Коагулянты и флокулянты для очистки сточных вод

Органические коагулянты стоят дороже и применяются, чаще всего, для очистки питьевой воды. Они демонстрируют несколько лучшие показатели, нежели неорганические соединения, однако, зачастую их применение менее рентабельно.

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.

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

Важно! Органические коагулянты стоят дороже и применяются, чаще всего, для очистки питьевой воды. Они демонстрируют несколько лучшие показатели, нежели неорганические соединения, однако, зачастую их применение менее рентабельно.

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.

Коагулянт

При улучшении качества воды в качестве коагулянтов используют соли алюминия и железа. В водообработке применяют также железосодержащие коагулянты: хлорное железо, сульфаты железа (II) и железа (III), железный купорос.

• Сульфат алюминия: неочищенный/очищенный Al2 (S04) 3 18Н20

Технический продукт, представляющий собой куски серовато-зеленоватого цвета, получаемые путем обработки бокситов, нефелинов или глин серной кислотой. Он должен иметь не менее 9% А120з, что соответствует содержанию порядка 30% чистого сульфата алюминия. В нем также содержится около 30% нерастворимых примесей и до 35% воды. Очищенный сульфат алюминия (ГОСТ 12966-85*) получают в виде плит серовато-перламутрового цвета из неочищенного продукта или из глинозема растворением в серной кислоте. Он должен иметь не менее 13,5% А120з, что соответствует содержанию 45% сульфата алюминия. Оба рассмотренных коагулянта перевозят навалом в закрытых железнодорожных вагонах. В России для обработки воды выпускается также 23 — 25% -ный раствор сульфата алюминия. При его применении отпадает необходимость в специальном оборудовании для растворения коагулянта, а также упрощаются и удешевляются погрузочно-разгрузочные работы и транспортирование.

• Оксихлорид алюминия Ala (ОН) 5С1 6Н2О представляет собой зеленоватые кристаллы, получаемые растворением свежеосажденного гидроксида алюминия в 0,5-1% -м растворе соляной кислоты. Реагент содержит 40.44% А1203 и 20.21 NaCI. Выпускается в виде 35% -ного раствора. При его применении минерализация воды возрастает, а ее щелочность снижается в меньшей степени, чем при введении сульфата алюминия, что особенно важно при обработке мягких вод.
• Алюминат натрия NaA102 представляет собой твердые куски белого цвета с перламутровым блеском на изломе, получаемые растворением гидроксида или оксида алюминия в растворе гидроксида натрия. Сухой товарный продукт содержит 55% А120з, 35°/о Na20 и до 5% свободной щелочи NaOH. Растворимость NaA102 — 370 г/л (при 20°С). Насыпная масса 1,2..1.8 т/м3.
• Хлорное железо FeCl3*6H20 (ГОСТ 11159-86) представляет собой темные с металлическим блеском кристаллы, очень гигроскопичные, поэтому транспортируют его в железных герметичных бочках. Получают безводное хлорное железо хлорированием стальной стружки при температуре 700єС, а также как побочный продукт при производстве хлоридов металлов горячим хлорированием руд. Содержит в товарном продукте не менее 98% FeCl3. Плотность 1,5 т/м3.
• Сульфаты железа (II) и железа (III) Fe2 (S04) 3*2H20 (сульфат железа окисный по ВТУ УХКП52-86) получают растворением оксида железа в серной кислоте. Продукт кристаллический, очень гигроскопичный, хорошо растворяется в воде. Поставляется в бумажных мешках, плотность 1,5 т/м3. Использование солей железа (III) в качестве коагулянта предпочтительнее по сравнению с сульфатом алюминия. При их применении улучшается коагуляция при низких температурах воды, на процесс мало влияет рН среды, ускоряется декантация скоагулированных примесей и уменьшается время отстаивания (плотность хлопьев гидроксида железа (III) в 1,5 раза больше, чем гидроксида алюминия). К числу недостатков солей железа (III) относится необходимость их точной дозировки, так как ее нарушение приводит к проникновению железа в фильтрат. Хлопья гидроксида железа (III) осаждаются неравномерно, в связи с чем в воде остается большое количество мелких хлопьев, поступающих на фильтры. Эти недостатки в значительной мере устраняются при добавлении сульфата алюминия.
• Железный купорос Fe2 (S04) 3 Железо сернокислое 7- водное (сульфат гептагидрат железа (II), железо II сульфат 7 водное, железный купорос, железо сернокислое закисное) — зеленовато-голубые кристаллы. как восстановитель, как коагулянт при очистки воды Железный купорос получают как побочный продукт при некоторых производствах, например при приготовлении цементной меди, на заводах серной кислоты при добывании сероводорода для очищения серной кислоты от мышьяка и др. Весьма выгодный для переработки на купорос материал представляет кислая жидкость, получаемая на проволочных и других железных фабриках после так называемого «травления» железа-металлургия.

Что такое коагулянт?

Коагулянт – это химический реагент, ускоряющий процесс объединения мелких взвешенных частиц, то есть, их наиболее быстрое и надежное сцепление при соударениях. В результате действия коагулянтов в жидкости образуются скопления слипшегося вещества, которое выпадает в виде осадка или хлопьев.

Для работы в водной дисперсионной среде, как правило, используются реагенты на основе солей поливалентных металлов (железа, алюминия) с включением специальных технологических добавок. Они соединяются в себе привлекательную цену и достаточно высокую эффективность, за счет чего находят применение как в промышленной, так и в бытовой сферах хозяйственной деятельности человека.

Где именно используется коагулянт?

В настоящее время соли алюминия и железа имеют широкую область применения. В первую очередь, они используются для:

• очистки питьевых вод в централизованных сетях водоснабжения;
• подготовки природных вод с целью придания им необходимых характеристик в плане качества и безопасности;
• очистки стоков предприятий, работающих в сфере целлюлозно-бумажной, кожевенной, текстильной, нефтеперерабатывающей и химической промышленности;

выделения ценных промышленных продуктов – в данном случае коагулянт применяют в различных технологических процессах в качестве связующего элемента, с помощью которого можно выделить ценные вещества из жидкостей и отходов производства.

Оформить заказ по телефону:
8 (800) 333-94-47 (Бесплатно по РФ)

Техника

АвиацияАвтоВычислительная техникаОборудование(Электрооборудование)РадиоТехнологии(Аудио-видео)(Компьютеры)

Преимущества

В отличие от биологических, механических и физико-химических воздействий химическая обработка приводит к полным изменениям структуры соединений.

• Биологическая очистка происходит в мягких условиях под действием микробов, влиянию которых поддаются не все загрязнители.
• Механическая очистка позволяет убирать главным образом крупные частицы примесей.
• При физико-химической очистке происходят изменения на поверхности частиц грязи, при этом их состав принципиально не изменяется.

Растворенные компоненты, которые имеют явно выраженный кислый или щелочной характер, окисляющие или восстанавливающие свойства можно перевести в безвредные соединения только путем глубоких химических превращений.

Химическая нейтрализация стоков смешиванием кислотной и щелочной составляющих

Использование метода нейтрализации стоков путем смешивания кислотных и щелочных составляющих позволяет, проводить контролируемую реакцию нейтрализации без использования дополнительных реагентов и химикатов. Контроль количества сбрасываемых сточных вод кислотного и щелочного составов позволяет своевременно проводить операции по аккумулированию обеих составляющих и дозирование при смешивании. Обычно для непрерывной работы очистных сооружений такого вида используется суточный объем сбросов. Каждый из видов отходов проверяется и в случае необходимости доводится до необходимой концентрации путем добавления объема воды или определения объема пропорции для реакции очистки. Непосредственно на установке очистки это проводится в накопительных и регулирующих резервуарах станции. Использование данного метода требует правильного химического анализа составляющих кислотной и щелочной составляющей, проведение залповой или многоступенчатой реакции нейтрализации. Для небольших предприятий использование такого метода может быть проведено как в локальных очистительных сооружениях цеха или участка, так и при помощи очистных предприятия в целом.

Стоит ли доверять народным методам коагуляции

Несмотря на то, что сейчас производится достаточное количество коагулянтов для открытых и закрытых водоемов по совершенно доступным ценам, многие пытаются применять и пропагандировать странные средства из аптек и садово-огородных магазинов. Например, первые места в домашних методах очистки бассейна занимают перекись водорода, зеленка, марганцовка. И если по поводу последних двух есть оговорки и даже сомнения, то перекись считается самой лучшей, эффективной и безопасной. Доказательством этому служит образующаяся при ее применении грязная пена и налет на стенах бассейна.Возможно, кому-то удастся равномерно распределить по поверхности нужное количество перекиси, правильно рассчитать концентрацию и добиться полного обеззараживания и даже осветления воды. Однако преувеличивать безопасность состава не стоит, потому как:

1. Для металлических элементов перекись водорода — это один из лучших провокаторов ржавчины.
2. Выделяемые пузырьки могут помешать работе фильтров.
3. Пока перекись в воде полностью не растворится и не распадется на кислород и воду, а это будет только через 3-4 дня, купаться в бассейне не стоит: характерное пощипывание не для любого типа кожи будет безобидно. Будет очень нехорошо, если такая вода попадет на слизистые — то есть, нельзя допускать случайного проглатывания, да и дышать нужно очень осторожно.
4. Что касается «очищенной воды», то здесь нет никаких гарантий: дезинфекция остается в силе очень малое время, а возможное присутствие опасных растворимых солей и вовсе не устраняется.

В итоге напрашивается вывод, неутешительный для народных технологов: ни перекись водорода, ни красивые зеленые или розовые дезинфицирующие растворы не справятся с работой качественного коагулянта и не смогут его заменить. И совершенно незначительная экономия не стоит того, чтобы пренебрегать предложениями от настоящих профессионалов.

Популярные коагулянты для очистки сточных вод

В сводной таблице представлены реагенты, которые применяют для очистки сточных вод предприятия:

Наименование	Область применения	Особенности
Оксидохлорид алюминия	Бытовые стоки, металлургическая промышленность, техническая жидкость для предприятий нефтехимии.	Высокая скорость рабочих процессов, подходит для обработки сточных вод в зимний период.
Сульфат алюминия	Производство бумаги, медикаментов.	Демократичная стоимость, длительный срок хранения.
Хлорное железо	Очистка перед производственными циклами (пищевая, химическая промышленность).	Устраняет сероводород.
Полиамин	Подготовка питьевой воды.	Органический полимер, не изменяющий водородный показатель.

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.

Внимание! Еще раз: в воде плавают мельчайшие соринки, которые выглядят как муть. Они проходят сквозь фильтр и не оседают на дно, так как молекулы воды непрерывно «толкают» их с разных сторон, приводя в движение. В результате невозможно ни отфильтровать воду, ни осадить грязь на дно.

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.

Важно! Суть процесса коагуляции заключается в том, чтобы сделать мельчайшие частицы достаточно крупными для того, чтобы они осели на дно, или их задержал фильтр. Это наиболее короткое и простое объяснение.

Удаление тяжелых металлов

Потребность в принятии дополнительных мер возникает при отклонении ПДК тяжелых металлов в воде от санитарно-гигиенически норм. Чаще всего такая ситуация наблюдается при близости скважины к септику или попадании этих веществ извне (осадки, протекание зараженных грунтовых вод, контакт с металлически фитингами).

Для удаления этих веществ в быту и промышленности используются следующие химические и физико-химические методы:

Тип металла	Допустимая концентрация в воде, не более мг/л	Рекомендуемый метод очистки воды
Марганец и железо	0,1	Ионообмен, аэрация с последующей подачей в засыпной фильтр с каталитическим зарядом, окисление гипохлоритом натрия, дозированная подача сильнодействующих окислителей
Сероводород	0,01, вещество очень токсично	Окисление, выветривание, насыщение кислородом
Свинец	0,03	Обратный осмос, окисление и восстановление
Ртуть	0,001	Обратный осмос, а также окисление и восстановление
Хром	0,05	Окисление, обратный осмос и восстановление
Никель	0,1	Окисление и восстановление

Системы обратного осмоса при несомненной эффективности редко используются из-за дороговизны и ускоренного использования ресурсов мембран.

Важно! Рекомендуется выбрать систему обратного осмоса при очищении воды с высоким (от 20 мг/л) содержанием двухвалентного железа или невозможности использования других способов.

Такая разная чистая вода

• водопроводную, прошедшую стандартную многократную грубую очистку и фильтрацию в специальных отстойниках;
• бытовую, предварительно умягченную для предотвращения образования накипи в нагревательных приборах, используемую для мытья и стирки;
• питьевую, применяемую исключительно для употребления внутрь и приготовления еды.

Обычной водой квартиры обеспечивает городская система водоснабжения. Для самостоятельной домашней доочистки используются различные фильтры, системы структурирования и признанные полезными некоторые минералы (например, шунгит). Кроме того, существуют коагулянты, обеззараживающие воду, для домашнего использования.

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.

Важно! Подбор конкретного вещества производится исходя из назначения воды, степени её загрязнения, температуры и способа очистки. ОХА используют для очистки холодной воды с высоким содержанием органических примесей природного происхождения.

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.

Что делать, если бассейн не оборудован специальным устройством

В таком случае процесс очищения такой же, как и в предыдущем варианте. Только потребуется приложить большее количество усилий. Состав нужно будет размешать палкой или руками (это не опасно), создав возмущение в емкости.

Далее надо слить шлангом хлопья со дна и осуществить фильтрацию через приставное очистительное сооружение.

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.

Важно! Обычно производитель указывает на этикетке способ применения препарата. Если же этого нет, тогда можно воспользоваться усредненными значениями для каждого конкретного вещества. Для ОХА эти значения составляют от 20 до 50 мл препарата на тонну воды.

Назначение и применение:

Раствор алюмината натрия может применяться для очистки промышленных и коммунальных стоков, обработки промышленной воды (коррекция рН), при производстве бумаги и картона, в производстве титановых пигментов, при производстве молекулярных сит.
В строительной промышленности и в производстве пластмасс этот коагулянт используется в качестве горючего ингибитора, так называемого продукта, препятствующего воспламенению.

Какие необходимо выполнить условия для правильного протекания процесса

Если вы собираетесь использовать средство не для питьевой воды и приготовления пищи, а, например, для очистки стоков, то необходимо возвести конструкцию, состоящую из нескольких вертикальных отсеков. Стоки проходят многоступенчатую очистку, проходя через отстойники. В последней части они вступают в реакцию с коагулянтом и только потом фильтруются.

Для правильной и эффективной работы необходимо посоветоваться с профессионалами. Они подскажут, при какой оптимальной температуре необходимо произвести операцию, какое количество реагента необходимо добавить в жидкость.

Имейте в виду, что реакция намного быстрее произойдет при хорошо прогретой почве. В морозы не стоит заниматься очисткой таким методом, так как вы не получите положительного моментального результата.

Какие средства лучше приобрести

На сегодняшний день в России насчитывается 15 производителей. В основном, они предпочитают изготавливать средства на основе алюминия.

Наиболее востребованы у покупателей товары от следующих изготовителей:

1. Новомосковский завод производит средство в 10, 20, и 31,5 литровых канистрах, бочках из расчета 215 рублей за один кг.

2. «АУРАТ» заполняют ПЭТ бочки, стальные контейнеры и цистерны для соляной кислоты. Цена 1200 за 10 литров.

3. «Сибресурс» предоставляет также на розлив продукцию за 385 руб. за килограмм.

4. GOOD HIM продает в литровой бутылочной таре – 235 р.