленький размер и вес, но и еще одинаково заряжены. А значит при соприкосновении они отталкиваются. Коагулянт позволяет сбросить заряд и соединить частички между собой. Таким образом они становятся тяжелее и выпадают в осадок. Потом его можно удалить любым фильтром.
Используется такая технология во всех сферах. Как на производстве, так и в быту. Способ не только актуальный, но и надежный, позволяя избавиться от взвесей из любого источника. Единственно важно правильно подобрать коагулянт. Они отличаются по типу. Выбор зависит от нескольких факторов. Это, конечно, назначение, производительность, сфера применения.
Есть два наиболее распространенных типа коагулятов: органика и неорганика. Принцип их действия одинаковый. Но органические коагулянты принято использовать для очистки питьевой воды, так как они меньше воздействуют среду. К тому же имеют более высокие показатели. Второй тип коагулянтов применяется во всех остальных случаях. При очищении сточных вод, на производствах, в сельских хозяйствах и другие сферы.
Рис. 2 Органические коагулянты
Сравнивая «классические» методы очистки от взвесей и современные коагулянты можно с уверенностью сказать, второй вариант более целесообразен. Устаревшие методы очистки не дадут оптимальной эффективности. К тому же их расход гораздо выше. Например, при очистке с помощью перекиси, появляются коррозийные отложения.
Почему же так сложно избавиться от взвешенных частиц? Все дело в их объеме и весе. Их толкают другие молекулы и не позволяют оседать на дно. Поэтому они постоянно находятся в движении. К тому же одинаковый заряд не дает им возможности соединиться друг с другом. Коагулянты позволяют изменить заряженность частиц и соединить их. На процесс коагуляции, для его ускорения, можно повлиять. Для этого необходимо поменять сам коагулянт или увеличить дозу. Также увеличению производительности способствует повышение температуры. Есть еще несколько вариантов: добавить дополнительные реагенты, поддерживать определенный щелочной баланс.
Рис. 3 Неорганические коагулянты
При очистке воды от взвесей важно не только соединить частицы, но и устранить осадок. Для этого можно использовать практически любой фильтр. Правильно настроенная цепочка водоподготовки позволяет получать воду, соответствующую всем нормативам. Это касается как производств, так и частных секторов.
Как известно, у каждого метода есть преимущества и недостатки. Универсального способа очистки от всех типов примесей не существует. А что касается взвешенных частиц, в этом случае способов обработки еще меньше.
Преимущества:
Коагуляция является практически единственным действенным способом очистки от взвесей. Кроме обычных взвесей позволяет устранить мелкие коллоидные соединения. Коагулянты очень разнообразны и можно подобрать реагенты под конкретный случай. В отличие от многих химических веществ, коагулянты не требуют дополнительной обработки после очистки. При этом эффективность коагуляции доказана опытным путем. Данный метод используется для обработки как технической, так и питьевой воды.
Недостатки:
Обязательно произвести правильные расчеты по дозированию вещества. Несмотря на свою безопасность, коагулянты все же являются химическим средством. А это значит, что подача в воду должна быть строго дозирована. А вот если добавлять реагента слишком мало, то процесс будет незавершенным и не все взвеси выпадут в осадок. Требуется обработка воды для устранения осадка.
Преимуществ у метода явно больше. А учитывая скорость и качество очистки, коагуляция является эффективным методом в борьбе со взвешенными частицами. Перед тем как подобрать коагулянт требуется провести анализ воды. От этих факторов, а также от назначения и производительности, и производится выбор веществ. Кроме того, оборудование должно быть оснащено специальным дозатором для подачи реагента в воду. Сколько требуется вещества на определенный объем воды, указывают производители. Средние показатели таковы: 20-50 мл на 1 тонну воды. Но также следует учитывать изначальные характеристики воды. Поэтому если возникают трудности с выбором, лучше обратиться к консультантам.
Коагулянты очень эффективны, когда необходимо очистить воду от взвешенных частиц. Внедрение способа в систему водоочистки на сегодняшний день, обязательное условие. Коагулянты постоянно улучшают, что позволяет тратить меньше веществ для фильтрации, не изменяя других показателей. При этом они безопасны и эффективны.
Коагуляция является химическим способом. И, в принципе, возможна замена коагулянтов другими химическими веществами. Но существенный минус такой замены в том, что реагенты очень агрессивные вещества. Они могут нанести вред не только оборудованию, но и изменить состав воды. При добавлении некоторых химических веществ требуется обязательная дополнительная обработка от остаточных соединений. И, естественно, не рекомендуется использовать такую воду в качестве питьевой.
Особенно часто коагуляцию применяют на производствах. В промышленности требуется очистка не только питьевой, но и технической воды, воды для обработки продукции, охлаждения и других нужд. Для каждого типа существуют свои нормативы. Если для технической воды допустимо содержание некоторых элементов, то для питьевой нет. Поэтому на больших производствах разные степени очистки. Но коагуляция присутствует везде. Так как ни в какой воде неприемлемо содержание взвесей.
Коагуляция эффективна при очищении сточных вод. Перед тем как слить использованную воду в канализацию или место сброса, она должна пройти определенную обработку и избавиться от вредных веществ. Для этого существует свой регламент. Сточные воды должны очищаться в большом объеме, поэтому процессы очистки происходят быстро. Использование реагентов не всегда оправдано финансово, так как требуется их большое количество. Или они слишком токсичны. Поэтому использование коагулянтов наиболее приемлемо.
Коагуляция является быстрым и качественным методом обработки воды от взвешенных частиц. Если при выборе коагулянта возникнут трудности всегда можно обратиться за консультацией.
