Нормативы предъявляемые к качеству питьевой воды, регламентированы ГОСТом 2874-82 и ГСанПиН. Жидкость перед подачей в водопровод многоступенчато очищается, коагуляция воды – это этап водоподготовки, способствующий быстрому осаждению примесей при дальнейшей фильтрации.

Рассмотрим, насколько метод эффективен, положительные стороны и минусы его применения, а также что значит флокулянты. Выясним какие бывают коагулирующие соединения.

Коагулянты что это

Самым известным способом химической очистки воды, является хлорирование, которое постоянно используют с 1905 года, затем идут всевозможные фильтры, не всегда задерживающие взвеси размером от 1-100 нм. Для предочистки H2O до удовлетворительных органолептических показаний (цвет, мутность, вкус и запах), применяют коагулянты (неорганические соли) – это биоциды подавляющие жизнедеятельность патогенных микроорганизмов.

Коагуляция воды – это провоцирование свертываемости и образование сгустков из взвешенных, коллоидных частиц, которые не в состоянии захватить фильтры. Применяют для очистки H2O для промышленных, хозяйственно-питьевых целей и дестабилизации примесей в бассейнах, насколько эффективен процесс, зависит от количества добавленных реагентов и значения pH.

Флокулянт это

Вспомогательное действие коагуляции, оказывает реакция флокуляции, способствующая устранению мутности. Клетки отмершей органики легко отфильтровываются с помощью обратного осмоса, но бактерии и дрожжи образуют мелкие мономерные структуры. Для их удаления используют коагуляцию и флокуляцию, процессы не дающие засорятся фильтрам, увеличивающие скорость очищения.

При добавлении в жидкость флокулянта для очистки воды (силиката натрия, полиакриламида или полиэтиленоксида) и медленного перемешивания, происходит прикрепление вещества к микрохлопьям и слипании их друг с дружкой. В результате образуются видимые рыхлые соединения, которые выпадают в осадок.

Доступный ответ, что такое флокуляция – это недорогой и эффективный метод очистки воды, при котором происходит контактирование, а затем связь мельчайших частиц патогенных организмов, приводящая к образованию крупных хлопьев. Непременное условие – неспешное перемешивание.

Принцип работы коагулянтов

Все мельчайшие частицы микроорганизмов в H2O имеют отрицательный заряд и отталкиваются одна от другой, поэтому применение флокуляции, без их предварительной дестабилизации – не даст никакого результата. Коагуляция воды – это первый этап предочистки, заключается в добавлении в жидкость коагулянтов (веществ с положительно заряженным атомом).

Оказавшись в H2O, они притягивают вредоносные структуры, важно, что всего 1 молекула с плюсовым зарядом присоединяет к себе несколько патогенных микромолекул. После соединения процесс занимает не больше 5 минут, при котором:

  1. Вода становится мутной из-за растворенных солей – FeSO4 → Fe3+ + SO42-.
  2. Происходит реакция с жидкостью, образование нерастворимых частиц – Fe2+ + 2H2O → Fe(OH)2 + 2H+.
  3. Параллельный процесс: взаимодействие ионов водорода с углекислотой – H+ + HCO3- → H2CO3 → CO2 + H2O.
  4. Двухвалентная гидроокись железа окисляется до трехвалентной (малорастворимой и устойчивой) – 4Fe(OH)2 + O2 + H2O → 4Fe(OH)3.

Чем щелочнее среда, тем быстрее протекает реакция, больший осадок образуется, на очистных сооружениях этого добиваются путем известкования. В отличие от флокуляции требуется быстрое перемешивание жидкости.

Основные виды коагулянтов

С латинского языка, слово «coagulatio» переводится, как свертывание. Вещества назвали коагулянтами – за коагулирующую способность образовывать в процессе химических реакций нерастворимый осадок, легко отфильтровывающийся угольным фильтром. Метод очистки воды коагуляцией и флокуляцией применяют не только в промышленных масштабах, но и при устройстве частных канализационных сетей. Виды коагулянтов.

  1. Органические коагулянты.
  2. Неорганические коагулянты.

Органические коагулянты

Катионные полимеры, создают из природных веществ, используются в промышленности и применяются в быту. Нейтрализуют вредные коллоидные взвеси, исключительно положительно заряженным ионом.

В отличие от неорганических коагулянтов действуют намного быстрее, при реакции сильно уменьшаются в размерах, на дно выпадает небольшое количество хлопьев (из-за отсутствия гидроксидов). Делятся реагенты на 2 группы:

  • природные – это крахмалы, альгинаты, которые добывают из водорослей, растений, продуктов жизнедеятельности животных;
  • искусственные – изготавливают из органических синтетических молекул, имеющих катионные свойства. Это растворы отличаются концентрацией, в твердом виде они не существуют.

Свойство органических коагулянтов в неспособности изменять pH воды, не влиянии на содержание солей, незначительном осадке. Высокомолекулярные вещества уничтожают запах сероводорода, убирают из воды излишки хлора и другие малоприятные ароматы, но их применение не рентабельно.

Неорганические коагулянты

Это катионы железа (сульфат, хлорид) и алюминия (гидроксохлорид, гидроксосульфат), их используют из-за эффективности и стоимости. Рассмотрим каждый из них:

  • хлорное железо FeCl3 – темные металлические кристаллы с гигроскопичным эффектом, очищающие воду от крупных примесей, уничтожающих сероводородный «аромат»;
  • сульфат железа FeSO4 – кристаллическое вещество, эффективен коагулянт для очистки сточных вод, канализации, хорошо разбавляется в любой жидкости, благодаря низкому уровню вязкости;
  • оксохлорид алюминия (ОХА) Al(OH)mCl3n-m – реагент нового поколения, жидкость светло-зеленоватого или желтоватого цвета. Им обрабатывают воду с органикой;
  • гидроксохлорсульфат алюминия (ГСХА) Aln(OH)(3n-m)Clm – выпускается в виде гранул или прозрачного раствора. Эффективна обработка бассейнов от цветения, подходит для коагуляции сточных вод;
  • сульфат алюминия Al2(SO4)3 – сложное соединение алюминиевой соли которым очищают питьевую воду.

Применение неорганических коагулянтов для очистки сточных вод в текстильной, бумажной и пищевой промышленности, в системах водоснабжения и водоочистки различных масштабов обусловлено легкой добычей, растворению при невысокой температуре 30-40 градусов.

За и против

Современное фильтрующее оборудование для дома или очистительных станций не способно отсеять частицы размером 4-6 мм в минус четвертой степени. Для очистки воды от коллоидных примесей токсичных веществ органического и неорганического происхождения помогают только реагенты.

Жидкость очищается качественно, использование природных коагулянтов поднимает стоимость процесса, применение синтетических удешевляет его.

Преимущества неорганической коагуляции и флокуляции:

  • универсальный метод – подходит для всех загрязнений;
  • эффективность – благодаря процентности активных веществ;
  • качество – даже хлорирование не способно уничтожить столько бактерий;
  • доступность – объясняемая простой добычей.

Широкий диапазон температуры, при которой возможно провести реакцию, удобные упаковки для жидких и твердых коагулянтов, а также их низкое остаточное содержание – это основные плюсы применения реагентов. 3 незначительных минуса процесса:

  1. Строгое соблюдение дозировки.
  2. Последующее фильтрование большого количества отходов.
  3. Дорогие установки для частного применения.

Не придерживаясь пропорций, можно не добиться никакого результата или отравить воду, а объемный осадок требует задействовать механическую очистку. При очистке H2O из скважины, вещество небольшими порциями добавляют прямо в трубопровод до установки системы фильтрации или покупают специальные очистительные установки.

Контактная коагуляция воды что это такое

Метод применяемый в промышленности, выгодный благодаря небольшому количеству используемых реагентов, сокращению площади для очистных сооружений и использованию осветлителей. Контактная коагуляция воды – процесс протекающий непосредственно в фильтрующем устройстве, где вода подается снизу вверх, а коагулянт реагирует с уже сложившимися хлопьями, взвешенными частицами, зернистыми частями установки.

Между пористыми вкладками фильтра реакция коагуляции протекает быстрее, реагента требуется на 15% меньше, нет такой зависимости от температуры и щелочности, как при обычном процессе.

Более понятными словами, – на зернах фильтра образуется дополнительный фильтрующий слой из Al(OH)3 или Fe(OH)3, не требуется осаждение хлопьев, осветление жидкости в громоздких отстойниках.

Электрокоагуляция

Способ заключается в погружении в воду электродов из стали или алюминия и подачи на них постоянного электрического тока. Метод не считают высокопроизводительным. В результате реакции образуются положительные ионы железа и отрицательные катионы щелочи, взаимодействующие между собой с образованием гидроксидов. Образованные нерастворимые хлопья имеют коагулирующую активность.

Метод не нашел применения для очистки питьевой воды, из-за контроля над многими характеристиками, но для удаления нефтепродуктов и фенолсодержащих веществ, он действенный на 99%.

Энергоёмкий процесс (большое энергопотребление, листового металла) отличается низкой производительностью, образованием неутилизируемых отходов и повышенной взрывоопасностью. С другой стороны конструкция простая, не требующая закупки реагентов, а ионы кислорода появившиеся в результате электролиза обеззараживают H2O.

Влияние на эффективность и интенсивность процесса коагуляции в воде

Для того чтобы добиться максимум эффекта от применения коагулянтов и флокулянтов, необходим комплексный подход. Сюда входят специальные установки из отдельных вертикальных емкостей сопряженных между собой, в 1 добавляют коагулирующий раствор или гранулы, во втором происходит реакция, в третьем осаждается осадок.

Расчетные и монтажные работы доверяют специалистам, в противном случае можно не дождаться эффекта. Факторы влияющие на действие реагентов:

  • состав и количество вещества;
  • температура (коагулянты для очистки сточных вод работают только при +10 – +40 градусах);
  • интенсивность перемешивания на разных этапах, при коагуляции большая, при флокуляции меньшая;
  • уровень рН, в зависимости от показателей лабораторного исследования жидкости выбирают гидроксид алюминия или соединения железа;
  • подкисление или ощелачивание воды перед очисткой;
  • добавление флокулянтов через 3 минуты после коагулянтов, ускорит образование хлопьев.

В целях экономии 30% реагента и быстрого осаждения, в H2O подливают промывную водичку и шлам из отстойника, а повысить интенсивность реакции действием электрического и магнитного полей, ультразвуком и ионизатором. Вовремя удаленный осадок, также влияет на процесс коагуляции, на 1 человека в сутки его количество составляет: 0,08 л после магистрального фильтра; 0,05 биофильтра; 0,03 после аэрации.

Критерии выбора

Из-за узкой специализации коагулянтов, перед очисткой воды, сделайте ее лабораторное исследование на наличие солей, щелочность, органики и других веществ. Если нет возможности заниматься анализом, полистайте справочники или проконсультируйтесь у продавцов реагентов и систем для водоочистки.

Использование сульфатов железа и алюминия приведет к очистке, обезжелезиванию и умягчению жидкости. Это не всегда подходит владельцу, сильно умягченная вода – это коррозия в водопроводных трубах, в водонагревательных баках.

Выбирайте коагулянты и флокулянты с дозатором, инструкцией от производителя, правильное количество веществ поможет избежать разочарований при ожидании эффекта. Малая доза неспособна образовывать крупные конгломераты улавливаемые фильтрующими установками. Большое количество, а особенно применение соли алюминия при постоянном употреблении, способно вызвать неврологические проблемы, нарушение обмена веществ в организме, даже появление болезни Альцгеймера.

Осветление и коагуляция воды

Технология приготовления раствора для очистки водички с помощью коагулянтов и флокулянтов – должна строго контролироваться специалистами по водоподготовке. Предочистка природной и сточной H2O – важна для человека и применяется на очистных комплексах, в промышленности.

Максимально точное дозирование, смешивание, оптимальные значения температуры и рН – это обязательные условия для эффективности осветления и коагуляции воды. Ускорит реакцию флокуляция, ультразвуковое, магнитное, электрическое поле.

Очистка позволяет избавиться от нефтепродуктов, токсичных и бактериальных веществ находящихся во взвешенном состоянии и не улавливаемых фильтрами. Коагуляция – это улучшение качества, экологическая безопасность, которые влияют на здоровье, позволяют очищать воду в местности, где она малодоступна.