Коагулянт для очистки сточной воды: виды, принцип действия, как выбрать

За и против применения данного метода

Эффективность самых современных систем удаления загрязнений и примесей из воды оставляет желать лучшего. Наибольшей степени очистки можно добиться, комбинируя фильтры и реагенты.

Среди неоспоримых преимуществ реагентов можно выделить следующие:

высокую эффективность;
демократичную стоимость;
качество очищения;
возможность проделывать процедуру в любых условиях.

Сточные воды — самая устойчивая и агрессивная среда. Только коагуляция способна разрушить плотные системы загрязняющих веществ, разложить их и способствовать образованию крупных частиц, которые впоследствии удаляются фильтрацией.

Метод осаждения с помощью реагентов не лишен недостатков:

необходимость строгого расчета дозы;
потребность в дополнительной фильтрации из-за образования большого количества вторичных отходов;
сложности в проведении процедуры самостоятельно.

Коагуляция широко используется на промышленных предприятиях. Для создания системы в домашних условиях необходимо приобрести специальное фильтрационное оборудование.

Совет: Проблему очистки питьевой воды можно решить с помощью бытовых коагулянтов, которые продаются в специализированных магазинах в малообъемных емкостях.

Гидроксохлорид алюминия

ТУ 6-00-05795731-250-96

Гидроксохлорид алюминия («оксихлорид алюминия», «полиалюминия хлорид») — коагулянт нового поколения, предназначен для подготовки питьевой воды при обработке поверхностных и подземных вод, а также для очистки сточных и оборотных промышленных вод металлургических заводов, целлюлозно-бумажных комбинатов, нефтеперерабатывающих и химических предприятий, бытовых и городских стоков.

Применение гидроксохлорида алюминия позволяет интенсифицировать процесс водоподготовки и улучшить качество воды. Очень эффективен при обработке воды с температурой 0—9 °C.

Гидроксохлорид алюминия выпускают в виде водного раствора (марка А) и в виде твердого продукта (марка Б).

Внешний вид водного раствора — прозрачная бесцветная жидкость (допускаются серый или белый оттенок), срок хранения 6 месяцев; внешний вид твердого продукта — пластинки и гранулы неопределенной формы различного размера белого или желтого цвета; срок хранения 3 года.

Технические характеристики

Наименование показателя; Норма по ТУ
Марка А; Марка Б
1 сорт; 2 сорт
Массовая доля основного вещества в пересчете на Al2 O3, %, не менее; 18,0; 42,0*; 30,0
Массовая доля хлоридов в пересчете на Cl, %, не более; 18,0; 30,0; 30,0
Атомное отношение хлора к алюминию, (Cl/Al), (хлорное число), не более; 1,5; 0,8; 1,6
Водородный показатель (pH) водного раствора с массовой долей основного вещества 0,5% в пересчете на Al2O3; 4,0±0,5; 4,0±0,5; 4,0±0,5

Принцип работы коагулянтов

Коагуляция – метод очистки воды путем сцепления загрязняющих дисперсных веществ для последующего удаления механическим методом, фильтрацией. Объединение загрязняющих частиц происходит благодаря введению коагулирующих реагентов, создающих условия для простейшего устранения связанных загрязнителей из очищаемой воды.

Термин «coagulatio» в переводе с латинского обозначает «сгущение» или «свертывание». Сами коагулянты представляют собой вещества, способные за счет химической реакции создавать нерастворимые и малорастворимые соединения, которые проще и легче вывести из состава воды, чем дисперсные компоненты.

Галерея изображений
Фото из
Коагулянты относятся к группе жидких фильтров — веществ, способных очищать воду в ходе химической реакции

При внесении коагулянов в подлежащую обработке грязную воду примеси органического и неорганического происхождения нейтрализуются посредством образования гелеобразного осадка и выпадения на дно

Внесение коагулянтов в септические системы позволяет ускорить процесс осаждения примесей, повышает степень очистки воды, благодаря чему стоки можно сбрасывать без применения систем подземной доочистки

Активное применение коагулянты нашли на предприятиях химической и пищевой промышленности, где их внедрение в технологическую цепочку существенно сокращает расходы по утилизации стоков

Кроме внесения в очистные сооружения независимой канализации коагулянты в быту служат для очистки воды в декоративных прудах и фонтанах

Вода с внесенным коагулянтом не цветет при постоянном освещении, при этом не наносит ущерба окрущающей среде и создает угроз экологической обстановке

Обработка воды коагулянтом в бассейне гарантирует возможность сброса воды на рельеф без использования септика. Главное, вовремя убрать осадок

Коагулянты допускается применять для подготовки питьевой воды и воды для наполнения аквариумов, т.к. они нейтрализуют только вредные вещества, не влияют на полезный состав

Вещества для химической фильтрации

Принцип действия коагулянтов по очистке воды

Использование в независимых очистных сооружениях

Использование на промышленных предприятиях

Сфера применения в бытовых условиях

Предупреждение цветения воды

Приготовление раствора для бассейна

Очистка воды для аквариумов

Принцип работы веществ построен на том, что их молекулярная форма имеет положительный заряд, в то время как большинство загрязнений – отрицательный. Присутствие двух отрицательных зарядов в строении атомов грязных частиц не позволяет им соединяться вместе. По этой причине грязная вода всегда приобретает мутность.

В момент внесения в жидкость небольшой порции коагулянта вещество начинает подтягивать к себе присутствующие в ней взвеси. Как результат: с увеличением интенсивности рассеиваемого света жидкость на короткий промежуток времени становится более мутной. Ведь одна молекула коагулянта с легкостью может притянуть к себе несколько молекул грязи.

Коагулянты провоцируют образование устойчивых связей между мелкими частицами загрязнений и присутствующих в воде микробов

Притянувшиеся молекулы грязи начинают вступать с коагулянтом в реакцию, вследствие которой объединяются в большие сложно-составные химические соединения. Малорастворимые высокопористые вещества постепенно оседают на дно в виде белого осадка.

Задача хозяина состоит лишь в том, чтобы вовремя убирать осадок, применяя любой из доступных ему типов фильтрации.

Молекулы, притягивающиеся друг к другу, образуют крупные частицы, которые за счет своего увеличившегося веса оседают, а затем выводятся путем фильтрации

Об эффективности действия препарата можно судить по образованию на дне осадка в виде белых хлопьевидных образований – флокул. Благодаря этому термин «флокуляция» нередко используют в качестве синонима понятия «коагуляция».

Образующиеся хлопья, размер которых может достигать от 0,5 до 3,0 мм, имеют большую поверхность, обладающую высокой сорбцией осаждаемых веществ

Ассортимент продукции

В продаже есть разные виды жидкостей для очистки бассейна. Они обладают специализированным действием и дают тот или иной эффект, в зависимости от специализации. Приобретая препарат, необходимо внимательно изучить его назначение, чтобы не допустить ошибок.

Дезинфекция и обеззараживание

Дезинфицирующие растворы представлены достаточно широко. Это составы на базе хлора или свободного кислорода, предназначенные для шоковой обработки. Наибольшей популярностью пользуются следующие препараты:

Альба-супер

Препарат, изготовленный немецкой компанией Chemoform. Производит дезинфекцию воды, удаляя вредоносные бактерии. Перед использованием рекомендуется произвести предварительную очистку чаши от микроскопических водорослей. Цена 1 л — 800 руб. Отзывы читайте здесь.

Мастер-пул

Препарат изготавливается российской компанией Маркопул Кемиклс. Выполняет комплексное действие, базовая функция — дезинфекция, дополнительные — удаление водорослей, осветление, удаление следов жесткости воды. Раствор pH нейтрален, не образует пены. Цена литровой бутылки — 890 руб. Отзывы читайте здесь и тут.

Байрошок

Препарат производится фирмой Байрол из Германии. Обеспечивает быструю шоковую дезинфекцию воды с высоким эффектом. В составе нет хлора, рабочим компонентом служит активный кислород. 5-литровая канистра стоит 2000 руб.

Борьба с цветением

Цветение воды — общая проблема всех бассейнов, независимо от назначения и величины. Для устранения этого явления используются следующие растворы:

Дезальгин

Препарат, выпущенный немецкой компанией Bayrol. Состав не содержит хлор, отсутствуют тяжелые металлы и химикаты, вызывающие аллергические реакции. Его можно добавлять прямо в чашу, минуя этап приготовления рабочего раствора. На 10 м3 воды требуется всего 30 или 50 мл состава (для закрытых и открытых чаш). Цена 1 л состава — 1000 руб. Отзывы читайте здесь.

Kleral

Препарат поставляется известной французской компанией HTH. Состав не пенится и не разрушает оборудование, может использоваться в чашах с любыми типами фильтров. Подается в воду при запущенной циркуляции. Стоимость 1 л — 1250 руб.

Дезавид 282

Состав выпускается российской компанией БАС. Не содержит активного хлора, что позволяет использовать его в связке с любыми растворами. Стоимость 1 л — 1700 руб. Отзывы читайте здесь.

Альгициды часто выпускаются с рядом дополнительных функций, усиливающих полезный эффект от обработки воды.

Коагуляция и флокуляция

Коагуляция и флокуляция — смежные процессы, обеспечивающие связывание мельчайших частиц органики, взвешенных в воде. Они соединяются в хлопья и выпадают в осадок, требующий удаления с помощью водного пылесоса. Популярны следующие составы:

RAPIDFLOC

Препарат производится французской фирмой HTH. Базовый компонент состава — полисульфат алюминия. На 10 м3 воды требуется 0,25 л состава. Нельзя использовать его, если в обвязке действуют картриджные или диатомитовые фильтры. Цена 1 л — 880 руб.

Aqualeon

Средство от одноименной российской компании, используемое после проведения шокового хлорирования. 30-литровая канистра коагулянта стоит 2000 руб.

Флокулен

Продукция российской фирмы Континент. Связывает и осаждает органику, частицы кожи, косметики, другие взвеси. 30-литровая канистра обойдется в 2100 руб.

Все коагулянты и флокулянты нуждаются в предварительной подготовке воды — нормализации уровня pH и удалении микрофлоры. Это необходимо для нормальной работы составов, не действующих при низкой или повышенной кислотности воды.

Лучшие производители в России

Разновидность вещества необходимо выбирать исходя из назначения воды.

Также стоит учесть степень загрязнения, температурный показатель и методику коагуляции.

Оксихлориду алюминия отдают предпочтение при необходимости очистки холодной воды, содержащей большое количество природных органических примесей.

Также это вещество обеспечивает эффективный уход за водой в бассейне, отлично ликвидирует органические примеси. Главное преимущество препарата – это, то, что он хорошо справляется со своими задачами даже при низкой температуре жидкости.

На примере таблицы рассмотрим топ-3 производителей коагулянтов в России:

Производитель	Вид коагулянта	Форма распределения товара на розничную порцию	Стоимость
Сибресурс	Сульфат алюминия, Оксихрорид алюминия	Разлив	400 руб. за 1 кг
Новомосковский завод коагулянтов	Хлорное железо, Оксихлорид алюминия	Полимерная тара с ручкой (максимальная емкость 31,5 л), бочки	250 руб. за 1 л
ООО «Синтез»	Сульфат алюминия	Разлив	260 руб. за 1 кг

Основные виды коагулянтов

Существует много разновидностей коагулянтов. Подробно перечислять их формулы в статье мы не станем. Рассмотрим лишь две основные группы, которые в зависимости от исходного сырья делятся на органические и неорганические.

Одна категория коагулянтов способна обезжелезивать воду и выводить из нее соли алюминия, другая – повышать либо понижать кислотный показатель pH, некоторые реагенты – оказывать комплексный эффект

Сегодня производством коагулянтов занимаются многие отечественные и зарубежные компании. Выпускаемые ими реагенты нового поколения отличаются от коагулянтов, выпускаемых еще при Советском Союзе, улучшенными техническими характеристиками.

Органические природные вещества

Они представляют собой специально созданные реагенты, которые путем ускорения слипания присутствующих в воде агрессивно неустойчивых частиц способствуют облегчению процессов, связанных с их отделением и осаждением. Органика помогает стимулировать объединение загрязнителей в плотные суспензии и эмульсии, облегчающие процесс их вывода из воды.

Высокомолекулярные вещества хорошо борются с хлором и эффективно устраняют неприятные «ароматы» в жидкости, к примеру: часто присутствующий в ожелезненной жидкости запах сероводорода

При взаимодействии с молекулами загрязнений органические коагулянты значительно уменьшаются в своих размерах. По завершении реакции они выпадают в виде небольшого количества осадка.

Благодаря минимизации объема скапливаемого на дне емкости осадка намного проще и быстрее отфильтровать. При этом уменьшенное количество осадка никоим образом не сказывается на качестве очистки.

Из-за ограниченности сырьевой базы природные реагенты не нашли широкого применения при очистке сточных вод в промышленных масштабах. Но для бытовых целей их используют часто.

Синтетические коагулирующие соединения

Эти типы реагентов создаются на основе минеральных и синтетических элементов. Полимеры способствуют образованию высокого катиодного заряда, стимулируя тем самым быстрое появление хлопьев. Они отлично взаимодействуют с водой, оказывая на нее комплексный эффект: умягчая ее структуру, а также избавляя от грубых примесей и солей

Наибольшее распространение получили соли поливалентных металлов, созданные на основе железа или алюминия. Железо применяют для грубой очистки.

Флокулянты – вторичные коагулянты, превращающие суспензии и эмульсии в хлопья, используются в паре с первичными коагулянтами. Тандем способен очищать как малые порции бытовых отходов, так и большие объемы, создаваемые промышленными предприятиями

Среди железных составов самыми популярными считаются:

хлорное железо – гигроскопичные кристаллы, имеющие темный металлический блеск, отлично устраняют крупные частицы загрязнений и легко выводят запах сероводорода;
сульфат железа – кристаллический гигроскопичный продукт хорошо растворяется в воде и эффективен при очистке канализационных стоков.

За счет низкого уровня вязкости при малой молекулярной массе такие реагенты отлично растворяются в любом типе обрабатываемой жидкости.

Из коагулянтов, созданных на основе алюминия, наибольшее распространение получили:

оксохлорид алюминия (ОХА) – применяют для обработки воды с повышенным содержанием органических природных веществ;
гидроксохлорсульфат алюминия (ГСХА) – отлично справляется с природными отложениями сточных вод;
сульфат алюминия – неочищенный технический продукт в виде кусков серо-зеленого цвета применяют для очистки питьевой воды.

В прежние годы полимеры применяли лишь в качестве добавки к неорганическим коагулянтам, используя их в качестве стимуляторов, способствующих ускорению образованию хлопьев. Сегодня эти реагенты все чаще применяют как основные, заменяя ими неорганические.

Если сравнивать органические и синтетические вещества, то первые выигрывают в том, что действуют намного быстрее. К тому же они способны функционировать практически в любой щелочной среде и не вступают во взаимодействие с хлором.

Для адсорбции растворенных в воде солей, ионов тяжелых металлов и других взвесей порция органического реагента потребуется в разы меньше, чем синтетического аналога (+)

Органические действующие соединения выигрывают и в том, что не изменяют показатель pH в воде. Это позволяет их использовать для очистки воды, где присутствуют колонии планктона, растут водоросли и крупные микроорганизмы.

Сравнение коагулянтов с подручными средствами

При отсутствии фильтров или их малой производительности возникает проблема цветения воды в бассейне. Отсутствие необходимых реагентов вынуждает использовать подручные вещества.

Самые популярные средства:

пероксид водорода;
перманганат калия;
ярко-зеленый со спиртом.

Обладают дезинфицирующим действием. Эффект от их использования временный и приводит к последствиям, которые необходимо рассматривать отдельно.

При добавлении перекиси водорода в водную среду вещество полностью растворяется в ней, разлагаясь на кислород и воду. Дезинфицирующее действие продлится до полного разложения перекиси. В активный период выделяются пузырьки кислорода, и если в бассейне установлен фильтр, они будут мешать процессу очистки

После нанесения перекиси на поверхности воды появляются хлопья грязной пены. Снимаются механически. Даже через два дня процесс выделения кислорода будет продолжаться, что дает неприятные тактильные ощущения. Если вода с растворенной перекисью попадет на кожу, начнется легкое покалывание.

Не допускайте проглатывания или попадания этого водного раствора в дыхательные пути. Это раздражает слизистые оболочки. Перекись позволяет воде остывать медленнее по мере увеличения ее плотности. Однако перекись не может заменить тщательную очистку коагулянта.

Перманганат калия, разведенный в воде, обладает дезинфицирующими свойствами до тех пор, пока его цвет не изменится с бледно-розового на светло-коричневый или зеленый.

Это зависит от агрессивности щелочной среды. После полного распада вода принимает непрезентабельную форму, ее придется заменить или очистить коагулянтом

В составе ярко-зеленого цвета присутствует спирт и краситель трифенилметановый. Нет точных данных о том, как этот красящий пигмент влияет на человека при попадании в организм. При длительном контакте с водой, в которой растворяется ярко-зеленый цвет, материал меняет цвет со стенками бассейна.

Пористый пластик и плитка приобретают зеленоватый оттенок. Спирт со временем испаряется с поверхности, и в воде останется только краска

Эти реагенты не могут действовать как полноценная замена коагулянтам, так как они не связывают мелкодисперсную суспензию. Они могут обеззараживать воду лишь на короткое время, при этом опасные тяжелые металлы и невидимые вещества не исчезают. Они остаются в контейнере.

О важности воды

Все понимают, что вопрос дефицита пресной воды очень серьезный. Но лишь немногие отдают себе отчет в том, насколько остро он стоит. Растения состоят из воды примерно на 90%, их потребность очень велика. Организм взрослого человека состоит из воды в среднем на 65%. Кровь состоит на 92% из воды, мышцы и головной мозг — на 75%, даже в костной ткани, которая кажется очень сухой, около 22% воды.

Вода участвует во многих химических реакциях, она является компонентом всех обменных процессов в живых существах. Эта та необходимая среда, где проходит вся жизнедеятельность. Жидкость помогает теплокровным регулировать температурный режим, увлажняет воздух при дыхании, доставляет питательные вещества к каждой клеточке организма, выводит из них продукты распада и токсины.

Чтобы любое живое существо поддерживало функции жизнеобеспечения, ему необходимо определенное количество воды с подходящим солевым составом. При нарушении этих условий происходят нарушения, они касаются всех функций: терморегуляции, переваривания еды, производство крови. Без пригодной для питья воды человек может жить лишь несколько суток.

При снижении общего объема на десять процентов создается риск смерти.

Когда людям не хватает питьевой, они вынуждены использовать техническую воду. И это приводит к вспышкам заболеваний и росту смертности. Суточная потребность человека составляет от двух до четырех литров, это зависит от особенностей работы организма, физической активности и других внешних факторов.

Коагулянты

Для коагуляции СВ используют минеральные или полимерные добавки:

бентонит;
известь;
электролиты;
растворимые соли алюминия;
соли железа и их соединения;
соли магния: хлорид магния, сульфат магния;
глины;
шлаки, содержащие диоксид кремния;
полиакриламид.

Полимерные вещества стимулируют агрегацию твердых загрязнений.

В качестве коагулянтов могут использоваться различные промышленные отходы – шламы и утратившие качество растворы производства этилбензола, травления металлов, например:

хлорид алюминия;
сульфат двухвалентного железа;
известковый шлам.

Выбор коагулянта для очистки стоков зависит от:

состава вещества;
физико-химических свойств;
концентрации и состава загрязнений;
рН и солевого состава воды
экономической целесообразности применения для очистки стоков определенного качества.

Объем используемого коагулянта зависит от:

его категории;
расхода;
состава;
требований к качеству очистки воды;
определяется экспериментально.

Наиболее эффективные коагулянты – соли железа:

активны при низкой температуре воды;
имеют широкий диапазон оптимальных значений рН и качества водной среды;
образуют быстроосаждаемые хлопья с высокой плотностью, прочностью и гидравлической крупностью;
ликвидируют неприятные запахи сероводородных соединений.

Среди недостатков соединений железа как коагулянтов:

образуют в результате реакции с органикой сильно окрашивающие растворимые комплексы;
обладают сильными кислотными свойствами, что приводит к коррозийному разрушению оборудования;
недостаточно развитая поверхность хлопьев.

Еще более качественный результат коагуляции достигается при смешивании сульфата алюминия и хлорного железа.

Коагулянты обычно хранятся в емкостях (баках или резервуарах) в виде раствора или порошкового (кускового) продукта. Из растворных резервуаров коагулянты перекачивают (пересыпают) в расходные емкости, а затем дозируют в обрабатываемую СВ с помощью дозаторов.

Реагенты смешивают с загрязненной водой в смесителях различных конструкций:

перегородчатых;
шайбовых;
вертикальных;
дырчатых;
механических с пропеллерными или лопастными мешалками.

Хлопья формируются в течение 10–40 минут в перегородчатых, вихревых, водоворотных камерах хлопьеобразования. Некоторые модели предполагают механическое перемешивание.

Отведение воды в камеры хлопьеобразования и осветлители осуществляется через трубопроводы или лотки.

Как происходит коагуляция

Когда коагулянт добавляют в воду, под его воздействием коллоиды теряют 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 (коагулируют), 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.

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 коагулированной 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.

Сточная вода до и после добавления коагулянта и флокулянта BMG-P2осадок образовался меньше, чем за минуту

Плюсы и минусы использования

Флотация — это один из самых популярных способов очистки стоков. Без флотирования жидкостей не обходятся даже сложные промышленные фильтрационные сооружения.

Преимущества:

широкая сфера применения;
невысокие эксплуатационные и капитальные затраты;
несложное оборудование;
селективность удаления примесей;
большая скорость обработки по сравнению с процессом отстаивания;
вероятность получения шлама низкой влажности;
высокий уровень очистки (95-98%);
возможность повторного использования удаляемых веществ.

Из недостатков — это то, что станция не может гарантировать полный цикл фильтрации. Она является промежуточным узлом в сложной схеме очистных сооружений. Сточные воды, поступающие во флотатор, требуют предварительной подготовки. Проникновение в систему грубых примесей (песок, отсев, полимеры и др.) влечет за собой поломку оборудования.

Устройство не способно обеспечить полное удаление нефтепродуктов. По этой причине после него в цепочку агрегатов монтируют ультрафиолетовую обеззараживающую установку и группу сорбционных фильтров.

Коагулянт для очистки сточной воды: как выбрать + правила использования

За и против применения данного метода

Гидроксохлорид алюминия

Принцип работы коагулянтов