Coagulant pentru purificarea apei uzate: cum să alegeți + reguli de utilizare

Există numeroase metode de purificare a apelor uzate. La amenajarea rețelelor de canalizare autonome, pe lângă instalarea filtrelor obișnuite, capabile să elimine substanțele nocive și să facă apa mai curată, se folosește din ce în ce mai des metoda de purificare prin precipitare – coagularea.

Vă vom explica după ce principiu funcționează coagulantul pentru purificarea apei. În articolul propus spre consultare sunt descrise detaliat toate varietățile utilizate în practică. Veți afla ce trebuie să luați în considerare la alegerea mijlocului și cum să îl utilizați corect.

Principiul de funcționare a coagulanților

Coagularea este o metodă de purificare a apei prin legarea substanțelor dispersate poluante pentru eliminarea ulterioară prin metode mecanice, filtrare. Unirea particulelor poluante are loc datorită introducerii reactivilor coagulanți, care creează condiții pentru eliminarea simplă a poluanților legați din apa purificată.

Termenul «coagulatio» în traducere din latină înseamnă «îngroșare» sau «coagulare». Coagulanții în sine sunt substanțe capabile, printr-o reacție chimică, să creeze compuși insolubili și puțin solubili, care sunt mai simpli și mai ușor de eliminat din compoziția apei decât componentele dispersate.

Principiul de funcționare al substanțelor se bazează pe faptul că forma lor moleculară are o sarcină pozitivă, în timp ce majoritatea poluanților au sarcină negativă. Prezența a două sarcini negative în structura atomilor particulelor murdare nu le permite să se combine. Din acest motiv, apa murdară devine întotdeauna tulbure.

În momentul adăugării unei mici cantități de coagulant în lichid, substanța începe să atragă spre sine suspensiile prezente în acesta. Ca rezultat: odată cu creșterea intensității luminii împrăștiate, lichidul devine mai tulbure pentru o scurtă perioadă de timp. O singură moleculă de coagulant poate atrage cu ușurință mai multe molecule de murdărie.

Coagulanții provoacă formarea de legături stabile între particulele fine de impurități și microbii prezenți în apă

Moleculele de murdărie atrase încep să reacționeze cu coagulantul, rezultând combinarea lor în compuși chimici mari, complecși. Substanțele slab solubile, înalt poroase, se depun treptat pe fund sub formă de precipitat alb.

Sarcina proprietarului constă doar în a îndepărta la timp precipitatul, utilizând orice tip de filtrare disponibil.

Moleculele care se atrag reciproc formează particule mari, care, datorită greutății lor crescute, se depun și apoi sunt îndepărtate prin filtrare

Eficacitatea acțiunii preparatului poate fi evaluată prin formarea pe fund a unui precipitat sub formă de formațiuni albe fulgioase – floculi. Din acest motiv, termenul „floculare” este adesea folosit ca sinonim pentru „coagulare”.

Floculii formați, a căror dimensiune poate ajunge de la 0,5 la 3,0 mm, au o suprafață mare, cu o sorbție ridicată a substanțelor precipitate

Pe lângă purificarea apei uzate, coagulanții se utilizează în tratarea apei din piscine, în tratarea apei tehnice și potabile în regiunile cu resurse limitate de apă. Vă recomandăm să vă familiarizați cu posibilitățile compozițiilor chimice coagulante, ale căror caracteristici sunt descrise pe site-ul nostru.

Utilizarea reactivilor: avantaje și dezavantaje

Eficiența echipamentelor moderne de neutralizare a impurităților din apele uzate nu poate atinge nivelul maxim fără utilizarea reactivilor.

Coagulantele moderne permit creșterea semnificativă a intensității și calității procesului de epurare a apelor uzate. Costul ridicat al reactivilor este compensat de o serie de avantaje pe care le au.

Printre avantajele incontestabile ale utilizării coagulanților sintetici, merită evidențiate:

• eficiența;
• cost accesibil;
• calitatea înaltă a epurării;
• universalitatea aplicării.

Apele uzate reprezintă un sistem agresiv stabil. Iar coagularea ajută la distrugerea acestuia, formând particule mari pentru a le elimina ulterior prin filtrare.

Utilizarea reactivilor oferă rezultate bune în eliminarea particulelor în suspensie și coloidale din apele uzate.

În esență, particulele fazei coagulante, formate sub acțiunea coagulanților, sunt simultan centrul de formare a fulgilor și agentul de îngreunare.

Dar metoda de sedimentare cu utilizarea reactivilor nu este lipsită de dezavantaje. Printre acestea se numără:

• necesitatea respectării stricte a dozajului;
• formarea unui volum mare de deșeuri secundare care necesită filtrare suplimentară;
• caracterul laborios al reglării procesului pe cont propriu.

La scară industrială, procesele de coagulare sunt utilizate pe scară largă, fiind puse în flux. Pentru a configura sistemul în condiții casnice, va trebui să achiziționați instalații speciale, al căror cost este destul de ridicat.

Majoritatea proprietarilor rezolvă această problemă prin utilizarea unor coagulanți de tip casnic, care se vând în recipiente de volum mic.

Substanțele active se adaugă pur și simplu în lichid, iar apoi se filtrează sedimentul depus pe fund; dar acest proces este destul de laborios și, prin urmare, necesită mult timp pentru realizare.

În unele cazuri, coagularea poate fi realizată direct în sistemul de filtrare mecanică. În acest scop, reactivul este introdus într-un segment al conductei cu lichidul de tratat, înainte de punctul de alimentare a acestuia către filtru. Și în acest caz, în sistemul de filtrare ajung deja particule străine, «transformate» în fulgi.

Tipurile principale de coagulanți

Există multe varietăți de coagulanți. Nu vom enumera în detaliu formulele lor în acest articol. Vom analiza doar două grupuri principale, care, în funcție de materia primă, se împart în organice și anorganice.

O categorie de coagulanți poate elimina fierul din apă și poate extrage sărurile de aluminiu, alta – să crească sau să scadă indicatorul de aciditate pH, iar unii reactivi – să aibă un efect complex.

Astăzi, producția de coagulanți este realizată de multe companii naționale și străine. Reactivii de nouă generație pe care le produc se deosebesc de coagulanții fabricați încă pe vremea Uniunii Sovietice prin caracteristici tehnice îmbunătățite.

Substanțe organice naturale

Ele sunt reactivi special creați care, prin accelerarea aglutinării particulelor agresiv instabile prezente în apă, contribuie la facilitarea proceselor legate de separarea și sedimentarea lor. Substanțele organice ajută la stimularea combinării poluanților în suspensii și emulsii dense, care facilitează procesul de eliminare a acestora din apă.

Substanțele macromoleculare combat eficient clorul și elimină eficient „aromele” neplăcute din lichid, de exemplu: mirosul de hidrogen sulfurat, adesea prezent în lichidul cu conținut de fier.

La interacțiunea cu moleculele poluanților, coagulanții organici se reduc semnificativ în dimensiune. După finalizarea reacției, ei precipită sub formă de o cantitate mică de sediment.

Datorită minimizării volumului sedimentului acumulat pe fundul recipientului, este mult mai ușor și mai rapid de filtrat. În același timp, cantitatea redusă de sediment nu afectează în niciun fel calitatea purificării.

Din cauza bazei de materii prime limitate, reactivii naturali nu au găsit o aplicare largă în purificarea apelor uzate la scară industrială. Dar pentru scopuri casnice, ei sunt folosiți frecvent.

Compuși sintetici coagulanți

Aceste tipuri de reactivi sunt create pe bază de elemente minerale și sintetice. Polimerii contribuie la formarea unei sarcini cationice ridicate, stimulând astfel apariția rapidă a fulgilor. Ei interacționează excelent cu apa, având un efect complex asupra acesteia: înmuiindu-i structura și, de asemenea, eliminând impuritățile grosiere și sărurile.

Cele mai răspândite sunt sărurile metalelor polivalente, create pe bază de fier sau aluminiu. Fierul se utilizează pentru purificarea grosieră.

Floculanții – coagulanți secundari, care transformă suspensiile și emulsiile în fulgi, sunt utilizați împreună cu coagulanții primari. Tandemul poate curăța atât porții mici de deșeuri menajere, cât și volume mari generate de întreprinderile industriale.

Dintre compușii de fier, cei mai populari sunt:

• clorura ferică – cristale higroscopice, cu luciu metalic închis, elimină perfect particulele mari de impurități și înlătură ușor mirosul de hidrogen sulfurat;
• sulfatul de fier – produs cristalin higroscopic, se dizolvă bine în apă și este eficient la epurarea apelor uzate menajere.

Datorită vâscozității scăzute la o masă moleculară mică, acești reactivi se dizolvă excelent în orice tip de lichid tratat.

Dintre coagulanții pe bază de aluminiu, cei mai răspândiți sunt:

• oxiclorura de aluminiu (OXA) – utilizată pentru tratarea apei cu conținut ridicat de substanțe organice naturale;
• hidroxiclorosulfatul de aluminiu (HCSA) – face față excelent depunerilor naturale din apele uzate;
• sulfatul de aluminiu – produs tehnic nepurificat sub formă de bucăți de culoare gri-verde, utilizat pentru epurarea apei potabile.

În anii trecuți, polimerii erau folosiți doar ca aditivi la coagulanții anorganici, utilizându-i ca stimulatori care accelerează formarea fulgilor. Astăzi, acești reactivi sunt din ce în ce mai des utilizați ca principali, înlocuindu-i pe cei anorganici.

Dacă comparăm substanțele organice și sintetice, primele câștigă prin faptul că acționează mult mai rapid. În plus, ele pot funcționa în aproape orice mediu alcalin și nu interacționează cu clorul.

Pentru adsorbția sărurilor dizolvate în apă, a ionilor de metale grele și a altor suspensii, o porție de reactant organic va fi necesară de câteva ori mai mică decât analogul sintetic (+)

Compușii activi organici câștigă și prin faptul că nu modifică pH-ul apei. Acest lucru permite utilizarea lor pentru epurarea apei unde sunt prezente colonii de plancton, alge și microorganisme mari.

Recomandări pentru alegerea mijloacelor

Alegerea coagulantului pentru epurarea apelor uzate trebuie abordată cu mare atenție. La urma urmei, deși substanța nu prezintă pericol pentru sănătatea umană, prin acțiunea sa are o specializare destul de îngustă.

Atunci când alegeți un coagulant pentru epurarea apelor uzate, puteți utiliza și manuale de referință, dar înainte de a achiziționa materialul consumabil, este totuși recomandabil să consultați profesioniști specializați în domeniul epurării apei.

Pentru a vă feri de dezamăgiri în cazul unei eficiențe scăzute a utilizării coagulantului, vă recomandăm să trimiteți mai întâi apa pentru analiză. Cercetările de laborator vor oferi informații despre compoziție și vor ajuta la determinarea celui mai potrivit tip de tratare.

Cunoscând compoziția apei poluate, va fi mult mai ușor să alegeți varianta optimă de coagulant care vă va ajuta să rezolvați rapid problema

Coagulanții sunt substanțe destul de specifice. În unele cazuri, sunt capabile să respingă elementele din apă, în altele, dimpotrivă, să își intensifice acțiunea. De exemplu, utilizarea substanței active create pe bază de sulfat de aluminiu și fier poate avea un efect triplu: purificarea apei, precum și deferizarea și înmuierea semnificativă a acesteia

Atunci când utilizați orice tip de coagulant, principalul lucru este să respectați dozajul recomandat de producător. O cantitate prea mică de substanță activă va declanșa reacția, dar aceasta nu va decurge la fel de intens cum este necesar pentru o purificare adecvată. Sedimentul va precipita lent, iar lichidul nu se va curăța de impuritățile nocive

În plus, atunci când dozajul este încălcat, fulgii încep să se depună neuniform. Din această cauză, în apă se formează mulți microfloci, care, datorită dimensiunilor lor mici, nu sunt reținuți de filtre

Reactanții activi de pe piață sunt prezentați sub formă de granule, fracțiuni și bucăți, precum și de plăcuțe mici fără formă definită

Pentru a simplifica sarcina de calcul a volumului necesar de substanță activă, producătorii livrează coagulanții în ambalaje echipate cu dozatoare, fără a uita să atașeze instrucțiuni detaliate de utilizare

Condiții pentru desfășurarea procesului

Eficiența maximă a epurării apelor uzate se atinge printr-o abordare complexă a soluționării problemei. De aceea, la amenajarea stațiilor de epurare autonome, coagularea se aplică în combinație cu epurarea mecanică și biologică

În acest scop, se construiesc structuri formate din decantoare verticale, separate prin pereți despărțitori. Datorită acestui fapt, apele uzate trec printr-o epurare în mai multe etape. Mai întâi se decantează, apoi se epurează prin prelucrare cu bacterii, după care ajung într-o cameră unde intră în procesul de coagulare, iar în etapa finală sunt filtrate

Coagulantul poate fi amplasat într-un recipient de plastic separat, suspendat în vasul de toaletă, datorită căruia, la fiecare tragere de apă, particulele de reactant ajung împreună cu apele uzate în sistem

Instalarea echipamentelor specializate, calcularea dozei aproximative de materiale consumabile și controlul inițial în toate etapele procesului de epurare a apelor uzate este mai bine să fie încredințate profesioniștilor

Schema de coagulare include trei etape principale:

1. Adăugarea coagulantului în lichidul poluat.
2. Crearea condițiilor pentru o interacțiune maximă a reactantului activ cu impuritățile.
3. Decantarea cu filtrarea ulterioară a particulelor sedimentate.

O condiție necesară pentru desfășurarea coagulării este egalitatea particulelor cu sarcină opusă. De aceea, pentru a asigura obținerea rezultatului dorit, obținând cea mai mare reducere a turbidității efluenților, este atât de important să respectați concentrația reactivului utilizat.

Atunci când utilizați coagulanți pentru epurarea apelor uzate, trebuie să țineți cont că aceste substanțe funcționează doar la temperaturi pozitive.

Intervalul de lucru al reactivilor variază între 10 și 40°C, iar în cazul depășirii temperaturii peste această valoare, reacția începe să decurgă mult mai lent.

De aceea, este atât de important să asigurați stabilitatea încălzirii apei tratate.

Pentru accelerarea procesului de coagulare, în compoziția apei se pot adăuga substanțe capabile să formeze sisteme coloidale de dispersie – floculanți. În acest scop, cel mai des se utilizează: amidon, poliacrilamidă, silicat activat. Acestea se vor adsorbi pe fulgii de coagulant, transformându-i în agregate mai rezistente și mai mari.

Floculantul se introduce în zona mediului de contact la 1-3 minute după momentul introducerii coagulantului. Până în acest moment, procesele de formare a microflocurilor și sorbtia ulterioară a substanțelor de precipitare sunt finalizate.

Cantitatea de sediment care se depune în rezervoarele de contact depinde de tipul de reactiv utilizat și de gradul de epurare preliminară a apelor uzate supuse tratării.

În medie, după epurarea mecanică, volumul de sediment per persoană pe zi este de aproximativ 0,08 litri, după trecerea prin biofiltre – 0,05 l, iar după tratarea în aerotanc – 0,03 litri. Este necesar doar să-l eliminați la timp pe măsură ce rezervorul se umple.

Concluzii și material video util pe această temă

Principiul de acțiune al coagulantului:

Prezentare video a produselor coagulante de uz casnic:

Aplicând metoda coagulării, veți avea o oportunitate excelentă de a obține un rezultat ridicat cu investiții mici. Abordând cu atenție alegerea reactivului și creând condițiile necesare pentru exploatarea acestuia, nu va fi dificil să epurați apele uzate de o multitudine de impurități și poluări deodată.

Ați avut întrebări în timpul familiarizării cu informațiile prezentate de noi? Cunoașteți subtilitățile aplicării coagulanților în practică? Vă rugăm să împărtășiți cunoștințele și impresiile dumneavoastră și, de asemenea, adresați întrebări în blocul de mai jos.