Коагуляция воды это: Коагуляция как метод очистки воды

Содержание

Коагуляция как метод очистки воды

Вода, используемая для хозяйственно-питьевых целей, должна соответствовать требованиям действующих санитарных правил. Качество воды характеризуется органолептическими показателями: отсутствием окраски, мутности, привкуса, запахов, вредных минеральных и органических взвесей.

Для придания воде потребительских качеств с возможностью применения в питьевом водоснабжении применяют многоступенчатую очистку, включающую разные методы водоподготовки, одним из которых является метод коагуляции воды.

Коагуляция как метод очистки воды

Водоподготовка включает в себя комплекс мероприятий по очистке поверхностных, грунтовых вод от грубых и мелких примесей, взвешенных и коллоидных соединений, обесцвечиванию с помощью коагулянтов. Коагулирование воды ускоряет осаждение и фильтрование примесей в водном растворе.

Давайте разберем, для чего применяется коагуляция воды?

В водной дисперсионной системе взвешенные вещества в основном имеют одноименные заряды. Это обусловливает их стабильность за счет сил отталкивания между молекулами. Коагуляцией называется укрупнение коллоидов в дисперсионной среде посредством их соединения в агломераты. Это становится возможным при добавлении специальных реагентов — коагулянтов. Реагенты для коагуляции воды увеличивают концентрацию ионов в диффузном слое, способствуют его уменьшению и приведению мицеллы (коллоидной частицы с диффузным слоем вокруг нее) в изоэлектрическую форму. В таком состоянии гидрозоля коллоиды имеют нулевой заряд, а значит, нет препятствий к их сближению и формированию агломератов. Завершается процесс коагулирования отделением укрупненных частиц от жидкой фазы осаждением. Коагуляция для очистки воды обеспечивает эффективное выпадение примесей в осадок.

Виды коагуляторов для очистки воды

В современной практике для нарушения агрегативной устойчивости коллоидных примесей применяют:

  • неорганические коагулянты;
  • органические полиэлектролиты или флокулянты.

Чаще всего в качестве неорганических коагулянтов применяют соли слабых оснований и сильных кислот: сульфат Al2(SO4)3, хлорид AlCl3, оксихлорид Al2(OH)nCl6-n алюминия, сульфаты и хлориды железа (II) и (III), алюминат натрия NaAlO2. Их смеси в разных процентных соотношениях нарушают устойчивость коллоидного раствора, используя принцип катионного обмена. Эффективность коагуляции воды повышается при росте валентности катиона.

Процесс коагуляции частиц в воде протекает с образованием гидроксидов железа и алюминия. Неорганические коагулянты отлично растворяются в воде, безопасны, продаются по невысокой цене. Находясь в растворе, меняют его электропроводимость и показатель рН. Правильно подобранный состав уменьшает жесткость воды.

Применение смеси коагулянтов существенно уменьшает расход реагентов. Компоненты можно вводить последовательно или в виде смеси. В первом случае легче подбирать оптимальное соотношение реагентов, во втором — проводить дозирование.

Органические флокулянты интенсифицируют коагуляцию. Это линейные полимеры с формой макромолекул в виде цепочек. Они бывают природные, органического происхождения и синтетические. Природные флокулянты — это белковые дрожжи, жмыхи, крахмал. К органическим относят:

  • анионный полиакриламид (ПАА) и его сополимеры с разными функциональными группами;
  • катионные — могут использоваться самостоятельно без предварительного введения коагулянтов (ВПК-402).

В качестве неорганического флокулянта применяют силикат натрия Na2SiO3, активированный до кремниевой кислоты и ее нерастворимых солей.

Применение флокулянтов в качестве самостоятельных коагулирующих агентов имеет ряд преимуществ:

  • меньшее количество образуемого осадка;
  • обеспечивают стабилизацию растворов при значительно меньших количествах реагента;
  • работают в большом диапазоне рН;
  • увеличивают скорость разделения жидкой и твердой фаз;
  • не меняют рН получаемого раствора;
  • не минерализуют очищаемый раствор ионами металлов.

Тонкости метода коагуляции для очистки воды

Схема очистки воды с помощью процесса коагуляции проходит три этапа:

  1. выбор и введение в раствор коагулянтов;
  2. поддержание оптимальных условий температуры, рН, перемешивания для полноты протекания реакций;
  3. отстаивание, фильтрация через фильтры механической очистки.

Аморфные и кристаллические частицы примесей в природных водах в коллоидном состоянии имеют одноименные заряды с устойчивостью в растворе за счет отталкивающих сил. Они имеют достаточную адсорбционную емкость, что и используется при коагуляции воды. Методы очищения воды направлены на нарушение этой устойчивости и уменьшение заряда частиц до минимальных показателей. Этого добиваются введением коагулянтов, которые изменяют равновесие дисперсионной системы, образуют коллоиды, поверхность которых сорбирует примеси.

При растворении коагулянтов происходит реакция гидролиза. Ионы металлов, взаимодействуя с гидроксид-ионами (ОН-), образующимися при диссоциации воды, выпадают в осадок в виде практически нерастворимых гидроксидов. В воде концентрируется избыток водород-ионов (Н+), и дисперсионная среда характеризуется кислой реакцией.

Men+ + nh3O ↔ Me(OH)n + nH+

Глубина протекания реакции гидролиза имеет важное значение для обеспечения качества получаемой воды: присутствие ионов Al3+ в воде, предназначенной для питьевого водоснабжения, недопустимо. Для полной реакции гидролиза необходимо постоянно выводить из реакционной среды получаемые Fe(OH)3 и Al(OH)3 и связывать ионы Н+ в недиссоциирующие соединения. Гидролитическую реакцию можно ускорить повышением рН, разбавлением коагулянта, увеличением температуры.

Скорость и полноту гидролиза коагулянтов обеспечивает определенный щелочной запас водной среды (наличие гидрокарбонат-ионов HCO3–, которые связывают ионы Н+). Буферная система HCO3– — Н2СО3 имеет рН ≈ 7 и нивелирует изменение рН воды при гидролитическом распаде коагулянтов. Когда в воде содержится недостаточное число HCO3–, щелочную реакцию водного раствора повышают введением водной суспензии Ca(OH)2 или раствора кальциевой соды Na2CO3. Карбонат натрия можно применять только для подготовки технической воды.

Контактная коагуляция воды — что это такое

Контактная коагуляция протекает на поверхности зернистого материала или макрочастицах сорбента. Микрочастицы коллоидов сближаются с ними в результате перемешивания и броуновского движения. Вандерваальсово притяжение вызывает прилипание и удерживает мелкие частицы на поверхности крупных.

Контактная коагуляция имеет ряд особенностей и приобрела важное значение в технологии водоподготовки. Чем выше концентрация макрочастиц гидроксидов железа и алюминия в дисперсном растворе, тем ярче проявляются эти особенности.

  • На скорость контактной коагуляции практически не оказывают влияние температурный режим и рН раствора.
  • Большая интенсивность и полнота извлечения.
  • Меньшая устойчивость микрочастиц в отношении коагулирования на поверхности крупных.
  • Коагуляция воды в слое зернистых фильтров протекает с большей интенсивностью и скоростью, чем при обычной коагуляции в свободном объеме.

Процесс слипания микро- и макрочастиц, значительно различающихся по размеру, во взвеси с различной степенью дисперсности имеет особенное значение при осветлении воды в осветлителях со слоем взвешенной контактной среды.

Формирование агломератов вокруг частиц гидроксидов, собиравших примеси с образованием хлопьев, происходит в фильтрующем слое за счет прилипания коагулирующих частичек к зернам фильтрующего вещества.

При проведении коагуляции в слое зернистой загрузки пропадает необходимость хлопьеобразования в камерах, осаждения и осветления растворов в отстойниках. Осветлители показывают лучшие показатели с высокой производительностью при избавлении от мутности воды в отличие от отстойников.

Взвешенная контактная среда в осветлителях формируется из Al(OH)3 или Fe(OH)3 и представляет собой фильтрующий материал, который ускоряет очищение водных растворов от взвешенных примесей. При пропускании мутной воды через осадок гидроксидов с остаточной адсорбционной емкостью, улучшается ее обесцвечивание. Использование осветлителей значительно сокращает площадь очистных сооружений, улучшает работу фильтров, существенно снижает расход реагентов.

Влияние на эффективность и интенсивность процесса коагуляции в воде

Для увеличения эффективности очистки воды предусмотрено создание оптимальных условий для интенсификации процесса осаждения гидроксидов алюминия и железа и ускорения протекания коагуляции.

  1. Количество и состав коагулянтов. С увеличением доли гидролизующейся соли скорость образования хлопьев и выпадения в осадок Al(OH)3 или Fe(OH)3 возрастает.
  2. Температурный режим и перемешивание раствора. Эти параметры должны находиться в равновесии, так как повышение температуры увеличивает вязкость раствора и уменьшает скорость движения частиц. Оптимальной считается стабильно поддерживаемая в автоматическом режиме температура 20 — 25°С при интенсивном перемешивании. Колебание температуры приводит к замутнению воды, его показатель должен быть в пределах ±1°С. При низких температурах ускорение коагуляции воды и укрупнение хлопьев может достигаться путем удлинения времени перемешивания.
  3. Поддержание оптимального уровня рН. Максимальное осаждение гидроксида алюминия происходит при уровне водородного показателя 6,0 – 6,5, удаление гуматов происходит при рН 5,5 — 6,5, когда они переходят в труднорастворимые и хорошо коагулируемые гуминовые кислоты. Соединения железа полнее выпадают в осадок при значениях рН 6,5 — 7,5. Для каждого источника необходимую величину рН устанавливают экспериментально с учетом состава воды.
  4. При высокой щелочности природной воды проводят подкисление коагулянта концентрированной серной кислотой.
  5. Применение вспомогательных веществ. Предварительное введение в водный раствор окислителей повышает эффективность коагуляции. Хлор, озон оказывают разрушающее действие на гидрофильные органические соединения, стабилизирующие частицы примесей, создавая необходимые условия для коагуляции. Этот эффект особенно проявляется при очистке вод с повышенной цветностью.
  6. Введение флокулянтов через 3-5 минут после добавления коагулянтов ускоряет агломерацию.
  7. Сокращение времени коагуляции достигается добавлением замутнителей. Частицы размером до 3 мкм ускоряют процесс хлопьеобразования на 30-50%. В качестве искусственных замутнителей применяют порошкообразный активированный уголь или глинистую взвесь.
  8. Ускорить процесс формирования хлопьев и сэкономить 25-30% коагулянта можно введением шламов — промывной воды фильтров и осадка отстойников. Рекомендуется начинать с введения 5-25% промывной воды от объема исходной, а затем добавлять коагулянт.
  9. Интенсифицировать коагуляцию можно воздействием электрического, магнитного полей, ультразвуком, ионизирующим излучением.

Осветление и коагуляция воды

Водоподготовка — это сложный многоэтапный процесс, объединяющий много методов очистки в зависимости от природы загрязнителей. Коагуляция при водоподготовке — это важная составная часть этого процесса. С ее помощью из воды удаляют взвешенные примеси, коллоидные, полимерные соединения, детергенты, способные в разных условиях изменять дисперсионную устойчивость, бактериальные и бактериологические загрязнения. При этом устраняется цветность воды, дезактивируются патогенные микроорганизмы. Для эффективного очищения воды сегодня необходимо использовать специальное комплексное оборудование с автоматизированными станциями приготовления, дозирования флокулянтов и коагулянтов (флоакуляция и коагуляция воды), поддерживающими оптимальные условия для осуществления эффективной подготовки воды к питьевому и хозяйственному потреблению.

Как работают коагулянты для очистки воды, виды и специфика

Что такое коагулянты, и какие они бывают


Коагулянты – это реагенты, которые склеивают коллоидные частицы в хлопья. Такие хлопья уже достаточно крупные и тяжёлые, поэтому воду после коагуляции можно очистить механическими способами.


Есть два вида коагулянтов: органические и неорганические. Органические – это полиэлектролиты и полимеры, которые делятся на искусственные и природные. Неорганические коагулянты – это минеральные реагенты, в основном, соли железа и алюминия. Их основное преимущество – цена. 


По сравнению с ними органические экономичнее и эффективнее в использовании, поскольку:


  • образуют меньше осадка, сам осадок содержит меньше жидкости и лучше поддается обезвоживанию – это снижает расходы на его удаление и утилизацию;


  • не меняют уровень pH – щелочные химикаты нужны по минимуму или не нужны совсем;


  • не добавляют в воду алюминий и железо – это упрощает этап очистки;


  • не вредят окружающей среде;


  • дают при меньших дозах более высокие показатели химических реакций и действуют быстрее.


Коагулянты бывают в форме порошка в мешках, раствора в канистрах и контейнерах, пасты в вёдрах или бочках. Раствор удобнее, поскольку уже готов к использованию. Порошок перед применением нужно развести в воде, но зато он дешевле.


Коагулянты Биомикрогели® получены из продуктов сельскохозяйственной переработки: яблочного и свекловичного жома, целлюлозы, крахмала

Как происходит коагуляция


Это процесс, когда под воздействием коагулянтов коллоиды теряют свой заряд, и уже при столкновении не отталкиваются друг от друга, а объединяются в группы и выпадают в осадок – коагулят. 


Коагуляция на примере отработанной СОЖ: коагулянты группируют частицы масла, они оседают, их удаляют из воды и приступают к её очистке

Преимущества коагуляции


  • Реагенты быстро растворяются, поэтому не нужно долго перемешивать.


  • Быстро разделяет жидкую и твердую фазу – коллоиды.


  • Продлевает срок службы фильтров прямой фильтрации.


  • Дешевле и проще в применении, чем промышленный метод ультрафильтрации и обратный осмос.



Коагуляция на примере очистки воды от СОЖ и нефтепродуктов:
коагулянт BMG P2 образует осадок меньше, чем за минуту 

Недостатки коагуляции


  • Требует предварительного анализа загрязнения жидкости и требований к её очистке. Только после этого можно подбирать вид реагента, рассчитать подходящую дозировку и строго ей следовать.


  • Образует осадок, который нужно отстаивать, убирать, фильтровать.


  • Удаляет часть взвеси, но в воде могут оставаться вирусы и бактерии – это недостаток для очищения питьевой воды.


  • Нуждается в дополнительном оборудовании – это недостаток для частных лиц, которые хотят наладить систему в домашних условиях.

Где и как применяются коагулянты


Они используются везде, где нужно сгущать вещества, осаживать взвешенные частицы в жидкости. В стройке они ускоряют схватывание бетона, в медицине нужны для повышения свёртываемости крови, в горном деле участвуют в обогащении минерального сырья. 


Но основная сфера применения – это очистка воды. Коагулянты используются в очистных сооружениях, бассейнах, для подготовки питьевой воды и обработки промышленных грязных вод, например, от нефтепродуктов.


Применение коагулянтов проходит в 4 этапа:


  • Выбор реагента и его дозировки в зависимости от назначения жидкости, степени её загрязнения, температуры и способа очистки.


  • Приготовление раствора и его введение в загрязнённую жидкость.


  • Поддержка оптимальных условий для протекания реакции: перемешивание, сохранение нужной температуры, рН. 


  • Удаление осадка с помощью отстаивания и фильтрации воды.



В очистных сооружениях коагуляция удешевляет обеззараживание вод и улучшает их качество – после неё нужно меньше хлорсодержащих веществ, а значит, от них будет меньше токсичных побочных продуктов

Заключение 


Коагуляция – важный этап перед водоподготовкой, который нельзя пропустить. Например, чтобы очистить водомасляную эмульсию, её нужно сначала разделить на воду и масло с помощью коагулянтов. При очистке питьевой воды, коагулянты удаляют органические примеси, которые мешают обеззараживанию. 


В промышленности этот процесс можно заменить ультрафильтрацией, в бытовой сфере – обратным осмосом. Но обе альтернативы значительно дороже и сложнее в использовании. Поэтому коагуляция остаётся самым выгодным методом для больших объёмов воды. Её можно сделать ещё эффективнее, добавив флокуляцию. Это склеивание хлопьев–коагулятов, чтобы они стали ещё больше, тяжелее и быстрее осели на дне. Подробнее мы расскажем об этом в статье о флокулянтах.

Коагуляция сточных вод

Коагуляция – это процесс химической обработки воды, используемый для удаления твердых частиц из воды путем управления электростатическими зарядами частиц, взвешенных в воде. Этот процесс вводит в воду небольшие высокозаряженные молекулы, чтобы дестабилизировать заряды частиц, коллоидов или маслянистых материалов во взвешенном состоянии. Выбор правильного коагулянта для системы повысит общую производительность системы и, в частности, улучшит эффективность удаления твердых частиц за счет повышения производительности фильтров и осветлителей.

Существует множество применений очистки сточных вод, требующих реакций коагуляции, таких как удаление коллоидных твердых частиц из воды, деэмульгирование масляных эмульсий («разрушение эмульсии») и устранение липкости краски. Существует также множество типов коагулянтов для удовлетворения конкретных потребностей процесса лечения. Как правило, коагуляция предшествует флокуляции в процессе химической обработки воды.

Частицы в воде несут на своей поверхности электростатический заряд. Общие примеры включают глину, кремнезем, железо, краски и даже масло. Эти мелкие взвешенные частицы стабилизируются во взвешенном состоянии и их трудно удалить механическими методами.

Взвесь твердых веществ в воде обычно содержит частицы различных размеров. Лабораторный анализ «распределения частиц по размерам» поможет определить размер частиц, а также относительное количество частиц каждого размера в суспензии.

Частицы размером более 100 мкм обычно считаются «осаждаемыми твердыми веществами» и легко осаждаются из суспензии. Частицы размером 10-100 мкм обычно считаются «мутностью» и часто устраняются в системе очистки сточных вод с коагуляцией. Частицы размером менее 10 мкм являются «коллоидными частицами», которые почти всегда обрабатываются коагуляцией, потому что удаление мелких частиц с использованием только механической обработки воды, такой как фильтрация, довольно дорого.

Диаметр

Частицы

Тип

Частицы

Время установления

на 1 м воды

 

10 мм

Гравий

1 секунда

Осаждаемые твердые вещества

1мм

Песок

10 секунд

100 мкм

Мелкий песок

2 минуты

Мутность

10 мкм

Ил, Пыль

2 часа

1 мкм

Глина

8 дней

Коллоидные твердые вещества

0,1 мкм

Коллоиды

2 года

 

Коллоидные частицы далее классифицируются как гидрофобные и гидрофильные коллоиды. Их соответствующий «ненавидящий воду» или «водолюбивый» характер важен при очистке сточных вод. Гидрофобные коллоиды не вступают в химическую реакцию с коагулянтом, в то время как гидрофильные коллоиды могут вступать в химическую реакцию с коагулянтом, используемым в процессе очистки. В результате гидрофильные коллоиды, такие как красители, требуют большего количества коагулянта, чем гидрофобные коллоиды.

Электростатические заряды частиц в воде соответствуют известному утверждению о магнетизме: «Подобное отталкивает подобное, а противоположности притягиваются». Для описания зарядов используются следующие термины: «катионный», который относится к положительному заряду, и «анионный», который относится к отрицательному заряду. Из-за химического состава воды большинство частиц несут отрицательный заряд.

В дополнение к положительному или отрицательному характеру заряда сила этого электростатического заряда называется «дзета-потенциалом». Прочность заряда очень важна при очистке сточных вод, поскольку более сильные заряды создают более стабильную взвесь частиц в воде. Дзета-потенциал измеряется по шкале от -61 → +61, где дальше от 0 находится более сильный отрицательный или положительный заряд с более стабильной взвесью в воде. Приблизительно к 0 частицы легко выпадают из суспензии, а при увеличении выше ±10 потребуется коагуляция.

Дзета-потенциал (мВ)

Стабильность частиц в суспензии

от 0 до ±5

Быстрая коагуляция или флокуляция

от ±10 до ±30

Ранняя нестабильность

от ±30 до ±40

Умеренная стабильность

от ±40 до ±60

Хорошая стабильность

В большинстве процессов химической обработки воды коагуляция должна происходить до флокуляции. При коагуляции дестабилизированные частицы начинают сталкиваться и образовывать небольшие массы, часто называемые «булавочными хлопьями» или «микрохлопьями», поскольку они едва видны невооруженным глазом размером около 50 мкм. Флокуляция – это процесс слипания частиц вместе с образованием более крупных агломератов. В этом процессе вводится большая молекула с электростатически заряженными участками связывания, чтобы притягивать противоположно заряженные частицы или микрохлопья. Сама реакция флокуляции хорошо видна, так как образующиеся «хлопья» легко отделяются от воды.

Обратите внимание, термины «Коагуляция» и «Флокуляция» часто используются взаимозаменяемо, но на самом деле это разные функции.

Существует множество коагулянтов для очистки сточных вод, для проверки при глубоком погружении. Ниже представлено введение в коагулянты, представляющие различные составы и плотности заряда.

Коагулянты на основе металлов составляют самую большую группу доступных продуктов. Продукты могут содержать только соли металлов (например, сульфат алюминия или хлорид железа) или продукты могут представлять собой полимеризованные соли металлов (например, полиалюминийхлорид или хлоргидрат алюминия).

Синтетические коагулянты могут нести очень высокую плотность заряда на относительно больших молекулах (таких как полиамин или полиДАДМАХ). В зависимости от состава некоторые синтетические производные могут вести себя как флокулянты.

Биополимерные коагулянты получают из природных источников. Ряд продуктов для очистки воды Dober получают из растительных источников (таких как лигнин, дубильные вещества и крахмалы). Существуют также полисахариды и другие природные биополимеры, полученные из животных, грибков и микробных процессов (для получения хитозана, пектина, каррагинана, подорожника и других).

Для этих источников и составов коагулянтов существует множество гибридов. Комбинируя два или более коагулянта, можно получить еще больше возможностей. Dober Water Treatment специализируется на использовании лучших характеристик коагулянтов для создания гибридов, оптимизирующих различные процессы очистки сточных вод.

На стенде можно проверить, как коагулянт поведет себя в процессе очистки сточных вод. Баночное тестирование является важным инструментом для сравнения продуктов, оптимизации производительности, оценки затрат на лечение и планирования операций.

 

Независимо от того, какой коагулянт используется в системе очистки сточных вод, реакции коагуляции требуют адекватного перемешивания. Типичными вариантами смешивания являются встроенный статический смеситель или бак для коагуляции с механическим смесителем. Выбор оборудования будет зависеть от общей конструкции системы и ее работы, но цель остается неизменной. Молекулы коагулянта должны взаимодействовать и сталкиваться с частицами в суспензии, чтобы разрушить коллоидную систему.

Исторически сложилось так, что коагуляция только с использованием солей металлов (квасцы, хлорид железа и т. д.) может привести к образованию избыточного ила для удаления или создать проблемы безопасности и токсичности ниже по потоку после очистки. Эффективная коагуляция может помочь стабилизировать эффективность очистки за счет изменчивости промышленных операций с заменой продукта, санитарными мероприятиями и изменениями потока. Выбор правильной стадии коагуляции улучшит всю систему очистки за счет более эффективного отделения твердых частиц.

 

Что такое коагуляция для очистки воды?

Об авторе:

Брайан Кэмпбелл является основателем WaterFilterGuru.com, где он ведет блог о качестве воды. Его стремление помочь людям получить доступ к чистой и безопасной воде проявляется в экспертном отраслевом освещении, которое он предоставляет. Подпишитесь на него в Твиттере @WF_Guru или свяжитесь с ним по электронной почте [email protected]

Коагуляция — один из распространенных методов, используемых водоочистными сооружениями для обеспечения потребителей питьевой водой безопасной и чистой питьевой водой. Этот метод часто используется одновременно с процессы, включая фильтрацию, дезинфекцию и отстаивание для удаления из воды отдельных загрязнителей.

В этой статье мы рассмотрим этот метод очистки воды: что это такое, как он работает и что удаляется в этом процессе.

Что такое коагулянт для очистки воды?

Сульфат железа, сульфат алюминия или хлорид железа, классифицируемые как соли алюминия или железа, являются распространенными коагулянтами для очистки воды.

Коагулянт – это химическое вещество, используемое для удаления взвешенных твердых частиц из питьевой воды. Они состоят из положительно заряженных молекул, которые помогают обеспечить эффективную нейтрализацию воды.

Как работает лечение коагуляции?

Коагуляционная обработка обычно проводится перед осаждением и фильтрацией. В процессе в воду добавляется коагулянт, положительный заряд которого нейтрализует отрицательный заряд взвешенных загрязнений.

Нейтрализация связывает взвешенные частицы (отсюда и термин). В комках, известных как «хлопья», эти частицы оседают на дно резервуара для обработки. Затем их легче отфильтровать из воды.

Во время этого процесса коагулянт быстро добавляется в воду и перемешивается, позволяя ему распределиться по всей пробе воды. Когда вода коагулируется, ее можно фильтровать через ультрафильтрационную или микрофильтрационную мембрану или средний фильтр для удаления осевших частиц. Воду также можно направить в отстойник, в котором тяжелые частицы осядут на дно, откуда их затем можно будет удалить.

Что удаляется при коагуляции?

Коагуляция наиболее эффективна при удалении взвешенных твердых частиц и природных органических веществ, таких как гравий, песок, водоросли, глина, железо, простейшие и даже бактерии. Многие из этих загрязнителей могут придавать воде неприятный вкус, если присутствуют в больших количествах, а также могут придавать воде коричневый или оранжевый цвет.

Однако не все загрязнения можно коагулировать за одно и то же время, поэтому наряду с этим методом очистки воды используются и другие методы очистки.

Гравий, песок и мелкий песок могут коагулировать во время нейтрализации в течение двух минут. Для сравнения, для водорослей, глины и простейших требуется до 2 часов.

Все остальное, что может коагулировать, требует гораздо больше времени: бактериям и водорослям диаметром 1 микрон требуется около 8 дней, чтобы коагулировать и осесть на дно водоема, а вирусам диаметром 0,1 микрона требуется 2 года, чтобы коагулировать и осесть . Вот почему дезинфекция необходима для более быстрого и эффективного уничтожения микробиологических загрязнителей.

При этом многие патогены прикрепляются к коагулированным частицам и удаляются во время фильтрации.

Коагуляция не гарантирует безопасность питьевой воды, но по-прежнему является важным процессом очистки воды. Он удаляет взвешенные вещества, которые затрудняют надлежащую обработку воды дезинфицирующим средством, и означает, что для дезинфекции воды можно добавлять меньше хлора.

Наряду с экономией денежных средств от этого процесса химической обработки муниципальные поставщики воды также могут гарантировать более безопасную питьевую воду, поскольку некоторые органические частицы могут вступать в реакцию с хлором с образованием опасного побочного продукта, известного как тригалометаны (ТГМ).

Какие типы коагулянтов наиболее распространены?

Наиболее часто используемым реагентом для коагуляции является сульфат алюминия. Сульфат железа, хлорид железа или алюминат натрия также являются популярными типами коагулянтов.

Рассмотрим эти коагулянты более подробно:

Сульфат алюминия

Сульфат алюминия доступен в нескольких формах, включая молотый, гранулированный или в виде блоков. При добавлении к естественно щелочной воде (которая обычно содержит бикарбонат кальция) сульфат алюминия образует хлопья гидроксида алюминия.

Сульфат железа

Сульфат железа — это тип коагулянта железа, который уступает по качеству после сульфата алюминия. Эта химическая комбинация часто используется в сочетании с хлором и может обеспечить более плотный флок, чем сульфат алюминия. Однако при этом образуется значительно более тяжелый гидроксидный шлам.

Хлорид железа

Хлорид железа является альтернативой сульфату железа, но менее популярен, так как хлорид может повысить коррозионную активность воды.

Алюминат натрия

Алюминат натрия представляет собой комбинацию оксида натрия и оксида алюминия. Твердые формы этого химического вещества обычно содержат 70-80% алюмината натрия, а жидкие формы содержат около 30% алюмината натрия.

Реклама

Как выбрать коагулянт для водоподготовки

Тип коагулянта, используемого вашим местным водоочистным сооружением, обычно зависит от наличия и доступности. Поскольку сульфат алюминия доступен, доступен по цене и высокоэффективен, он является предпочтительным выбором для очистки воды в общественных местах во всем мире.

Металлические коагулянты также являются одними из самых популярных для очистки воды. Однако также доступны синтетические коагулянты и биополимерные коагулянты (включая природные биополимеры, полученные из грибков, растений и животных). Их преимущество заключается в том, что они производят меньше шлама и создают меньше проблем с токсичностью или безопасностью.

Коагуляция — необходимый процесс очистки воды, но он не может работать сам по себе.