Под коагуляцией понимают физико-химический процесс слипания коллоидных частиц и образования грубодисперсной макрофазы с последующим её выделением из воды. То есть простыми словами, это образование взвеси шлама, который оседает под собственным весом и также является фильтром для воды. Излишки шлама удаляются через непрерывную и периодическую продувки из осветлителя.
В качестве реагентов, называемых коагулянтами, обычно применяют сернокислые соли [Al2(SO4)3•18H2O] или [FeSO4•7H2O].
Эти соли подвергаются гидролизу с образованием труднорастворимых гидроксидов алюминия и железа, которые способствуют слипанию коллоидных частиц и появлению хлопьев крупной взвеси.
Химические процессы, определяющие это явление, представляются в следующем виде:
При рН > 8 - щелочная среда.
Выделенный Н+ при гидролизе коагулянтов связывает бикарбонат в природной воде:
Присутствие в исходной воде гидрокарбонатов и ионов кальция приводит к реакциям, которые в общем виде можно выразить уравнением:
Как видно из уравнения, в воде после коагуляции возрастает концентрация сульфатов, уменьшается щелочность и увеличивается концентрация углекислоты. Таким образом, при гидролизе коагулянтов: Al2(SO4)3 и FeSO4 образуются положительные электроны и между отрицательно заряженными частицами дисперсных примесей воды возникают силы притяжения. Появляются укрупненные агрегаты, которые уже подчиняются силе тяготения. Эти агрегаты оседают или могут быть легко отфильтрованы вследствие своих уже достаточно крупных размеров.