Коагулант за пречистване на отпадъчни води: как да изберете + правила за употреба

Съществуват немалко начини за пречистване на отпадъчни води. При изграждането на автономни канализационни мрежи, освен монтирането на обичайни филтри, способни да отсяват вредни вещества и да правят водата по-чиста, все по-често се прилага утаителният метод на пречистване – коагулация.

Ще ви разкажем по какъв принцип работи коагулантът за пречистване на вода. В предложената за запознаване статия са описани подробно всички прилагани на практика разновидности. Ще научите какво трябва да имате предвид при избора на средство и как правилно да го използвате.

Принцип на работа на коагулантите

Коагулацията – метод за пречистване на вода чрез свързване на замърсяващи дисперсни вещества за последващо отстраняване чрез механичен метод, филтрация. Обединяването на замърсяващите частици става благодарение на въвеждането на коагулиращи реагенти, които създават условия за най-простото отстраняване на свързаните замърсители от пречистваната вода.

Терминът «coagulatio» в превод от латински означава «сгъстяване» или «съсирване». Самите коагуланти представляват вещества, способни чрез химична реакция да създават неразтворими и слаборазтворими съединения, които са по-лесни и по-леки за извеждане от състава на водата, отколкото дисперсните компоненти.

Принципът на действие на веществата се основава на факта, че тяхната молекулярна форма има положителен заряд, докато повечето замърсявания са отрицателни. Наличието на два отрицателни заряда в структурата на атомите на замърсените частици не им позволява да се свържат помежду си. Поради тази причина мръсната вода винаги става мътна.

В момента на добавяне на малка порция коагулант в течността, веществото започва да привлича към себе си присъстващите в нея суспендирани частици. В резултат на това: с увеличаване на интензитета на разсеяната светлина, течността за кратък период от време става по-мътна. Всъщност една молекула коагулант може лесно да привлече към себе си няколко молекули мръсотия.

Коагулантите предизвикват образуването на устойчиви връзки между малките частици на замърсяванията и присъстващите във водата микроби

Привлечените молекули мръсотия започват да реагират с коагуланта, в резултат на което се обединяват в големи сложно-съставни химични съединения. Трудноразтворимите високопорести вещества постепенно се утаяват на дъното под формата на бяла утайка.

Задачата на собственика се състои само в това навреме да отстранява утайката, като прилага всеки от достъпните за него видове филтрация.

Молекулите, които се привличат една към друга, образуват едри частици, които благодарение на увеличеното си тегло се утаяват, а след това се отстраняват чрез филтрация.

За ефективността на действието на препарата може да се съди по образуването на дъното на утайка под формата на бели люспести образувания – флокули. Благодарение на това терминът «флокулация» често се използва като синоним на понятието «коагулация».

Образуващите се люспи, чийто размер може да достига от 0,5 до 3,0 mm, имат голяма повърхност, притежаваща висока сорбция на утаяваните вещества

Освен за пречистване на отпадъчни води, коагулантите се използват в обработката на вода в басейни, в подготовката на техническа и питейна вода в региони с ограничени водни ресурси. Препоръчваме ви да се запознаете с възможностите на коагулиращите химически състави, чиито особености са описани на нашия сайт.

Приложение на реагентите: за и против

Ефективността на съвременното оборудване за неутрализиране на примесите в отпадъчните води не може да достигне максимално ниво без използване на реагенти.

Съвременните коагуланти позволяват значително да се повиши интензивността и качеството на процеса на пречистване на отпадъчни води. Високата цена на реагентите се изплаща чрез редица предимства, които притежават.

Сред неоспоримите предимства на приложението на синтетични коагуланти трябва да се отбележат:

• ефективност;
• достъпна цена;
• високо качество на пречистване;
• универсалност на приложение.

Отпадъчните води представляват устойчива агресивна система. А да се разруши тя, като се формират едри частици, за да бъдат впоследствие отстранени чрез филтрация, помага коагулацията.

Приложението на реагенти дава добри резултати по извеждане на суспендирани и колоидни частици от отпадъчните води.

По същество частиците на коагулиращата фаза, формирана под действие на коагуланти, са едновременно и център на люспообразуване, и утежнител.

Но утаителният метод с приложение на реагенти не е лишен от недостатъци. Към тях трябва да се отнесат:

• необходимост от стриктно спазване на дозировката;
• образуване на голям обем вторични отпадъци, които се нуждаят от допълнителна филтрация;
• трудоемкост на настройване на процеса със собствени сили.

В промишлен мащаб процесите на коагулация се използват повсеместно и са потокови. За настройване на системата в домашни условия ще се наложи да се закупят специални инсталации, чиято цена е доста висока.

Повечето собственици решават този въпрос чрез прилагане на отделни коагуланти от битов тип, които се продават в малки по обем съдове.

Действащите вещества просто се добавят в течността, а след това се отфилтрива утайката, паднала на дъното; но този процес е доста трудоемък и затова за реализацията му се отделя много време.

В редица случаи коагулацията може да се осъществява директно в механична филтрационна система. За целта реагентът се въвежда в участък от тръбопровода с подлежащата на обработка течност преди мястото на подаването ѝ към филтъра. И в този случай във филтрационната система постъпват вече чужди частици, „трансформирани“ в люспи.

Основни видове коагуланти

Съществуват много разновидности коагуланти. Няма да изброяваме подробно техните формули в статията. Ще разгледаме само две основни групи, които в зависимост от суровината се делят на органични и неорганични.

Една категория коагуланти е способна да обезжелезява водата и да извежда от нея алуминиеви соли, друга – да повишава или понижава киселинния показател pH, а някои реагенти – да оказват комплексен ефект.

Днес производството на коагуланти се извършва от много местни и чуждестранни компании. Реагентите от ново поколение, които те произвеждат, се различават от коагулантите, произвеждани още по времето на Съветския съюз, с подобрени технически характеристики.

Органични природни вещества

Те представляват специално създадени реагенти, които чрез ускоряване на слепването на присъстващите във водата агресивно неустойчиви частици допринасят за улесняване на процесите, свързани с тяхното отделяне и утаяване. Органиката помага да се стимулира обединяването на замърсителите в плътни суспензии и емулсии, които улесняват процеса на извличането им от водата.

Високомолекулните вещества се борят добре с хлора и ефективно премахват неприятните „аромати“ в течността, например: често присъстващата в ожелезнената течност миризма на сероводород.

При взаимодействие с молекулите на замърсителите органичните коагуланти значително намаляват по размер. След приключване на реакцията те се утаяват като малко количество утайка.

Благодарение на минимизиране на обема на утайката, натрупваща се на дъното на съда, е много по-лесно и по-бързо да се филтрира. При това намаленото количество утайка по никакъв начин не влияе на качеството на пречистване.

Поради ограничеността на суровинната база природните реагенти не са намерили широко приложение при пречистването на отпадъчни води в индустриален мащаб. Но за битови цели те се използват често.

Синтетични коагулиращи съединения

Тези типове реагенти се създават на основата на минерални и синтетични елементи. Полимерите допринасят за образуването на висок катионен заряд, като по този начин стимулират бързото появяване на люспи. Те взаимодействат отлично с водата, оказвайки комплексен ефект върху нея: омекотявайки нейната структура, както и премахвайки грубите примеси и соли.

Най-голямо разпространение са получили солите на поливалентни метали, създадени на основата на желязо или алуминий. Желязото се прилага за грубо пречистване.

Флокуланти – вторични коагуланти, които превръщат суспензии и емулсии в люспи, използват се в комбинация с първични коагуланти. Тандемът може да пречиства както малки порции битови отпадъци, така и големи обеми, създавани от промишлени предприятия.

Сред железните състави най-популярни се считат:

• хлорно желязо – хигроскопични кристали с тъмен метален блясък, отлично отстраняват големи частици замърсявания и лесно премахват миризмата на сероводород;
• сулфат на желязото – кристаличен хигроскопичен продукт, който се разтваря добре във вода и е ефективен при пречистване на канализационни отпадъчни води.

Поради ниското ниво на вискозитет при малка молекулна маса, такива реагенти се разтварят отлично във всеки тип обработвана течност.

От коагулантите, създадени на основата на алуминий, най-голямо разпространение са получили:

• оксохлорид на алуминий (ОХА) – прилага се за обработка на вода с повишено съдържание на органични природни вещества;
• хидроксохлорсулфат на алуминий (ГСХА) – отлично се справя с природни отлагания на отпадъчни води;
• сулфат на алуминий – неочистен технически продукт под формата на късове със сиво-зелен цвят се прилага за пречистване на питейна вода.

В предишни години полимерите се прилагаха само като добавка към неорганични коагуланти, като ги използваха като стимулатори, които подпомагат ускореното образуване на люспи. Днес тези реагенти все по-често се прилагат като основни, като заменят неорганичните.

Ако се сравнят органичните и синтетичните вещества, то първите печелят в това, че действат много по-бързо. Освен това те са способни да функционират практически във всяка алкална среда и не влизат във взаимодействие с хлора.

За адсорбция на разтворени във вода соли, йони на тежки метали и други суспендирани частици, порцията органичен реагент ще е необходима в пъти по-малко, отколкото синтетичния аналог (+)

Органичните действащи съединения печелят и в това, че не променят показателя pH във водата. Това позволява те да се използват за пречистване на вода, където присъстват колонии планктон, растат водорасли и едри микроорганизми.

Препоръки за избор на средства

Към избора на коагулант за пречистване на отпадъчни води трябва да се подхожда много внимателно. В крайна сметка, макар веществото да не носи опасност за човешкото здраве, по своето действие то има доста тясна специализация.

При избора на коагулант за пречистване на отпадъчни води, може да се използват и справочни пособия, но преди закупуването на разходния материал все пак си струва да се консултирате с професионалисти, специализирани в сферата на пречистването на вода.

За да се предпазите от разочарования в случай на ниска ефективност на прилагане на коагуланта, препоръчваме предварително да дадете вода за анализ. Лабораторните изследвания ще дадат представа за състава и ще помогнат да се определи най-подходящият вид обработка.

Познавайки състава на замърсената вода, много по-лесно ще бъде да изберете оптималния вариант на коагулант, който ще помогне бързо да реши проблема

Коагулантите са доста специфични субстанции. В някои случаи те са способни да отхвърлят елементи във водата, в други, напротив, да усилват своето действие. Например, прилагането на активно вещество, създадено на основата на алуминиев сулфат и желязо, е способно да окаже троен ефект: да пречисти съдържанието, както и да го обезжелези и значително да омекоти.

При използването на всеки вид коагулант основното е да се спазва препоръчаната от производителя дозировка. Твърде малка порция от активното вещество ще провокира реакция, но тя ще протича не толкова интензивно, колкото е необходимо за правилното пречистване. Утайката ще се утаява бавно, а течността няма да се пречисти от вредните примеси.

Освен това при нарушаване на дозировката люспите започват да се утаяват неравномерно. Във връзка с това във водата се образуват много микрочастици, които поради малките си размери не се улавят от филтрите.

Активните реагенти на пазара са представени под формата на гранули, фракции и парчета, както и малки безформени пластинки

За да се опрости задачата за изчисляване на необходимия обем на активното вещество, производителите пускат коагуланти в опаковки, оборудвани с дозатори, като не забравят да приложат към тях подробна инструкция за употреба.

Условия за протичане на процеса

Максималната ефективност на пречистване на отпадъчни води се постига чрез комплексен подход за решаване на проблема. Ето защо при изграждането на автономни пречиствателни съоръжения коагулацията се прилага в комплекс с механично и биологично пречистване.

За това се издигат конструкции, състоящи се от вертикални утаители, разделени с прегради. Благодарение на това отпадъчните води преминават през многостепенно пречистване. Първо те се утаяват, след това се пречистват чрез преработка от бактерии, след което постъпват в камера, където влизат в процес на коагулация и на финалния етап се филтрират.

Коагулантът може да се намира в отделен пластмасов контейнер, окачен в чашата на тоалетната, благодарение на което при всяко измиване частици от реагента попадат заедно с отпадъчните води в системата

Монтажът на специализирано оборудване, изчисляването на приблизителната доза на консумативите и първоначалният контрол на всички етапи на процеса на пречистване на отпадъчни води е по-добре да се възложи на професионалисти.

Схемата на коагулация включва три основни етапа:

1. Въвеждане на коагулант в замърсената течност.
2. Създаване на условия за максимално взаимодействие на активния реагент с примесите.
3. Утаяване с последващо филтриране на утаените частици.

Необходимо условие за протичане на коагулацията е равенството на частици с противоположен заряд. За да се постигне желаният резултат и да се получи максимално намаляване на мътността на отпадъчните води, е много важно да се спазва концентрацията на използвания реагент.

При използване на коагуланти за пречистване на отпадъчни води трябва да се има предвид, че тези вещества работят само при положителна температура.

Работният диапазон на реагентите варира от 10 до 40°C и при превишаване на температурата над тази стойност реакцията започва да протича много по-бавно.

Затова е много важно да се осигури стабилност на нагряването на обработваната вода.

За ускоряване на процеса на коагулиране в състава на водата могат да се добавят вещества, способни да образуват колоидни дисперсионни системи – флокуланти. За тази цел най-често се използват: нишесте, полиакриламид, активиран силикат. Те ще се адсорбират върху люспите на коагуланта, превръщайки ги в по-здрави и по-големи агрегати.

Флокулантът се въвежда в зоната на контактната среда след 1-3 минути от момента на въвеждане на коагуланта. По това време процесите на образуване на микролюспи и последващата сорбция на утаяващите вещества приключват.

Количеството на утайката, която пада в контактните резервоари, зависи от вида на използвания реагент и степента на предварително пречистване на подлежащите на обработка отпадъчни води.

Средно след механично пречистване обемът на утайката на човек на ден е около 0,08 литра, след преминаване през биофилтри – 0,05 л, а след обработка в аеротенк – 0,03 литра. Тя трябва само да се отстранява навреме, с напълването на резервоара.

Изводи и полезно видео по темата

Принцип на действие на коагуланта:

Видео презентация на битови коагулиращи продукти:

Прилагайки методиката на коагулация, Вие ще получите отлична възможност да постигнете висок резултат с малко инвестиции. Подхождайки правилно към избора на реагент и създавайки необходимите условия за неговата експлоатация, няма да Ви е трудно да пречистите отпадъчните води от множество примеси и замърсявания.

Появиха ли се въпроси в процеса на запознаване с представената от нас информация? Знаете ли тънкостите при прилагането на коагуланти на практика? Моля, споделете знания и впечатления, а също така задавайте въпроси в разположения по-долу блок.