1. Что такое коагуляция и для чего нужна
Уже много раз говорили о том, что вода, которая поступает из любого источника, обязательно должна пройти обработку перед использованием. Почему же это так важно? Дело в том, что вода может содержать большое количество разнообразных примесей, которые не всегда видно невооруженным взглядом. Речь идет не только о неорганических соединениях, но и растворенных газах, органике, взвешенных частицах. Если любой из присутствующих в воде элементов имеет повышенную концентрацию, то значит может нанести ущерб. В чем это проявляется? В негативном влиянии на организм, обострение болезней и появление новых, разрушение иммунной и нервной системы, проблемы с желудком и еще много других неприятных проявлений. То же самое касается и оборудования, когда образуются налеты, коррозии. Если такая вода сливается в канализацию и утилизируется в природные ресурсы, то страдает окружающая среда. А это неприемлемо по санитарным нормам.
С устранением примесей справляются фильтры и реагенты. Но химические вещества довольно токсичны и могут еще более ухудшить состав воды. Что касается фильтрующих установок, то они не всегда подходят для всех сфер. Некоторые технологии очистки просто не выгодно использовать в бытовых условиях или их требования к установке невозможно удовлетворить. Например, если фильтры габаритные. К тому же не все элементы способны удалить фильтры без дополнительной помощи. А именно это взвешенные частицы.
Внешне в воде они могут давать мутность, но зависит от концентрации. Что же собой представляют такие частицы? Это очень мелкие элементы с низким весом и маленьким диаметром. К тому же, все имеет одинаковый отрицательный заряд. Взвеси просто находятся в воде в постоянном движении. Из-за одинакового заряда частицы постоянно отталкиваются друг от друга. А маленький вес не позволяет выпасть в осадок. Поэтому они постоянно находятся в воде, двигаясь хаотично. Обычные фильтры не могут с ними справиться. Потому что коллоидные вещества слишком мелкие, они их просто пропускают. А так как нет осадка, то и впитать не могут. Поэтому для таких загрязнений требуется свой подход к удалению.
Взвеси могут находится в любой воде. То есть в наземные водоемы они попадают весной, при таянии снега. Так же загрязняются от дождя, сливе сточных вод. Подземные источники впитывают взвеси из породы, проходя различные пласты. Водопроводная вода набирает взвеси из трубопровода. Источников, откуда могут появится взвешенные частицы много. И если вода стала мутной, её отправляют на анализ. По результатам проверки будет известна концентрация.
Методов для удаления взвешенных частиц несколько. Но самым известным и оптимальным решением станет коагуляция. Данная технология применяется довольно давно и может использоваться в разных сферах водоподготовки. Что же это за метод такой? Это способ, который позволяет объединить мелкие элементы между собой, чтобы они выпали в осадок. Который потом убирается обычным фильтром. Технология может применяться для фильтрации воды для питья, технической, для удаления взвесей из стоков.
Взвеси могут быть разного типа. Есть жесткие, коллоидные, и жидкие, например, смола. Удаление таких частиц необходимо по нормативам использования воды. Причем, они недопустимы для любого типа воды.
Метод коагуляции используется для первичной обработки воды. Это может быть единственный вариант очистки или совмещение с другими фильтрами. Используемые в процессе вещества-коагулянты, имеют расширенные технические характеристики. Это искусственный материал. И благодаря этому время на очистку от взвесей значительно сокращается. Для коагуляции используется специальное оборудование, которое можно автоматизировать. Такой вариант очень удобен для крупных производств, где необходима высокая производительность. Кроме удаления взвешенных частиц, коагулянты способны убрать часть солей кальция и магния, что делает воду более мягкой. Позволяет удалить бактерии и вирусы. Но все же основной акцент ставится на удаление взвешенных частиц. Поэтому если в воде обнаружены взвеси, процесс коагуляции станет незаменимым в этапах водоподготовки.
2. Какие бывают типы коагулянтов
Для коагуляции необходимы специальные вещества-коагулянты. И так как взвеси могут находится в разной воде и используется она для разного назначения, коагулянты тоже имеют различия. Есть два основных вида-это органические и неорганические. Неорганические – это искусственные или синтетические вещества. А органические-это специальные полимеры. Наиболее известными коагулянтами являются элементы с железом и алюминием. Представляют собой сульфаты. Считаются самыми оптимальными и доступными. Если необходима фильтрация воды для питья, то лучше выбрать органические коагулянты. Да, они будут дороже и с более высоким расходом, но при этом безопасны. Конечно, экономическая составляющая является не последним критерием выбора. Поэтому стоит рассчитывать все затраты заранее.
Самыми популярными коагулянтами являются хлорное железо и его сульфат. Сульфат железа чаще используется при фильтрации от взвесей сточной воды. Хлорное железо больше эффективно для очистки от сероводорода. Еще один известный коагулянт –сульфат алюминия. Им можно фильтровать воду, которая используется для питья. То есть веществ, которые помогут устранить взвеси много. Но их выбор зависит от типа очищаемой воды.
Так как же подобрать коагулянт? Несмотря на многочисленные положительные моменты, коагулянты все же имеют узкое направление. То есть определенное вещество больше подходит для очистки от конкретного типа взвесей. Потому важным моментом будет сдача воды на анализ, на котором можно определить тип взвешенных частиц. Зачастую коагулянты комбинируются для наибольшего эффекта и удаления других примесей. Поэтому при неправильном соединении этих компонентов будет наблюдаться противоположна реакция.
При выборе коагулянтов стоит рассмотреть их сильные стороны. Так, органический тип лучше и качественнее производят очистку. Много времени на реакцию требуется, поэтому процесс коагуляции довольно не быстрый. Для эффективной очистки требуется выдержать определенное время для процесса коагуляции. Очень хорошо справляются с растворенным хлором и хлористыми соединениями. Помогают устранит неприятный запах. Такие коагулянты не меняют щелочность и кислотность водного баланса.
Неорганический тип коагулянтов эффективно зарекомендовал себя при удалении железа и солей жесткости. Но при этом требуют очень точных расчетов при добавлении в воду. Если дозировка будет недостаточной, то эффективность значительно снижается. Поэтому обязательна установка дозатора-специального устройства, которое будет подавать коагулянты в воду по заданным параметрам. Для домашнего использования такой вариант не очень удобный, поэтому чаще неорганические коагулянты используются в промышленности. Если говорить о бытовом секторе, то можно подобрать неорганические коагулянты с дозатором в комплекте. У них небольшой объем и рассчитаны на небольшую производительность.
Именно поэтому подбирая коагулянты необходимо рассчитать их расход и знать анализ воды. Чтобы подобрать наиболее оптимальный вариант можно комбинировать вещества. Но при этом так же следует уточнить их совместимость.
3. Где и как применяется коагуляция
Данная технология может использоваться абсолютно в любой сфере. Это универсальный вариант очистки от взвешенных частиц для любого исходного источника. Особенно часто коагуляцию используют в промышленности. Потому что именно в этой сфере наиболее большая потребность в воде на постоянной основе. Она используется не только в производстве, но и в качестве технической или питьевой. Так же коагулянтами можно обрабатывать сточные воды, которые так же нуждаются в фильтрации. Естественно, при таком расходе воды и обязательной фильтрации желательно использовать наименее затратные методы. Оборудование для водоподготовки постоянно модернизируют, способы улучшают. Коагуляция является примером эффективной очистки воды с малыми затратами. То, что воду необходимо обрабатывать до использования, это понятно. Сточные воды так же нуждаются в очистке перед тем, как их сбросят в окружающую среду. По нормативам нельзя сливать загрязненную воду и взвешенный частицы как раз входят в этот запретный список.
Принцип работы коагулянтов очень прост. Они добавляются в воду в определенной дозировке, рассчитанной на основе объёма и степени загрязненности. Начинается химическая реакция. При этом мелкие частички начинают объединяться. Происходит это потому что с них сбрасывается отрицательный заряд, и всё это благодаря коагулянтам. Когда взвешенный вещества набирают определенную массу, то выпадают в осадок. Далее вода проходит через фильтр, который задерживает нерастворенные вещества. Может быть вариант без использования фильтра. Тогда процесс объединения взвесей происходит в большой емкости, откуда насосом перекачивается вода. А осадок, оставшийся на дне, сливается по мере необходимости.
Процесс коагуляции занимает достаточно много времени. Но если требуется очищать большой объем воды и на постоянной основе, для этого комбинируется несколько коагулянтов. Если позволяет используемое вещество, то приемлемо повышение температуры воды. Хотя при этом будет расход на нагрев. Естественно, такие манипуляции не для бытовой фильтрации. Повышение производительности необходимо в промышленной сфере. Можно добавить флокуллянты. Это вещества, которые укрепляют связь между взвешенными элементами. Так же данная технология может использоваться для очистки сточных вод. Для такого типа воды тое есть свой регламент и она подлежит фильтрации перед сбросом. Коагуляция помогает устранить взвешенные частицы, при этом эффективность не зависит от объема очищаемой воды. Но чаще всего этот процесс один из нескольких. К тому же стоит рассчитать, насколько рационально использование коагулянтов с экономической точки зрения.
Очень часто коагуляцию применяют, когда необходимо очистить воду в бассейне. Для таких манипуляций используют определенные вещества смешенного типа. Коагулянты подаются сразу в трубу, но после насосной станции. До того, как вода проходит на этапы водоочистки. Такой принцип называется контактным. Предосторожность добавления коагулянтов до насосов вполне понятно. При соединении взвесей, обязуется осадок в виде хлопьев. И насосы могут их разбить, а значит эффективность коагуляции снижается. Если бассейн был пустой, то коагулянты можно сразу добавить в воду. Подача в трубопровод происходит либо постоянно, либо периодически. В первом случае коагулянты добавляются на постоянно основе, основываясь на предварительных расчетах. И если бассейн не работает, то подачу прекращают. Во втором случае за основу берется объем воды, которую необходимо очистить и производится добавление коагулянтов. Но только после промывки фильтрующих элементов.
Сколько коагулянтов потребуется и какой будет расход, можно выяснить только после химического анализа воды и уточнение характеристик используемого вещества. Влияют не только типы примесей, но и температура, мутность и т д. Добавление происходит автоматизировано. За это отвечает дозатор. Время подачи так же автоматизировано.
Коагуляция совершенно безопасна. Именно поэтому с помощью этой технологии можно очищать воду, используемую для питья. Для промышленной водоочистки от взвешенных частиц применяются уже полностью готовые технологические схемы. Они разработаны под разные потребности и производительность. Вся система в этом случае автоматизирована. И потребуется только задать определённые параметры. То есть остается выбрать тип коагулянтов, сделать расчеты по подаче и завести программу в контроллер.
Коагуляция распределяется на два типа: контактную и свободную. В первом случае все реакции происходят в самом загрузочном материале. То есть коагулянты начинают процесс, когда поток воды проходит сквозь загрузку снизу-вверх. У такого типа коагуляции есть много плюсов. Это быстрый процесс реакции, снижение чувствительности к повышенной или пониженной температуре. Щелочность воды не влияет на процесс. Коагулянтов требуется значительно меньше.
Что касается свободной коагуляции, то она протекает в специальных емкостях. Именно в них и поступает коагулянт. Происходит химическая реакция и выпадения осадка. Процесс более длительный, но не менее эффективный.
Оба типа коагуляции широко используются в разных сферах. Но наиболее оптимальна контактная коагуляция. Так не требуется специальных больших камер, значительно снижено время реакции и расход веществ.
4. Можно ли заменить коагуляцию другим методом?
Удаление взвесей — это сложный процесс. Потому что мало способов очистки от таких мелких частиц. Даже самые лучшие фильтры тонкой очистки не всегда способны справится с такими примесями, особенно в большой концентрации. Или будет большой расход на содержание. На сегодняшний день, коагуляция является практически единственной технологией, которая позволяет устранять взвешенные частицы любого типа. При этом не больших затрат на эксплуатацию. Химические вещества доступны и не слишком высоки в цене. Если выбран контактный ввод коагулянтов, то и расход значительно снижается.
Если все же технология коагуляции неприемлема по каким-либо причинам, то можно подобрать наиболее приближенный к ней способ. Это метод обратного осмоса. Взвешенные частицы удаляются с помощью полупроницаемой мембраны, которая пропускает только молекулы воды. Однако, при большой концентрации взвесей, придется часто промывать фильтр. И из-за высокой нагрузки его срок службы значительно сократиться. Так же, мембрана не в состоянии дать высокую производительность. Для её повышения потребуется установка дополнительных элементов очистки, что приведет к дополнительным затратам. Еще одно преимущество коагуляции — это расход воды. То есть сколько литров воды поступило на очистку, столько и подается потребителю. В случае применения мембранной технологии, большая часть очищаемой воды уходит в канализацию. И если для бытового использования метод более приемлем, ввиду средней производительности. То для промышленности это глобальный перерасход ресурсов. Если коагуляция способна справиться со всеми взвешенными частицами, то мембрана может пропускать хлористые соединения. Дело в том, что их объем примерно такой же или меньше, чем у молекул воды. А значит ячейки не смогут их задержать.
Можно еще попробовать заменить электрокоагуляцией. Это технология основана на пропускании тока сквозь воду. Но такие установки слишком габаритны и менее эффективны.
Так что единственным оптимальным вариантом избавления от взвешенных частиц остается коагуляция. Да, у технологии существуют недостатки. Например, точна дозация вещества. Но при этом преимуществ гораздо больше. А учитывая возможность очистки питьевой воды, способ может применяться во всех сферах. Так что полноценных альтернатив для замены способа не существует. Можно подобрать наиболее приближенные способы, но они не смогут полноценно заменить процесс коагуляции.
5. Особенности метода коагуляции
Особое внимание при использовании метода коагуляции следует уделять правильным расчетам подачи вещества. Так как работа коагулянтов заключается в притяжении друг другу мелких частиц, то их в воде должно быть достаточное количество. Если добавить реагентов слишком мало, то их не хватит для полноценной реакции. И некоторые взвешенные частицы останутся с отрицательным зарядом. Так же разные коагулянты по-разному влияют на воду. Некоторые могут изменить кислотность, некоторые удалить дополнительно другие примеси. К примеру, соли кальция и магния, делая воду мягче.
Для эффективной работы коагулянтов есть определенные требования. Температура воды не должна превышать 40 градусов и быть не ниже 10 градусов тепла. Повышенное давление является нежелательным. В остальном нет никаких ограничений. Метод позволяет очищать от взвешенных частиц любой тип воды, при этом очень эффективно. Из негативных моментов можно выделить только обязательную установку дозатора. Для этого можно использовать контроллер, который не только автоматизирует всю систему водоочистки, но и будет следить за подачей коагулянтов в воду. Осадок, который образуется в процессе реакции необходимо удалять. То есть после коагуляции обязательно пропускать поток воды через фильтр.
Для очистки скважинной воды, на дачном участке, просто устанавливают бак и добавляют в него коагулянты. Поток воды поступает с помощью насоса. Так же он откачивает чистую воду. А осадок, который падает на дно, удаляется по мере необходимости. Можно сравнить такой вариант с аэрацией для обезжелезивания. Единственно, где коагуляция не так часто используется это в многоквартирных домах. Объясняется это очень просто. Взвешенные частицы не так часто обнаруживают в водопроводной воде. Потребление воды гораздо меньше, чем, например, на производстве. То есть нет необходимости очищать большой объем воды на постоянной основе. Концентрация взвесей не очень высока. Поэтому для быта коагуляцию чаще заменяют мембранной технологией, которая более приспособлена для бытового сегмента. Но если в приоритете именно метод коагуляции, то есть специальные компактные системы.
Очищение сточных вод методом коагуляции используется только в том случае, если это рационально. Дело в том, что такая вода наполнена не только взвесями, но и другими элементами, которые подлежат очистке. При обработке такой жидкости получается слишком много осадка, который не всегда можно утилизировать. При этом, ввиду большой концентрации загрязнений, потребуется много коагулянтов, что приведет к постоянной покупке реагентов. В данном случае наиболее верным решением будет комбинирование коагуляции с другими способами очистки.
6. Рекомендации
Коагуляция остается одним из самых доступных и эффективных методов очистки от взвешенных частиц. Качество воды постоянно ухудшается и возрастает концентрация взвесей. Поэтому коагуляция внедряется практически в каждую систему водоподготовки. Способ постоянно совершенствуют. Точнее не сам способ, а используемые коагулянты. Они должны быть безопасными и эффективными. Основные приоритеты — это время на реакцию и количество затраченных веществ.
Коллоидные соединения являются одними из самых сложных для удаления. Не все вещества способны снять заряд для объединения частиц и выпадения осадка. Конечно, можно использовать и другие химические вещества. Но в этом случае такую воду нельзя пить и вообще, чем опаснее реагенты, тем нежелательнее их использование.
Чаще всего коагуляцию используют в промышленности. Потому что исходным источником является либо скважина, либо наземный водоем. А также ввиду высокой потребности потребления воды на различные нужды. Конечно, на крупных производствах стоит целая система водоподготовки и одним процессом коагуляции для очистки воды тут не обойтись. Дело не в том, что процесс неэффективен. Просто вода используется для различных нужд. И ввиду наличия в ней множества разных примесей, комбинируется целая система очистки с разными технологиями и фильтрами. Коагуляция является одним из этапов такой цепочки. К тому ж использование коагулянтов совершенно безопасно.
Подведем итоги. Коагуляция позволяет удалять из воды взвешенные частицы, которые дают мутность. Коагулянты –это специальные вещества, которые используются в процессе, удаляя одинаковый заряд с частиц и соединяя их. После коагуляции воду необходимо пропускать через фильтр или сливать накопившийся осадок. Перед тем как подбирать химические вещества требуется сделать предварительный анализ воды на выявление типа взвешенных частиц и их концентрации. Коагулянты бывают разных типов и могут не только устранять взвеси, но еще и некоторые примеси. Особых требований к исходной воде нет. При добавлении коагулянтов в воду необходим точный расчет вещества. Приблизительное количество коагулянтов составляет от 20 до 50 мг. Но зависит от характеристик воды и концентрации взвесей. При установке систем с технологией коагуляции требуется установка дозатора. Чаще используется в промышленности, на дачных участках, в гостиницах на отдаленных от города местностях. Но метод можно применять везде. У метода коагуляции больше преимуществ, чем недостатков. При выборе коагулянтов, если возникают сомнения, следует обратиться к специалистам.
Если вам понравилась наша статья, поставьте пожалуйста лайк и подписывайтесь на наш канал, будет еще много полезной информации.
