Коагулянты: что это такое, и как работает

В любой воде есть примеси — будь она из скважины или из стока промышленного предприятия. Есть крупные и тяжёлые частицы, которые можно отфильтровать — это взвесь. А есть совсем маленькие, которые проходят сквозь стандартный фильтр — это коллоиды. Вода с коллоидными частицами мутная, и отстаивать её бесполезно: коллоиды заряжены одинаково, отталкиваются друг от друга и не могут осесть. Для очистки такой воды нужны коагулянты.

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 можно использовать сразу. Порошок сначала нужно развести в воде, зато он дешевле раствора

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 в хлопья, 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.

Коагулянт Аквавалент® разделяет водомасляную эмульсию и 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. Они используются в очистных сооружениях, бассейнах, для подготовки питьевой воды и обработки промышленных грязных вод.

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.

#очистка воды

#очищение воды

#очистка сточных вод

#обратный осмос

#биополимер