Итак, рассмотрим начальный этап водоподготовки.
Система очистки воды бассейна включает в себя:
а) сетчатые фильтры (префильтры) - первая грубая очистка;
б) установку дозирования коагулянта (флокулянта);
в) насыпные фильтры (фильтровальную установку).
Разберемся в терминах.
Фильтрование воды - отделение примесей, частей или микроорганизмов от воды через слой пористого материала или сетку.
Коагуляция или флокуляция - процесс объединения мелкодисперсных частиц в агрегаты вследствие сцепления их при соударениях (в том числе с участием коагулянтов и их полимерных аналогов - флокулянтов), сопровождаемый появлением хлопьевидных образований (флокул).
Коагуляция
- процесс укрупнения коллоидных и взвешенных частиц.
Коагулянт - вещество, стимулирующее укрупнение и осаждение взвешенных и коллоидных частиц, находящихся в воде.
Если даже вода чистая, при добавлении коагулянта образуются хлопья, что в любом случае будет провоцировать дальнейшую промывку фильтра.
Виды коагуляции: в объеме и контактная
Объемный вид коагуляции. Есть несколько емкостей, первая называется смеситель (сюда добавляются разбавленный коагулянт). Вторая емкость носит название - отстойник, сюда переливается смешанная с коагулянтом вода из первого бака и находится здесь 2-3 часа (в зависимости от системы водоподготовки). Происходит отстаивание хлопьев и прочих примесей с последующим отсевом. После этого чистая вода переливается в третий объем. Недостатком данного вида коагуляции является минимально необходимое время для отстаивания коагулянта.
Контактная коагуляция - это коагуляция, происходящая на зёрнах загрузки механических фильтров. Коагулянт при этом вводится непосредственно перед механическим фильтром. Центрами коагуляции служат зёрна загрузки и адсорбированные на них частицы. Процесс роста хлопьев в этом случае резко ускоряется.
Преимуществами контактной коагуляции являются:
- более высокая скорость процесса;
- ввод реагента непосредственно перед механическими фильтрами, отказ от использования отстойников для формирования и осаждения хлопьев осадка,
Недостатки:
- быстрое загрязнение обычных фильтров;
- частая регенерация;
- возможность проскока реагента при неправильном подборе режима коагуляции/фильтрования.
Проверить идёт ли контактная коагуляция или нет, можно проанализировав воду на содержание коагулянта после механических фильтров. Существует риск применения коагулянта для объемной коагуляции (увеличенное время образования хлопьев).
Места ввода коагулянта определяют следующим образом:
а) место ввода реагента при нормальной работе бассейна в режиме циркуляции определяют по принципу осуществления контактной коагуляции в слое фильтрующей загрузки, т.е. устройство впрыска насоса - дозатора коагулянта (флокулянта) выполняют на прямолинейном участке трубопровода подачи воды - перед фильтрами, но строго после циркуляционных насосов (во избежание разрушения образующихся хлопьев);
б) при первоначальном заполнении бассейна или в процессе специальной обработки воды коагулянт допускается вводить непосредственно в ванну бассейна.
Коагулянты
- сульфат алюминия (применение – дельфинарии),
- полиоксихлорид алюминия,
- полисульфосиликат алюминия (более современные),
- алюминат натрия,
- гексагидрат хлорида железа (III),
- сульфат железа (III).
Принцип процесса коагуляции состоит в гидролизе при добавлении солей в воду. Данная реакция происходит ступенчато в три этапа. Финальный Al(OH)3| - те самые хлопья, абсорбирующие на себе частицы примесей:
Су Al3+ + H2 O = Al(OH)2+ + H+
Al(OH)2+ + H2O = Al(OH)2+ + H+
Al(OH)2+ + H2O = Al(OH)3| + H+
Или суммарное уравнение:
Al3+ + 3H2O = Al(OH)3| + 3H+
Гидроксид алюминия Al(OH)3 образуется при значениях рН от 5,5 до 7,5.
При более низких значениях осадок не образуется, а при повышении значения рН выше 8,5, образованный гидроксид алюминия растворяется с образованием алюминатов.
На что обращается внимание по коагулянтам: массовая доля оксида алюминия (чем выше концентрация, тем лучше). Происходит запрос паспортов (если отечественный) или сертификатов (если импортный продукт) качества и происходит сравнение показателей. Отечественный продукт разделяют по основности на среднюю и низкую. Реагенты высокой основности, более эффективной, как правило, импортные. Если водородный показатель меньше 1,5 – то реагент низкоосновный, не такой эффективный. Средний показатель 2 - 3 единицы. Высокий 3,5 - 4 (импортные реагенты, высокоэффективные) более дорогие, но зато экономичные по расходу.
Основными документами, подтверждающим безопасность продукции в настоящее время являются свидетельство о государственной регистрации и паспорт безопасности продукции.
Флокуляция
- агломерация частиц с применением флокулянта.
Флокулянт - вещество, вызывающее интенсивное образование рыхлых хлопьевидных агрегатов в результате агломерации находящихся в воде мелких взвешенных частиц.
Агломерация - соединение мелких хлопьев или частиц взвешенных веществ с образованием больших хлопьев или частиц взвешенных веществ в воде.
Флокулянты дорогие, но их требуется меньшее количество для образования флокул, которые существенно крупнее хлопьев, полученных путем добавления коагулянта. Для адсорбции их потребуется меньше число, что делает их применение в разы эффективнее.
Флокулянты твердые (в форме таблеток и картриджей), всегда следует обращать внимание на состав. Если там есть алюминий, то это скорее всего сульфат алюминия, который относится к коагулянтам. Если алюминия нет в составе, а имеются органические соединения, то есть флокулянт. Рекомендуется применение в холодных бассейнах, где процессы замедленны, следовательно, образование хлопьев происходит дольше.
Акриламид (2-пропенамид) СН2=СН-C(O)NH2
Применение флокулянтов влияет на прозрачность, мутность, окраску и цветность воды. По СанПиНу нормируются цветность и мутность.