Для консультации или оформления заказа свяжитесь с нами удобным для Вас способом:
1) Форма "Бесплатный звонок"
2) Форма "Оставить заявку"
3) Просто позвоните нам или отправьте на электронный адрес vagner-ural@bk.ru и задайте интересующие Вас вопросы по услугам по телефону 8 (800) 505-50-39 по России, Екатеринбург +7 (343) 300-12-92 (многокан.)
1.Что такое коагулянты и для чего они используются
Коагулянтами называют химические вещества, которые способны склеивать мелкие примеси, образуя хлопья. Используются они для очистки воды от взвешенных частиц. Практически любой источник имеет такой тип примесей. Визуально определяется мутностью. Взвеси – это мелкие частицы, которые проходят через фильтры. У них одинаковый заряд, поэтому частицы не могут соприкоснуться, постоянно находясь в хаотичном движении. Отстаивание не решит проблему мутности воды, так как взвешенные частицы имеют маленький вес и не выпадают в осадок. Поэтому для устранения взвесей используются коагулянты.
Используются реагенты практически везде. На очистных сооружениях, при очистке бассейнов, фильтрация сточных вод, для очистки питьевой воды. Коагулянты помогают снять заряд с частиц и склеить их между собой. После чего взвеси гораздо проще удалить.
Рис. 1 Коагулянты
Различаются коагулянты по типу: органические и синтетические. Органическими являются полимеры и полиэлектролиты. Они бывают природными и искусственными. Неорганические коагулянты - это химические реагенты, чаще всего соли алюминия или железа.
Коагулянты отличаются не только по типу, но и по форме. Могут быть в виде порошка, раствора или пасты. Единственно, раствор удобнее в использовании, так как это уже готовый концентрат. А, например, порошок необходимо разводить в воде. Зато по стоимости такие коагулянты значительно дешевле.
Несмотря на большое разнообразие коагулянтов, более выгодно использовать органические при фильтрации питьевой воды. Например, сульфат алюминия. В сточные воды чаще добавляют сульфат или хлорное железо. Так как они более экономичны и эффективны.
Неорганические коагулянты:
- Хлорное железо. Используется в промышленности, является сильным токсином.
- Сульфат железа. Используется при очистке сточных вод и в промышленной сфере.
- Сульфат алюминия. Применяется для очищения технической воды, для хозяйственных нужд и даже питьевой.
-Оксихлорид алюминия. Применяется для устранения взвесей в сточных водах и природных водоемах.
- Гидроксохлоросульфат алюминия. Это смесь нескольких веществ для очистки паводковых вод. Используется при температуре ниже +12 градусов.
Чем удобны коагулянты:
- небольшое количество осадка. То есть в нем содержится меньше жидкости, а, следовательно, его проще обезвоживать. Это выгоднее экономически.
- уровень pH остается неизменным, так как реагентов требуется немного.
- не вредят окружающей среде.
- быстрая реакция и эффективность при незначительных расходах.
Рассматривая вредность мутной воды, выделяют несколько основных факторов: вред здоровью и ущерб оборудованию. Например, при попадании воды с высокой концентрацией взвесей в организм человека может начаться сильная аллергическая реакция. Кроме того страдают все внутренние органы, в зависимости от того чем именно являются взвешенные частицы.
2.Как происходит процесс коагуляции и расчет реагента
Процесс коагуляции довольно прост, если соблюдать инструкции. В воду добавляются коагулянты, но строго дозировано. Далее происходит реакция, и взвешенные частицы соединяются в хлопья, выпадая в осадок. Он утилизируется дополнительными фильтрами. В промышленном секторе иногда реализуют немного другой вариант. После того как добавлены коагулянты, вода подается в резервуар, где происходит реакция, а затем при помощи насоса перекачивается в бак для чистой воды или на следующий этап очистки.
Коагуляция не занимает много времени, но возможно ускорить процесс увеличение температуры воды или изменением кислотности. Зависит от коагулянта.
Рис. 2 Принцип работы коагулянтов
Подбор коагулянтов производится после лабораторных исследований. Берут пробу воды и проводят тестовую коагуляцию. Воду перемешивают с химическими реагентами с разной скоростью от 50 до 180 об/мин. Далее происходит выпадение хлопьев в осадок. Правильность подбора выявляют по мутности и цветности воды. За мутность отвечают коллоидные или взвешенные элементы. А за цветность – реагенты, окрашивающие воду. Образец воды отстаивают в течении 30 минут, а затем проверяют на следующие параметры: мутность, цветность и их концентрация, объем хлопьев.
Естественно, что чем больше концентрация взвесей, тем больше коагулянтов потребуется. Есть специальные формулы, на которые можно ориентироваться при расчете.
Коагулянты в виде порошка (к примеру, сульфат алюминия)
Cт=Cк*100ккт, кг/м3
Ст – исходный коагулянт
Ск - дозирование по активному элементу
Ккт – активный компонент в химическом реагенте
Коагулянты в виде раствора (к примеру, хлорид железа)
Vод= Cк*100/pккт,м3/м3
Vод – объем дозируемого вещества
P – плотность реагента
Коагулянт в виде гранул (сульфат алюминия)
Vкоаг= Стов100/ pрабКраб, м3/ м3
Стов –препарат по весу;
Краб – концентрация раствора;
рраб – плотность раствора.
Щелочноть воды и количество коагулянта взаимосвязаны. Чем выше щелочность, тем меньше реагента требуется и наоборот. Важно обратить внимание на наличие органических веществ в воде. Для устранения гумиловых кислот потребуется меньше концентрата, чем с сульфокислотами. К примеру, если вода имеет небольшую мутность и высокую концентрацию цветности, то можно сделать расчет дозирования - квадратный корень цветности. Если показатели цветности и мутности примерно равны, то за основу берется большее число.
Рассмотрим схему очистки воды коагулянтами на примере комплексной системы. В данном случае применяется коагулянт солей цинка, которые добавляются на первом этапе очистки. Далее производится обработка методом контактной коагуляции с помощью осадочных фильтров. В них находится кварцевый песок, материал Filter-Ag, Filter-Ag Plus, Сорбент АС. Следующий этап прохождение потока через угольный фильтр (угольный). После чего поток направляется в накопительную ёмкость и с помощью насоса вновь проходит сорбционную обработку.
Рис.1 - Комплексная система: контактная коагуляция, сорбционный фильтр
(1 - система дозирования коагулянта; 2,3, 6 - осадочный фильтр колонного типа, 4 - накопительная емкость, 5 - насосная станция второго подъема, 7 - сорбционный фильтр с активированным углем)
3.Преимущество и недостатки коагулянтов
Коагулянты являются удобным и эффективным средством при борьбе с мутностью воды. Однако, они не устранят все примеси. Поэтому являются лишь этапом фильтрации. Преимущества реагентов очевидны:
- Эффективная и быстрая очистка от взвешенных частиц.
- Работают практически в любых условиях (средняя температура воды от +10 до +40 градусов)
- Доступность
- Невысокая цена
- Небольшой расход реагентов (зависит от концентрации загрязнений)
Но есть и недостатки:
- Обязательное соблюдение дозировки. Коагулянты это всё же химические вещества. И при недостаточной концентрации, реакция будет неполной. То есть не все взвешенные вещества выпадут в осадок. При переизбытке в воле останется много химии, а это крайне нежелательно.
- Фильтрация. Так как коагулянты только вызывают выпадение осадка, требуется дополнительная фильтрация для его устранения. Это могут быть механические или другие типы фильтров.
- Правильный подбор коагулянта. При неверном выборе реагента фильтрация потеряет свою эффективность. Возможно, увеличение времени реакции или снижение качества очистки. Так же скорее всего будет наблюдаться больший расход вещества.
4.Рекомендации по подбору коагулянта
Выбирать коагулянт следует осторожно, хоть современные реагенты безопасны для людей, всё же это химическое вещество узкой специализации. Самый первый шаг - это отправка воды на анализ. В лабораториях произведет проверку на наличие и концентрацию примесей. Исходя из этих данных можно начинать подбор.
Следует помнить, что возможно комбинировать коагулянты для достижения лучшего эффекта. Но не все они могут работать совместно. Например, сульфат алюминия вместе с железом позволит не только устранить мутность, но и умягчить воду. Второй шаг – это подбор коагулянта, исходя из характеристик исходной воды, назначения и сферы применения. В промышленном секторе коагуляция используется практически везде и является одним из этапов водоподготовки. А вот для бытового использования коагулянтов придется приобретать специальное оборудование. Как альтернатива – использование реагентов в небольших емкостях. Но придется вручную каждый раз удалять осадок, что не очень удобно.
Еще один выбор: органические или неорганические коагулянты? В обоих случаях есть как плюсы, так и минусы. Например, органические более эффективны и быстрее действуют. Параллельно устраняет хлористые соединения и сероводород. Убирает неприятные запахи. Не изменяет химические свойства воды. Высокая степень очистки при минимальном объеме осадка.
Неорганические коагулянты умягчают воду, обезжелезивают. Но в отличие от органических, требуют очень четкой дозации. При неправильных расчетах качество очистки значительно ухудшается. Поэтому такие вещества применяются в промышленном производстве, а не в бытовом секторе. Но при этом неорганические коагулянты дешевле.
Кроме совмещения нескольких коагулянтов можно рассмотреть схему добавления флоакулянта. При таком тандеме образующиеся хлопья склеиваются и быстрее выпадают в осадок, что делает процесс значительно быстрее. Но делать расчеты самостоятельно все же не рекомендуется, слишком много нюансов необходимо учитывать.
