Коагулянт для очистки сточной воды — виды и принцип действия

Введение

Гальваника в виде трех своих основных направлений (гальваностегия, производство печатных плат, гальванопластика) является едва ли не главным поставщиком сточных вод, загрязненных ионами тяжелых металлов (никель, хром, медь, олово, цинк, кадмий, железо, свинец и пр.). Подобные сточные воды, кроме присутствия в них металлов,  характеризуются:

– сложным солевым фоном;

– наличием опасных анионов (фториды, цианиды).

Сточные воды гальванического цеха можно условно классифицировать по происхождению:

– низкоконцентрированные растворы из проточных ванн промывки деталей;

– среднеконцентрированные растворы из ванн улавливания (непроточных ванн промывки);

– высококонцентрированные отработанные электролиты.

По составу они могут быть:

– щелочные: от процессов обезжиривания изделий, аммиачного травления, цинкатного цинкования;

– кислотные: от травления изделий, сернокислого меднения, никелирования, кислотного цинкования;

– циансодержащие:  от процессов цианистого меднения, цинкования, серебрения;

– хромсодержащие: от процессов хромирования, пассивации, травления;

– фторсодержащие: от процессов травления.

По классификации Всемирной организации здравоохранения сточные воды, загрязненные тяжелыми металлами, отнесены к наиболее опасной для живых организмов группе. 

По шкале стресс-факторов они также занимают первое место (135) с большим отрывом опережая разливы нефти (75 баллов) и радиоактивные загрязнения (40 баллов).

На среднестатистическом гальваническом предприятии, работающем по технологиям и на оборудовании, оставшемся со времен Советского Союза, полезно используется около 30-40 % цветных металлов, 5-10% кислот и щелочей и только 2-3% воды. Также и многие вновь созданные гальванические производства не отличаются рациональностью.

В начале XXI века 75% водоемов Европейкой части России были загрязнены тяжелыми металлами. Ионы тяжелых металлов легче всего попадают в организм человека через воду и продукты питания (жирное мясо, молоко, рыба, грибы и пр.). Вдыхание пыли оксидов тяжелых металлов, как правило, менее опасно.

Тяжелые металлы в организме накапливаются и проявляют общетоксическое, аллергенное, мутагенное, тератогенное, канцерогенное действие. Токсичность вызвана их способностью образовывать сульфидные соединения и хелатные комплексы со многими веществами в организме, особенно с ферментами. Растения более индифферентны к тяжелым металлам, чем люди и животные, но также способны аккумулировать их.

Приведем примеры. Известно, что медь – сильнейший яд для низших растений и молодняка рыб. никель – аллерген, кадмий вызывает поражения костей, анемию и почечную недостаточность, хром (VI) блокируют многое ферменты печени, канцерогенен и мутагенен. Хром (VI) легче сорбируется организмом, чем хром (III) благодаря тому, что существует в виде анионов. Поэтому он легко проникает в клетки организма через анионпроницаемые мембраны, в то время как трехвалентный хром не может преодолеть кишечный барьер. При значениях рН основных жидкостей организма соединения шестивалентного хрома имеют более высокую растворимость, чем трехвалентного. После прохождения в клетки шестивалентный хром легко превращается в трехвалентный, повреждая затем ДНК, белки и другие составляющие клеток.

Исходя из этого сброс сточных вод гальванических производств без какой-либо нейтрализации (очистки) – преступление.

Методы очистки гальваностоков условно делятся:

– по природе: химические и физико-химические; 

– по стадийности: одно-, двух-, трехстадийные; 

– по форме конечного продукта: жидкая, твердая фаза и пр.

Наиболее удобна классификация по основному механизму нейтрализации стока. По ней можно выделить следующие методы:

– реагентные;

– электрохимические (прямой электролиз, электродиализ, гальвано- и электрокоагуляция);

– мембранные (ультрафильтрация, обратный осмос);

– адсорбционные (в т.ч. ионный обмен);

– экстракционные;

– выпаривание;

– вымораживание;

– биологические.

Для того, чтобы выбрать метод обработки стока необходимо определить:

– его средний состав;

– объем;

– режим поступления; 

– требования к результатам очистки со стороны Водоканала или Росприроднадзора, а также санитарные и технологические требования; 

– возможность (необходимость, рациональность) повторного использования очищенной воды; 

– наличие у предприятия пара, сжатого воздуха, необходимого количества электроэнергии, реагентов, площадей.

Важно, в конечном счете, найти баланс между экологией и экономикой. 

Схема известкового хозяйства с поступлением комовой негашеной извести

1 — автотранспорт; 2 — бункер; 3 — питатель; 4 — дробилка; 5 — элеватор; 6 — бункер-хранилище; 7 — вибратор; 8 — питатель; 9 — известегасилка; 10 — промежуточный бак; 11, 13 — насосы; 12 — бак с гидравлическим перемешиванием; 14 — дозатор; I — трубопровод подачи воды; II — подача известковой суспензии к смесителю

При больших расходах извести в трубопровод после фильтров дозируют известковое молоко, предварительно очищенное в гидроциклонах или вертикальных отстойниках.

В отличие от коагулянтов и извести сода и хлористый натрий являются хорошо рас­творимыми реагентами.

Кальцинированная сода дозируется в воду в виде 5-8%-ного раствора для улучше­ния коагуляции или для стабилизации воды.

Для приготовления раствора соды с целью улучшения коагуляции можно использо­вать то же самое оборудование, что и для извести. Это позволит оперативно переходить от использования извести к соде или наоборот, в зависимости от наличия реагентов.

Наиболее распространенным флокулянтом является полиакриламид (ПАА), по­ставляемый на станции очистки воды в виде гелеобразной массы.

ПАА хранится на станциях очистки в таре и растворяется в баках с механически­ми мешалками с числом оборотов вала 800-1000 в 1 мин. Срок хранения раствора ПАА на станциях очистки воды не должен превышать 15 суток (при большом сроке хранения ПАА стареет). Водные растворы ПАА не обладают коррозийными свойствами и дози­руются в воду с концентрацией 0,5-1%.

Из других флокулянтов наибольшее применение получили типа «Праестол», актив­ная кремневая кислота (АК), ВПК-402 и др.

Далее приведена технологическая схема установки системы НИИ КВОВ АКХ им. К.Д. Памфилова для приготовления АК обработкой жидкого стекла раствором серно-кислого алюминия. В расходных баках готовится 1,5-2,5%-ный раствор жидкого стекла и 1,5-3,5%-ный раствор сернокислого алюминия. Раствор сернокислого алюминия пода­ется в расходный бак установки АК от расходных баков коагулянтного хозяйства.

Основные производители

Главными производителями флокулянтов являются такие страны, как Япония, Франция, Великобритания, Финляндия, Южная Корея, США, Германия. В России представлена следующая продукция зарубежного производства: Besfloc (Бесфлок), Zetag (Зетаг), Praestol (Праестол) и другие марки. Рассмотрим подробнее тройку лидеров.

Besfloc (Бесфлок) – материалы производства южнокорейской компании Kolon Life Science, Inc. Они выпускаются в форме эмульсий, порошков, гранул, растворов. Применяются, главным образом, для доочистки после использования коагулянтов в нефтехимической, горнодобывающей, текстильной, целлюлозно-бумажной отраслях промышленности, при фильтрации коммунальных стоков.

Zetag (Зетаг) – полимеры от швейцарской фирмы Ciba Specialty Chemicals. Предназначены для ускорения процедуры устранения твердых взвесей, органических примесей. Обеспечивают выпадение твердой фазы в крупнофракционный осадок. Нашли применение при подготовке жидкости из водоемов для использования в коммунальном водопроводе.

Praestol (Праестол) – полимерные соединения, разработанные по совместной технологии Германии и России. Способствуют ускорению процесса фильтрации, уплотнению осадка. Уменьшают электрическую активность жидкости, обеспечивая более эффективное объединение загрязняющих частиц. Используются для очищения, дезинфекции жидкости питьевого назначения. Наиболее востребованы в коммунальном хозяйстве, химической, нефтехимической индустриях.

• https://zetsila.ru/%D1%87%D1%82%D0%BE-%D1%82%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%B5-%D0%BA%D0%BE%D0%B0%D0%B3%D1%83%D0%BB%D1%8F%D1%86%D0%B8%D1%8F-%D0%B8-%D1%84%D0%BB%D0%BE%D0%BA%D1%83%D0%BB%D1%8F%D1%86%D0%B8%D1%8F/
• https://ovteh.ru/blog/koagulyanty-dlya-ochistki-vody-chto-eto-takoe-vidy-v-chem-raznica-etih-vecshestv-i-flokulyantov
• https://diasel.ru/article/chto-takoe-koagulyaciya-vody/
• https://promhimsnab.ru/help/poleznye-stati/flokulyant_i_koagulyant_chto_eto_takoe_i_v_chem_raznitsa/
• http://global-aqua.ru/metody-i-tekhnologii/primenenie-koagulyantov-dlya-ochistki-v.html
• https://o-vode.net/ochistka/s-pomoshhyu-flokulyantov
• https://o-vode.net/ochistka/stochnye/metody/fiziko-himicheskie/koagulyatsiya
• https://tatsorb.com/blog/posts/flokulyantyi

Принцип действия

Частицы, находящиеся в воде во взвешенном состоянии, окружены водной пленкой с заряженными ионами.

Данная особенность не дает им контактировать между собой. Для нейтрализации заряда и скорейшего осаждения как раз и используются флокулянты.

Зная состав воды и сферу ее дальнейшего применения, выбирают положительно, отрицательно либо нейтрально заряженные реагенты.

Процесс флокуляции происходит в два этапа:

• Адсорбция действующего вещества на поверхности частиц.
• Формирование флокул (грязевых хлопьев).

Флокулянты обладают значительным молекулярным весом и имеют длинную полимерную структуру, за счет чего происходит образование своеобразных мостиков и разрушение водно-солевой оболочки.

Попадая в воду, способствуют склеиванию и объединению загрязняющих частиц. Соединения становятся более тяжелыми, плотными и начинают увеличиваться в размерах, давая возможность фильтрующим системам уловить их.

Флокулянты могут быть как массового, так и частичного действия. При необходимости провести осаждение только определенной группы веществ, применяется избирательная флокуляция. Востребован метод при необходимости разделить тонкие неорганические взвеси, а также для улучшения эффективности обогащения.

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.

Схема при использовании концентрированного коагулянта

1 — растворный бак; 2 — резервуар-хранилище; 3 — расходный бак; 4 — насос перекачки коагулян­та из растворных баков в резервуары-хранилища; 5 — канализационные лотки; 6 — водопровод; 7 — трубопровод к насосам-дозаторам; 8 — трубопроводы отвода раствора

В удаленных районах, где имеется достаточно электрической энергии и куда по­ставка реагентов затруднена, для обработки воды может быть применена электрокоагу­ляция. Электрокоагуляция, основанная на растворении алюминиевых или стальных эле­ктродов для получения Аl₂0₃ и Fe₂0₃, позволяет значительно уменьшить общую пло­щадь станции очистки, так как при этом отпадает необходимость в складах для хранения реагента, растворных и расходных баках. Однако вследствие большого расхода эле­ктроэнергии этот метод обработки воды применяется преимущественно на станциях не­большой производительности.

Использование очищенных гранулированных, хорошо растворимых коагулянтов позволяет перейти на их сухое дозирование в воду.

Применение сухого дозирования реагентов повышает точность дозирования и уп­рощает технологическую схему реагентного хозяйства, так как отпадают растворные и расходные баки.

Использование известкования воды для улучшения процессов коагулирования и стабилизационной обработки воды связано с необходимостью предварительного гаше­ния извести. Из-за малой растворимости извести ее. обычно дозируют в виде известко­вого молока, представляющего собой быстро расслаивающуюся суспензию. Поэтому в баках хранения известкового молока требуется постоянное перемешивание.

При сухом хранении строительную известь доставляют в негашеном виде на склад, примыкающий к помещениям, где расположено оборудование известкового хозяйства. С помощью грейферного крана известь загружается в приемный бункер для гашения. Га­шение извести производят при помощи известегасилок или шаровых мельниц. При при­менении комовой извести перед загрузкой в известегасилку требуется ее предварительное дробление в дробилках. После известегасилки концентрированное известковое молоко поступает в растворные баки-хранилища, а затем в гидравлическую или механическую мешалку, где разбавляется до 5%-ной концентрации; или циркуляционным насосом.

Недостатком сухого хранения извести является большое пылевыделение при про­изводстве работ и их трудоемкость.

Характеристики аппаратов известкового хозяйства

Марка аппарата	Производи­ тельность, т/ч	Габариты, мм	Мощность электродвига­теля, кВт
длина	ширина	высота
Известегасилка С-382	1,0	1770	1750	1540	2,8
Известегасилка СМ-1247	2-3	2800	996	1560	2,2
Шаровая мельни­ца СМ-432	0,5-1,9	5088	1800	1700	20
Стержневая мель­ница СМ-435	1-2,4	4925	1820	1700	20

Известегасилки применяют для приготовления известкового молока из извести-пушонки или быстрогасящейся комовой извести-кипелки. Для гашения извести в них по­дается холодная вода.

Шаровые и стержневые мельницы предназначены для мокрого измельчения и га­шения комовой извести. К ним подводится горячая вода. Мельницы применяются при больших расходах извести. При их применении увеличивается количество осадка в со­оружениях очистки воды. Для осветления известкового молока применяются гидроцик­лоны или вертикальные отстойники.

Обычно применяют гидроциклоны типа ГЦК с внутренним диаметром не более 250 мм. При необходимости устанавливают несколько гидроциклонов.

Известковое молоко на гидроциклоны подается насосами типа ФГ или ПС с напо­ром от 6 до 25 м. Слив осадка из гидроциклона производится обратно в бак неочищен­ного молока. Осветленное молоко подается в бак очищенного молока, а оттуда насосом- дозатором в обрабатываемую воду.

Вместо гидроциклона для осветления известкового молока можно применять вер­тикальные отстойники, рассчитываемые по восходящей скорости потока 2 мм/с.

При стабилизации воды известковое молоко должно вводиться перед фильтрами, что увеличивает нагрузку на фильтры по загрязнениям и уменьшает длительность их фильтроциклов. Поэтому при соответствующем обосновании применяется ввод раство­ра извести или очищенного известкового молока в трубопровод после фильтров.

При расходе извести на станции до 50 кг/сут по СаО допускается применение схемы, при которой известковое молоко из ящика для размыва теста подается в сатура­тор двойного насыщения для приготовления известкового раствора. Из сатуратора очи­щенный известковый раствор подается в дозатор.

Схема реагентного хозяйства с сухим хранением реагента (сернокислого алюминия)

1 — автосамосвал; 2 — склад; 3 — растворные баки; 4 — кран-балка с грейфером; 5 — насос; 6 — рас­ходные баки; 7 — насос-дозатор; 8 — воздуходувка; I — трубопровод холодной воды; II — трубопро­вод горячей воды; III — сжатый воздух; IV — раствор коагулянта

Схема приготовления коагулянта при сухом хранении, представленная на рисунке, целесообразна при расходе коагулянта до 5-6 т/сут. Транспортирование коагулянта по складу и загрузку в растворные баки осуществляют с кран-балкой и подвесным грейфе­ром емкостью до 0,5 м3 с помощью дистанционного пульта.

Склад коагулянта находится в неотапливаемом помещении. Высота склада должна позволять производить беспрепятственную выгрузку коагулянта и его транспортирова­ние по складу.

Площадь складов следует рассчитывать на хранение 30-дневного запаса, считая по периоду максимальной потребности реагента:

F_скл=1,15Q_сут. ДТ/10000ργh

где Q_cym— полная производительность очистной станции, м3/сут; Д- доза реагента, г/м3; Т — продолжительность хранения реагента, сут; ρ — содержание активного вещества в реагенте, %; γ — объемная насыпная масса реагента, т/м3; h-допустимая высота скла­дирования ~ 1,5-2,5 м.

Расходные баки находятся в отапливаемом помещении, отделяемом от склада капи­тальной перегородкой. Над этим помещением находятся обычно помещения для приго­товления или хранения других реагентов. Из растворных баков раствор коагулянта кон­центрацией 10-15% перепускается в расходные баки, где разбавляется до рабочей кон­центрации (4-10%). Для перемешивания раствора в нижнюю часть баков через систему труб подается воздух. Из расходных баков раствор коагулянта подается в смеситель на­сосом-дозатором либо кислотостойким насосом через дозатор любого типа. Количество расходных, растворных баков и насосов должно быть: растворных — 3, расходных — 2.

Схема организации реагентного хозяйства при мокром хранении коагулянта в рас­творных баках-хранилищах представлена на рис. 13.2. В этом случае коагулянт доставля­ется автотранспортом и загружается в растворные баки-хранилища, где растворяется и хра­нится в виде 15-20%-ного концентрированного раствора. Емкость баков-хранилищ рассчи­тывается на 30-суточный расход реагента. Количество баков должно быть не менее трех.

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.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 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.

Принцип работы препаратов для очистки искусственных водоемов

Коагулянты отличаются возможностью объединения микроскопических элементов различных загрязнителей, частиц биологического вида, тяжелых металлов или других мусорных отходов в объемную желеобразную консистенцию, преобразующуюся впоследствии в хлопья. Просачивающаяся сквозь систему фильтрации взвесь станет удерживаться сеткой, переставая осуществлять циркуляцию в водной среде бассейна. Верхнюю пленку при обработке коагулянтами снимают сачком, а дно и загрязненные поверхности дополнительно нуждаются в очистке. Использование таких реагентов для обработки водной среды в искусственных водоемах предоставляет возможность содержать бассейн в надлежащем состоянии, согласно гигиенических и технических нормативов.

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.

Коагулянты и флокулянты в процессах очистки воды

С точки зрения химии, коагулянты и флокулянты – неорганические соли, при соприкосновении с водой образующие элементы с зарядом, противоположным тому, который имеют частички присутствующей в жидкости взвеси. Благодаря разности потенциалов, «очиститель» притягивает загрязнения, объединяя их в конгломераты, которые несложно удалить из емкости.

Коагулянтами являются соли слабых оснований, которые, смачиваясь, переходят в нерастворимое состояние. В промышленности применяют составы на основе:

• сульфата, гидроксохлоида и гидросульфата алюминия;
• сульфата и хлорида железа.

Эти соединения качественно работают и не требуют значительных затрат. Наряду с загрязняющими веществами препараты связывают ионы жесткости, тяжелых металлов, органику, что обеспечивает прозрачность воды и удаление примесей. На водоканалах и для очистки бассейнов вводят реагенты на базе гидроксохлорида алюминия, поэтому в пробах может фиксироваться незначительное превышение этого вещества.

Чем можно бороться с вредными элементами в бассейне?

Способы борьбы с загрязнением бассейна можно подразделить на такие виды:

• Химические;
• Механические;
• Инновационные.

Используя эти средства, можно достичь немалых результатов, но лучшие результаты показали коагулянты. Преимуществами таких средств является:

• Снижение частоты чистки искусственного водоема;
• Эффективность;
• Использование меньшего количества реагентов;
• Приемлемая стоимость;
• Быстрое образование хлопьев;
• Универсальность применения;
• Происходит качественная очистка воды даже при низком температурном режиме;
• Уменьшение периода отстаивания налета.

Стоки вод являются устойчивой агрессивной средой, разрушение которой обеспечивают коагулянты, сформировав крупные элементы для того, чтобы в дальнейшем вывести их при помощи фильтрации.

Применение коагулянтов не лишено недостатков, к которым относят:

• Трудоемкость налаживания водоочистительного процесса;
• Точное соблюдение дозировки;
• В результате использования коагулянтов появляется много вторичных отходов, нуждающимся в дополнительной фильтрации.

Коагулянты могут производиться на основе хлоридов, сульфатов или полиоксисульфатов на основе металлов:

• Магния;
• Алюминия;
• Титана;
• Железа.

Преимущества органических и неорганических коагулирующих препаратов

Все средства, используемые для очистки грязной или помутневшей воды, можно подразделить на органические и неорганические. К преимуществам органических коагулянтов можно отнести:

• Долгосрочность эффекта;
• Высокое качество коагуляции;
• Снижение остаточного содержания солевых составляющих;
• Низкое остаточное содержание металлов;
• Быстроту образования хлопьев.

Попадая в почву, такой реагент не вызывает нарушений в структуре окружающей среды. Из-за удобства и скорости растворения таких веществ, не требуется длительное перемешивание. Дополнительные средства для защиты при использовании коагулянтов органического типа не требуются, но вот руки и глаза при работе с реагентами лучше все же защитить.

Популярными используемыми неорганическими реагентами можно считать:

• Диоксид титана;
• Сульфат алюминия;
• Сульфат железа.

Первый вариант отличается самой высокой эффективностью очистки водной среды. Он обладает сильным бактерицидным действием. Препарат, созданный на основе этого активного вещества, можно использовать без предварительного хлорирования воды. Диоксид титана уменьшает время отстаивания, что выгодно отличает его от других соединений. Высокая стоимость этого средства делает его менее популярным среди наших соотечественников. После применения препарата на основе этого реагента, вода становиться питьевой, что в большинстве случаев является неподходящим для бассейнов. Жители загородных коттеджей предпочитают бюджетные варианты.

Сульфат алюминия можно разводить в воде без применения длительного отстаивания, а стоимость его намного ниже предыдущего вида очистителя. Препараты на основе этого реагента чувствительны к наличию в воде щелочных или кислотных составляющих. При низком температурном режиме использовать препарат для очистки воды не рекомендуется.

Оптимальным вариантом в ценовом сегменте и эффективности очистки воды является сульфат железа. Применение препаратов на его основе позволяет устранить маслянистые пятна, неприятный запах сероводорода и снизить содержание тяжелых металлов в водной среде.  Недостатком такого средства станет неполного его растворение. В воде может оставаться небольшой процент осадка реагента.

Как это происходит?

В составе очистных комплексов существует отдельное подразделение, которое называют реагентным хозяйством. Коагулянты могут храниться в полностью растворенном виде или в форме твердого концентрата, помещенного в насыщенный раствор.

Резервуары размещены в помещении или около него в накрытом состоянии. Растворы готовят заранее путем перемешивания сжатым воздухом, мешалками, имеющими лопастную или пропеллерную форму.

Приготовленные жидкие смеси перекачивают в другие резервуары (расходные баки), откуда дозированно вливают в сточные воды.

Массовая доля коагулянтов в растворе может достигать 10 %, флокулянтов – 1 %. Обработку сточных вод реагентами проводят в специальных резервуарах (смесителях), которые делают со следующими конструктивными особенностями:

• перегородками;
• дырками;
• шайбами;
• пропеллерными мешалками;
• лопастями.

Важно! Растворы в смесителях пребывают на протяжении максимум 2 минут, затем по лоткам или трубам поступают в камеры, где образуются хлопья, или сразу в осветлители. Проходная способность участков, через которые подается смесь сточных вод с реагентами, рассчитывается таким образом, что бы поток перемещался со скоростью 1 м/с, поступал в следующий отсек не более чем за 2 минуты

Проходная способность участков, через которые подается смесь сточных вод с реагентами, рассчитывается таким образом, что бы поток перемещался со скоростью 1 м/с, поступал в следующий отсек не более чем за 2 минуты.

Главная стадия очистки – формирование хлопьеобразных агрегатов осуществляется в камерах со следующими конструкционными решениями:

• водоворотами;
• перегородками;
• вихрями;
• механическими мешалками.

Водоворотные камеры имеют вид цилиндра, в которой сверху подается вращающийся поток сточных вод с коагулянтом.

Внизу расположена конструкция для уменьшения вращения раствора, который пребывает в емкости на протяжении 20 минут.

Камеры с перегородками имеют вертикальные или горизонтальные коридоры, по которым перемещается водный поток. Жидкости перемешиваются на поворотах, их количество достигает 8 штук.

В первом коридоре скорость потока равна 0,3 м/с, в последнем она уменьшается в 3 раза. Ширина коридорных протоков не бывает меньше 0,7 м, длина варьируется, зависит от размеров отстойника. Время пребывания очистных вод в камере может достигать получаса.

В вихревой камере, имеющей вид расширяющегося к верху конуса, вода подается в нижнюю часть со скоростью, достигающей 1,2 м/с, в верхнем слое, там где поток выпускают из камеры, его скорость достигает 5 м/с. Продолжительность пребывания растворов в емкости составляет 10 мин.

В камерах, оснащенных лопастными мешалками, сточные воды перемещаются со скоростью до 0,2 м/с, находятся в них на протяжении получаса.

После формирования хлопьев приступают к их удалению, в результате которого сточные воды осветляются. Процесс проводят в отстойниках горизонтального, вертикального или радиального вида.

Образовавшийся шлам отсасывают естественным или принудительным образом. Понятно, что второй вариант уплотняет осадок эффективнее.

В целом метод коагуляции приводит к ощутимому удалению примесей, находящихся в мелкодисперсном или эмульгированном виде.

Многостадийность процесса, необходимость постоянного контроля концентраций добавочных реагентов, интенсивности перемешивания и хлопьеобразования не позволяет считать метод очистки простым и легким в исполнении.