Coagulante pentru purificarea apei potabile. Soiuri și aplicare de coagulanți pentru tratarea apei. Video: prepararea apei cu coagulant Hyacinth

Coagularea (din latinescul coagulatio - coagulare, îngroșare) - asocierea particulelor fazei dispersate în agregate în timpul coliziunilor. Ciocnirile apar ca urmare a mișcării browniene a particulelor, precum și a sedimentării, a mișcării particulelor într-un câmp electric (electrocoagulare), a impactului mecanic asupra sistemului (amestecare, vibrații). Trasaturi caracteristice coagulare - creșterea turbidității (intensitatea luminii dispersate), apariția formațiunilor floculente - flocule (de unde și termenul de floculare, folosit adesea ca sinonim pentru coagulare), stratificarea unui sistem inițial rezistent la sedimentare (sol) cu eliberare de o fază dispersată sub formă de coagulat (sediment, cremă). La un conținut ridicat de particule din faza dispersată, coagularea poate duce la întărirea întregului volum al sistemului datorită formării unei rețele spațiale a structurii de coagulare. În sistemele relativ grosiere (suspensii), în absența mișcării browniene a particulelor primare, coagularea poate fi judecată după modificarea sedimentării - de la decantarea particulelor primare independente cu o acumulare treptată a sedimentului (sedimentare fără structură) până la decantarea agregatelor în un strat continuu; la o concentrație suficient de mare de particule în sistem, un astfel de strat formează o limită clară (sedimentare structurală). În plus, coagularea duce la o creștere a volumului final al sedimentului.

Coagulantele sunt substanțe capabile să inducă sau să accelereze coagularea. Introducerea coagulanților în sistem este utilizată pe scară largă pentru a facilita procesele asociate cu necesitatea separării substanței fazei dispersate de mediul de dispersie (sedimentarea particulelor în suspensie în timpul epurării apei, îmbogățirea materiilor prime minerale, îmbunătățirea caracteristicilor de filtrare). a sedimentelor etc.). Coagularea joacă un rol important în procesele de tratare a apei pentru a îndepărta particulele coloidale în suspensie care pot da apei de băut un gust, culoare, miros sau turbiditate neplăcut. Sub acțiunea coagulanților, particulele coloidale dispersate sunt combinate în mase mari, care apoi, după floculare, pot fi îndepărtate prin astfel de metode de separare a fazelor solide și lichide precum sedimentare, flotare și filtrare.

Sărurile metalelor polivalente (aluminiu, fier etc.) sunt coagulanți eficienți pentru sistemele cu mediu de dispersie apos. Următorii coagulanți care conțin aluminiu sunt utilizați în tratarea apei: sulfat de aluminiu, oxiclorură de aluminiu, aluminat de sodiu și, într-o măsură mult mai mică, clorură de aluminiu.

Sulfatul de aluminiu Al 2 (SO 4) 3 18H2O este un produs tehnic brut, care sunt bucăți gri-verzui obținute prin tratarea bauxitelor, nefelinelor sau argilelor cu acid sulfuric. Trebuie să aibă cel puțin 9% Al2O3, ceea ce corespunde unui conținut de aproximativ 30% sulfat de aluminiu pur. De asemenea, conține aproximativ 30% impurități insolubile și până la 35% apă.

Sulfatul de aluminiu purificat (GOST 12966-85) se obține sub formă de plăci de culoare gri-perla din produsul brut sau alumină prin dizolvare în acid sulfuric. Trebuie să aibă cel puțin 13,5% Al2O3, ceea ce corespunde unui conținut de 45% sulfat de aluminiu. În Rusia, o soluție de 23–25% de sulfat de aluminiu este, de asemenea, produsă pentru tratarea apei. Când este utilizat, nu este nevoie de echipamente speciale pentru dizolvarea coagulantului, precum și simplificarea și reducerea costurilor de încărcare și descărcare și transport. Pe lângă tratarea apei, sulfatul de aluminiu este utilizat în mare

cantități din industria celulozei și hârtiei pentru calibrarea hârtiei și alte scopuri; este folosit în industria textilă ca mordant pentru vopsirea țesăturilor de bumbac, lână și mătase, pentru tăbăcirea pieilor, pentru conservarea lemnului și în industria fibrelor artificiale. În acest sens, în această revizuire, la estimarea volumelor de producție de coagulanți, se va ține cont de consumul de Al 2 (SO 4) 3 în alte industrii, iar apoi aceste date vor fi excluse din structura consumului. Proprietățile de coagulare ale Al 2 (SO 4) 3 se datorează formării hidroxidului de aluminiu coloidal și sulfaților bazici ca rezultat al hidrolizei. În procesul de coagulare al Al(OH)3, particulele coloidale de impurități prezente în apă sunt captate și eliberate împreună cu hidroxidul de aluminiu sub formă de fulgi gelatinoși. Al(OH)3 are o sensibilitate crescută la pH și temperatura apei tratate. Regiunea izoelectrică pentru hidroxidul de aluminiu, unde are cea mai mică solubilitate, corespunde pH-ului = 6,5-7,5. La valori mai mici ale pH-ului se formează săruri bazice parțial solubile, la valori ale pH-ului mai mari, aluminați. La o temperatură a apei sursă sub 4°C, ca urmare a creșterii hidratării hidroxidului de aluminiu, procesele de coagulare a impurităților sale și decantarea fulgilor încetinesc, filtrele se înfundă rapid, se depune un precipitat de hidroxid de aluminiu în conductele, aluminiul rezidual intră în filtrat, iar fulgii de hidroxid se formează în apă după furnizarea consumatorilor.

În sezonul rece, la tratarea apei cu un conținut ridicat de natural materie organică se utilizează oxiclorura de aluminiu (OXA). OXA este cunoscut sub diferite denumiri: clorhidrat de polialuminiu, clorhidroxid de aluminiu, clorura bazică de aluminiu etc. formula generala Al(OH)mCI3n-m. În timpul tratării apei, acești compuși pot forma structuri monomerice, polimerice și amorfe.

Coagulantul cationic anorganic OXA are capacitatea de a se forma compuși complecși cu o gamă largă de substanțe organice și anorganice în apă. Se deosebește fundamental de sărurile de aluminiu convenționale prin faptul că are așa-numita înveliș acid de suprafață, care asigură cea mai mare eficiență de purificare a apei din solide și metale în suspensie. Practica utilizării oxiclorurii de aluminiu a demonstrat o serie de avantaje care afectează direct indicatori economici utilizările sale (inclusiv în comparație cu sulfatul de aluminiu utilizat în mod tradițional):

Fiind o sare parțial hidrolizată, oxiclorura de aluminiu are o capacitate mai mare de polimerizare, ceea ce accelerează flocularea și sedimentarea unei suspensii coagulate;

S-a confirmat că oxiclorura de aluminiu funcționează într-un interval mai larg de pH decât sulfatul de aluminiu;

Scăderea alcalinității în timpul coagulării cu oxiclorură de aluminiu este semnificativ mai mică. Acest lucru, împreună cu absența adăugării de sulfați, duce la o scădere a corozivității apei, excluderea tratamentului de stabilizare, o îmbunătățire a stării rețelei de distribuție a apei a orașului și păstrarea proprietăților de consum ale apei în timpul transportului. , și, de asemenea, vă permite să abandonați complet utilizarea agenților alcalini și duce la economii în aceștia la stația de mijloc.tratarea apei până la 20 de tone lunar;

Conținut scăzut de aluminiu rezidual la doze mari administrate;

Reducerea dozei de lucru a coagulantului de 1,5 - 2,0 ori comparativ cu sulfatul de aluminiu;

Livrare într-o soluție de lucru gata făcută, care face posibilă refuzarea procesului de dizolvare a coagulantului, ducând la economii de energie pentru agitarea la stația de mijloc până la 100 mii kW/h anual;

Reducerea intensității forței de muncă și a costurilor de exploatare pentru depozitarea, prepararea și dozarea reactivului, îmbunătățirea condițiilor sanitare și igienice de lucru.

Aluminatul de sodiu NaAlO 2 este o bucată solidă albă cu un luciu sidefat la rupere, obținută prin dizolvarea hidroxidului sau oxidului de aluminiu într-o soluție de hidroxid de sodiu. Produsul comercial uscat conține 55% Al2O3, 35% Na2O și până la 5% NaOH alcalin liber. Solubilitatea NaAlO 2 - 370 g/l (la 20 o C). Greutate în vrac 1,2−1,8 t/m3. Clorura de aluminiu AlCl 3 este o pulbere cristalină albă cu o densitate de 2,47 g/cm 3, cu un punct de topire de 192,4 ° C. Solubilitatea clorurii de aluminiu în 100 g apă la 20 ° C este de 46 g, compusul se descompune în apa fierbinte. Al2Cl3·6H2O cristalizează din soluţii apoase cu o densitate de 2,4 g/cm3, răspândindu-se în aer. Când este încălzit, se desparte apa și HCl pentru a forma Al2O3. Clorura de aluminiu este folosită în principal ca catalizator pentru cracarea produselor petroliere, precum și pentru o serie de sinteze organice. Cu toate acestea, în unele cazuri, este folosit ca coagulant. La temperaturi scăzute ale apei în timpul perioadei de inundație, hidroxidul de aluminiu poate fi folosit ca coagulant. Coagulanții care conțin fier sunt utilizați și în tratarea apei:

clorură ferică, sulfați de fier (II) și de fier (III), sulfat feros clorurat. Clorura ferică FeCl 3 ·6H 2 O (GOST 11159−86) este un cristal de culoare închisă cu un luciu metalic, foarte higroscopic, deci este transportat în butoaie de fier sigilate. Clorura ferică anhidră se obține prin clorurarea așchiilor de oțel la o temperatură de 700 ° C și, de asemenea, ca produs secundar în producția de cloruri metalice prin clorurarea la cald a minereurilor. Conține cel puțin 98% FeCl 3 în produsul comercial. Densitate 1,5 g/cm3. Sulfatul de oxid feros FeSO 4 7H 2 O (vitriol de fier conform GOST 6981−85) este un cristal transparent verzui-albastru, devenind ușor maroniu în aer ca urmare a oxidării fierului (II). Produsul comercializabil este produs în două clase (A și B), conținând, respectiv, nu mai puțin de 53% și respectiv 47% FeSO4, nu mai mult de 0,25 - 1% H2SO4 liber și nu mai mult de 0,4 - 1% sediment insolubil. Densitatea reactivului este de 1,5 g/cm3. Industria produce, de asemenea, o soluție de 30% sulfat de fier (II) care conține până la 2% acid sulfuric liber. Se transportă într-un container cauciucat. Oxidarea hidroxidului de fier (II), care se formează în timpul hidrolizei sulfatului feros la un pH al apei mai mic de 8, are loc lent, ceea ce duce la precipitarea incompletă a acestuia și la coagularea nesatisfăcătoare. Prin urmare, înainte de introducerea sulfatului feros, varul sau clorul, sau ambii reactivi împreună, sunt adăugați în apă, complicând și crescând astfel costul tratarii apei. În acest sens, sulfatul feros este utilizat în principal în tehnologia de dedurizare a apei de var și var-sodă, atunci când valoarea pH-ului este menținută între 10,2–13,2 când duritatea magneziului este eliminată și, prin urmare, sărurile de aluminiu nu sunt aplicabile.

Sulfatul de fier (III) Fe 2 (SO 4) 3 2H 2 O se obţine prin dizolvarea oxidului de fier în acid sulfuric. Produsul este cristalin, foarte higroscopic, solubil în apă. Densitatea sa este de 1,5 g/cm3. Utilizarea sărurilor de fier (III) ca coagulant este preferată față de sulfatul de aluminiu. Utilizarea lor îmbunătățește coagularea la temperaturi scăzute ale apei, procesul este puțin afectat de pH-ul mediului, decantarea impurităților coagulate este accelerată și timpul de decantare este redus (densitatea fulgilor de hidroxid de fier (III) este de 1,5 ori mai mare decât aceea. de hidroxid de aluminiu). Printre dezavantajele sărurilor de fier (III).

este nevoie de dozarea lor exactă, deoarece încălcarea acesteia duce la pătrunderea fierului în filtrat. Fulgii de hidroxid de fier (III) se depun în mod neuniform și, prin urmare, în apă rămân un număr mare de fulgi mici, care intră în filtre. Aceste neajunsuri sunt în mare parte eliminate prin adăugarea de sulfat de aluminiu.

Sulfatul feros clorurat Fe 2 (SO 4 ) 3 + FeCl 3 se obţine direct la complexele de tratare a apei prin tratarea unei soluţii de sulfat feros cu clor, introducându-se 0,160 - 0,220 g clor la 1 g FeSO 4 7H 2 O. Coagulantul mixt aluminiu-fier este preparat din soluții de sulfat de aluminiu și clorură ferică într-un raport de 1:1 (în greutate). Raportul recomandat poate varia în funcție de condițiile specifice ale stației de epurare. Raportul maxim de FeCl3 la Al2(SO4)3 atunci când se utilizează un coagulant mixt în greutate este de 2:1. Apa tratată cu un coagulant mixt, de regulă, nu formează depozite nici la temperaturi scăzute, deoarece formarea și sedimentarea floculării se termină în principal înaintea filtrelor; fulgii se depun uniform si se realizeaza o limpezire mai completa a apei. Utilizarea unui coagulant mixt poate reduce semnificativ consumul de reactivi. Componentele coagulantului amestecat pot fi introduse fie separat, fie după amestecarea soluțiilor. Prima metodă este mai flexibilă în trecerea de la un raport optim de reactivi la altul, cu toate acestea, cu a doua, este mai ușor să faci dozare.

Sulfatul de aluminiu este cel mai comun coagulant utilizat în tratarea apei pentru tratarea apei potabile și industriale. Cea mai simplă și mai veche metodă de obținere a sulfatului de aluminiu brut este fierberea caolinului necalcinat, dar uscat, cu acid sulfuric. Gradul de conversie a argilei Al2O3 în sulfat nu depășește 70–80%.

Produsele obtinute prin aceasta metoda - sulfat de aluminiu brut sau coagulanti - se intaresc dupa fierbere si nu sunt supuse unor prelucrari suplimentare. Acestea conțin toate impuritățile materiilor prime.

Pentru a obține sulfat de aluminiu purificat, impuritățile insolubile sunt separate, ceea ce complică foarte mult procesul de producție. O îmbunătățire a acestei metode a fost descompunerea caolinului cu exces de acid sulfuric pentru a crește gradul de extracție a Al2O3 și neutralizarea excesului de acid cu nefelină. Aplicație reușită nefelina ca aditiv la caolin a servit ca bază pentru producerea coagulantului nefelin numai din nefelină (fără caolin):

(Na, K) 2 O Al 2 O 3 2SiO 2 + 4H2SO 4 → (Na, K) 2 SO 4 + Al 2 (SO 4) 3 + 4H 2 O + 2SiO 2

Coagulant nefelin

La amestecarea concentratului de nefelină cu acid sulfuric turn fără diluare ulterioară cu apă, amestecul se îngroașă rapid, deoarece apa din el se leagă cu sărurile formate în hidrați cristalini solizi. Aceasta este însoțită de o creștere puternică a temperaturii, determinând o vaporizare semnificativă, ceea ce duce la o creștere bruscă a volumului amestecului, care se transformă într-o masă poroasă solidă, care se sfărâmă ușor în pulbere. Acest produs, constând dintr-un amestec de sulfat de aluminiu, potasiu, alaun de sodiu, SiO 2 și alte impurități care se aflau în nefelină și s-au format în timpul tratamentului său cu acid sulfuric, se numește coagulant nefelin. Mai corect ar fi să-l numim coagulant nefelin brut, spre deosebire de coagulant nefelin purificat, care este un amestec de produse obținute prin cristalizarea soluției după separarea precipitatului de silice din aceasta. Temperatura de reacție, cantitatea de apă evaporată, randamentul și proprietățile coagulantului depind de concentrația acidului inițial. Bisulfatul de aluminiu a fost găsit în produsul obţinut prin descompunerea nefelinei cu acid 63-84,5%. Acest lucru se datorează neutralizării incomplete a acidului sulfuric. Prezența sărurilor de acid higroscopic în coagulant face ca acesta să absoarbă umiditatea din aer. Ca urmare a udării produsului, are loc o descompunere ulterioară a nefelinei nereacționate. Acest proces de „coacere” se desfășoară lent în aer timp de aproximativ 12 zile, datorită acoperirii boabelor de nefelină nereacționată cu cristale coagulante. Când cristalele sunt dizolvate în apă, procesul de descompunere ulterioară este accelerat și finalizat în apă rece în decurs de o oră și în apă fierbinte în decurs de 5 minute. Astfel, încetinirea interacțiunii nefelinei cu acidul sulfuric concentrat (peste 63% H 2 SO 4) se datorează lipsei de apă în faza lichidă. Cu cea mai mare rată, nefelina se descompune cu acid sulfuric 47-73%. Obținerea coagulantului brut de nefelină se realizează prin amestecarea concentratului de nefelină cu acid sulfuric turn în cazane cu mixere și turnarea pulpei rezultate până când se îngroașă în aparatul de „maturare”, adică. solidificare în masă.

Masa solidă este zdrobită. Când nefelina este amestecată cu acid sulfuric 92%, reacția este foarte lentă și suspensia neîngroșată poate curge cu ușurință în jgheabul melcului unde se adaugă apă pentru a dilua acidul. După aceea, reacția merge foarte repede, iar masa, amestecată intens de șurub și deplasată de-a lungul aparatului, se întărește rapid, transformându-se în boabe mici. Procesul de amestecare se desfășoară în două dispozitive conectate în serie. Acidul și concentratul de nefelină sunt introduse continuu într-unul dintre mixere. Suspensia rezultată curge în al doilea mixer, de unde iese din partea sa inferioară printr-o etanșare hidraulică în dozatorul cu oală. Pulpa de ieșire trebuie să conțină de la 1,5 la 4% acid sulfuric în exces (în funcție de calitatea nefelinei). Prin exces se înțelege acidul conținut în pulpă în exces față de cantitatea care poate reacționa până la sfârșitul procesului în timpul hidratării. Din alimentatorul cu găleată, celuloza intră în reactorul cu șurub, unde se adaugă apă cu viteza de diluare a acidului la 70-73% H2S04. Timpul de rezidență al masei în reactorul cu șurub este de 28−30 sec, iar gradul de descompunere a nefelinei în acest timp ajunge la 85−88%. Din reactor, masa friabilă uscată cu o temperatură de 80–100°C intră în depozit, unde produsul se coace și se răcește timp de 2–4 zile. Producerea a 1 tonă de coagulant nefelin prin această metodă necesită: 0,32 tone făină nefelină (până la 1% umiditate) sau 0,105 tone Al 2 O 3 (100%), 0,378 tone acid sulfuric (100%). Tehnologia de producere a coagulantului de nefelină a fost implementată la OAO Svyatogor, precum și la OAO Apatit, unde reactivul rezultat este folosit pentru a îngroșa concentratele de apatită și nefelină. Procesul industrial pentru prelucrarea complexă a nefelinelor a fost dezvoltat de specialiști sovietici și testat la Uzina de aluminiu Volkhov în 1952. Esența procesului este sinterizarea nefelinei cu calcar la o temperatură de 1250-1300 ° C. Masa rezultată este levigat cu o soluție apoasă alcalină, soluția de aluminat de sodiu se separă de nămol este apoi eliberată de SiO 2 prin precipitarea acesteia în autoclavă la o presiune de aproximativ 0,6 MPa, apoi cu var la presiunea atmosferică, iar aluminatul se descompune prin CO2 gazos. Al(OH)3 rezultat este separat din soluție și apoi utilizat în scopul propus: atunci când interacționează cu acidul sulfuric, se obține sulfat de aluminiu, când este calcinat (t ~ 1200 o C) - alumină. Cu această metodă de prelucrare a nefelinei, pe lângă alumină și sulfat de aluminiu, se obține carbon de sodiu, potasiu și ciment. O tehnologie similară pentru producerea sulfatului de aluminiu din nefelină este utilizată în prezent la rafinăria de alumină Achinsk.

Obținerea sulfatului de aluminiu purificat din hidroxid de aluminiu sau oxid de aluminiu (alumină)

Majoritatea producătorilor ruși de sulfat de aluminiu folosesc hidroxid de aluminiu sau oxid de aluminiu (alumină) ca materie primă.

2Al(OH) 3 + 3H 2 SO 4 → Al 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O

Al 2 O 3 + 3H 2 SO 4 → Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O

La producerea sulfatului de aluminiu purificat prin dizolvarea hidroxidului de aluminiu (sau oxidului de aluminiu) în acid sulfuric, procesul se desfășoară după cum urmează. Ibricul de reacție (rezervor de oțel căptușit cu cărămizi rezistente la acid peste un strat de plăci de diabază) este încărcat simultan cu hidroxid de aluminiu, acid sulfuric și apă într-un raport aproximativ stoechiometric corespunzător unui conținut de produs de aproximativ 90% Al 2 (SO 4 ) 3 18H2O şi 10% apă liberă.

Agitarea se efectuează cu abur viu, menținând temperatura la nivelul de 110-120 ° C, și se finalizează după 20-30 de minute, când cantitatea de acid sulfuric liber din proba de masă de reacție devine mai mică de 0,1% . Masa de reacție care conține 13,5-15% Al 2 O 3 (sub formă de sulfat de aluminiu), pentru a accelera cristalizarea ulterioară, este răcită în reactor la 95 ° C, suflând aer prin ea timp de 10 minute. Apoi se toarnă pe o masă de cristalizare echipată cu o mașină automată pentru tăierea produsului solidificat. Cristalizarea topiturii pe masă durează aproximativ 50 de minute și în același timp necesită extragerea produsului din matriță, care are o suprafață de 32-34 m2 (capacitate de aproximativ 6 tone).

Consumul de materiale la 1 tonă de produs este de: 0,142 tone hidroxid de aluminiu (din Al2O3) și 0,40 tone acid sulfuric (100%). Cristalizarea se realizează și pe suprafața exterioară a unui tambur rotativ orizontal răcit din interior - pe role de răcire sau de cristalizare. Tamburul este parțial scufundat în topitura situată în palet, având o temperatură de 90−100 o C. Cristalizarea pe role facilitează condițiile de lucru, asigură un mod de producție continuu, și îmbunătățește proprietățile comerciale ale produsului. Un produs de fulgi îndepărtat de pe role care conține 13,5-14% Al 2 O 3 în timpul depozitării

aglomerare. Un produs neaglomerant se obţine prin creşterea conţinutului de Al2O3 la 15,3-15,8% (15,3% corespunde concentraţiei de Al2O3 în Al2(SO4)3·18H2O hidrat cristalin). Cu o lungime a tamburului cu role de 2,2 m și un diametru de 1,8 m (suprafața de schimb de căldură 12,4 m2), la descărcarea unui produs cu un conținut de 13,5–14% Al 2 O 3 , numărul de rotații al tamburului este de 4,3 pe minut iar capacitatea medie de lucru a rolelor este de 2,4 t/h; când produsul care conține 15,3–15,8% Al2O3 este eliberat, tamburul face 1–1,2 rpm și productivitatea scade la 1 t/h.

Pentru a obține un produs neaglomerant, se mai propune amestecarea suspensiei de hidroxid de aluminiu cu acid sulfuric 60%, luată într-o cantitate de 95-97% din stoichiometria, iar soluția rezultată la o temperatură de 100 ° C este direcționată. la role reci pentru cristalizare. Produsul conține un amestec de sare bazică. A fost brevetat un procedeu continuu de producere a sulfatului de aluminiu, în care o suspensie apoasă de Al(OH) 3 și acid sulfuric în raport stoechiometric sunt alimentate la viteză mare prin pompe de dozare în duzele de amestec ale reactorului, în care masa se păstrează cel puțin 30 de secunde. Apoi este răcit la sub 100°C într-un răcitor cu flux și forțat prin duze sau fante pentru a forma un produs fin granulat.

Obținerea oxiclorurii de aluminiu

Cristalele de oxiclorură de aluminiu Al 2 (OH) 5 Cl 6H2O se obțin prin dizolvarea hidroxidului de aluminiu proaspăt precipitat într-o soluție 0,5-1% de acid clorhidric. Reactivul conține 40-44% Al 2 O 3 și 20-21% NaCl. Disponibil sub forma unei soluții de 35%. În plus, polioxiclorura de aluminiu se obține prin reacția HCI cu aluminiu pur:

2Al(OH)3 + HCI → Al2(OH)5CI + H2O

2Al + HCl + 5H2O → Al2(OH)5Cl + 3H2

Mesaj:

Buna ziua. Eu sunt managerul Laborator Berărie, sunt interesat de coagulant pentru purificarea apei naturale. Folosim apă de fântână și avem o cantitate decentă de solide în suspensie și căutăm un coagulant Industria alimentară.

Important pentru noi este sa indepartam cat mai mult particulele in suspensie prin decantarea lor, sper sa ne sfatuiti ceva... Va multumesc anticipat.

Coagularea, adică - procesul de mărire a particulelor coloidale și dispersate, care are loc ca urmare a lipirii lor între ele, este utilizat la limpezirea apelor naturale din surse de suprafață. Coagularea (coagularea) se termină cu formarea de fulgi vizibili cu ochiul liber și precipitarea acestora în timpul tasării. Ca urmare a coagulării, apa devine mai transparentă, decolorată.

Dacă în timpul limpezirii și coagulării apelor de suprafață este necesară reducerea simultană a alcalinității și a salinității acestora, aceste procese sunt combinate cu vararea în limpezitoare. Procesul fizico-chimic de coagulare este complex și nu există o relație stoechiometrică între coagulantul dozat și cantitatea de substanțe coloidale dizolvate. Fulgii de coagulant rezultați adsorb substanțele coloidale pe suprafața lor, separându-se sub formă de precipitat.

Pentru realizarea procesului de coagulare se folosesc următorii reactivi (coagulanți): sulfat de aluminiu (alumină) Al (SO 4 ) 3 18H 2 O, sulfat de fier (sulfat feros) FeSO 4 7H 2 O, clorură ferică FeCl 3 6H 2 O.

Reacțiile chimice ale interacțiunii coagulanților cu apa sunt următoarele:

Bicarbonații de aluminiu și fier rezultați sunt instabili și se descompun cu formarea de fulgi de hidroxid:

Formarea fulgilor din sulfatul feros necesită un timp mai lung și prezența oxigenului dizolvat în apă.

Dacă duritatea carbonatică a sursei de apă nu este mare, nu are loc reacția de coagulare. În acest caz, apa tratată este alcalinizată cu var sau sodă caustică:

Sulfatul de aluminiu este cel mai utilizat în coagulare, dar utilizarea lui este limitată de valoarea pH-ului apei tratate de 6,5-7,5. Într-un mediu mai alcalin, datorită proprietăților amfotere ale aluminiului, se formează aluminat de sodiu ușor solubil. Prin urmare, la varsare, se utilizează sulfat feros sau clorură ferică ca coagulant, ceea ce permite fluctuații ale valorii pH-ului în intervalul 4-10.

Când se efectuează numai procesul de coagulare în clarificatoare, se recomandă adăugarea de floculanti (de exemplu, poliacrilamidă), care contribuie la îngroșarea sedimentului și la accelerarea aderenței particulelor coloidale și suspendate precipitate.

Temperatura apei tratate în scheme cu coagulare este luată în intervalul 20-25 ° C (din motive de eliminare a „transpirației” echipamentului). La combinarea procesului de coagulare cu var, se recomanda incalzirea apei pana la 30-40°C.

În timpul coagulării, stabilitatea încălzirii apei tratate este deosebit de importantă. Temperatura apei trebuie menținută automat cu o precizie de ± 1°C.

Dozele de coagulant și alți reactivi auxiliari trebuie stabilite experimental pentru fiecare sursă de apă în diferite perioade ale anului. Se stabilesc prin coagularea experimentală (de probă) a apei sursei în laboratorul de producție. Cantitatea necesară de coagulant depinde de o serie de factori: compoziția de sare a apei, valoarea pH-ului acesteia, cantitatea și natura solidelor în suspensie din aceasta, temperatura, proprietăți chimice condiţiile de coagulare şi temperatură ale procesului. Doza optimă de coagulant provoacă formarea de fulgi mari, care se depun rapid și nu dă opalescență apei.

Doza aproximativă de coagulant poate fi determinată în conformitate cu SNiP 2.02.02-84 „Alimentarea cu apă. Rețele și structuri externe” conform formulei, precum și conform metodelor prevăzute în „Instrucțiunile de raționalizare a consumului de apă pentru nevoi gospodăreşti şi tehnologice, efectuarea de laborator şi producţie şi control sanitar şi igienic asupra calităţii apei potabile şi epurării apelor uzate”. Când conținutul de solide în suspensie în apă este de aproximativ 100 mg/l, doza de coagulant este de 25-35 mg/l.

De exemplu, dozele de sulfat de aluminiu în timpul coagulării sunt în intervalul 0,5-1,2 mg-eq/l. Se stabilește o doză mai mică pentru apele nepoluate cu canalizare, cu conținut moderat de substanțe în suspensie (până la 100 mg/l) și cu oxidabilitate scăzută; mare - pentru ape din perioada de inundație cu o oxidabilitate de aproximativ 15 mg/l O 2 și peste, cu un conținut de fier, precum și pentru ape slab coagulate (chiar și la oxidabilitate scăzută). În aceste cazuri, este posibilă creșterea dozei de coagulant până la 1,5 mg-eq/l.

Dozarea de floculanti, cum ar fi poliacrilamida (PAA), creste efectul limpezirii apei si productivitatea instalatiei de coagulare. De obicei, doza de PAA este de 0,1-1 mg/l de apă tratată (pe baza produsului 100%), iar o doză mai mică corespunde unei turbidități mai mici a apei. Poliacrilamida este dozată în apa tratată sub formă de soluții foarte diluate cu concentrații de 0,1%, asigurând în același timp o bună amestecare a soluției cu apa tratată.

Dacă este necesară îndepărtarea profundă a materiei organice și a fierului coloidal (sau atunci când coagularea nu poate obține rezultatele dorite), apa sursă este clorurată înainte de coagulare. Doza de clor se ia de obicei în intervalul 5-20 mg/l; continutul rezidual de clor liber dupa filtrele mecanice nu trebuie sa depaseasca 10 mg/l.

Este de preferat să se introducă coagulant în zona mediului de contact, dar în același timp este necesar să se asigure că floculantul este introdus la 1-3 minute după introducerea coagulantului, astfel încât până în acest moment procesele de formare. de microfulgi și sorbția substanțelor precipitate sunt finalizate.

Cel mai important pentru eficiența procesului de coagulare este duritatea apei, adică. continutul in apa de carbonati (CO 3) 2- si bicarbonati (HCO 3) -. S-a stabilit că, în cursul normal al procesului de coagulare, alcalinitatea apei trebuie să fie de cel puțin 1,4-1,8 mg-eq/l. Daca este mai mica, instalatiile de apa apeleaza la alcalinizarea apei cu sifon, var nestins sau inalbitor.

Solidele în suspensie suferă coagulare în moduri diferite. Deci, dacă coloizii hidrofili (substanțe humice etc.) sunt slab absorbiți pe suprafața fulgilor coagulanți și nu contribuie la formarea lor, atunci coloizii hidrofobi (argilă, sol etc.) sunt bine absorbiți pe suprafețe, îi fac mai grei și se stabilesc repede.

Temperatura scăzută a apei încetinește procesul de floculare, astfel încât timpul de coagulare iarna este mai lung decât vara.

Decantarea solidelor în suspensie are loc cu o viteză diferită, care depinde de forma, dimensiunea, densitatea, rugozitatea suprafeței particulelor și de temperatura apei.

În procesul de coagulare, împreună cu solidele în suspensie, microorganismele sunt, de asemenea, transportate în sediment, ceea ce contribuie la dezinfecția apei.

Trebuie remarcat faptul că, alături de coagulare, există și alte modalități de limpezire și dedurizare a apei. precum schimbul de ioni și osmoza inversă. Aceste metode sunt mai eficiente, deși costisitoare și necesită cheltuieli și echipamente suplimentare.

Un număr mare de oameni se gândesc în mod constant la calitatea apei potabile. Nu este întotdeauna posibil să folosiți filtre staționare cu mai multe niveluri, de exemplu, în timp ce vă aflați în țară sau în natură. În plus, aceste dispozitive sunt destul de scumpe și ocupă mult spațiu.

Unul dintre metode moderne purificarea apei este utilizarea unor substanțe speciale - coagulanți.

Un coagulant pentru purificarea apei potabile este o substanță specială care se adaugă la un lichid contaminat.

Coagulantele sunt utilizate cel mai frecvent pentru:

• purificarea apei în procese specializate de tratare a apei pentru alimentarea ulterioară a acesteia către clădirile rezidențiale;
• curățarea piscinelor, parcurilor acvatice și a altor obiecte de apă artificială;
• intreprinderi;
• ca liant în unele procese industriale.

Cu ajutorul coagulanților, puteți scăpa de turbiditatea apei, de mirosul și gustul ei neplăcut sau de o culoare străină puternic saturată.

Mulți oameni cred că purificarea apei în acest mod este nesigură pentru corpul uman. Experții dovedesc contrariul. Cantitatea principală de substanță introdusă în lichid este îndepărtată din acesta împreună cu contaminanții.

După procesul de curățare, în apă poate rămâne o cantitate mică de coagulant, ceea ce nu afectează absolut sănătatea umană.

Cum functioneaza

Apa contine o cantitate mare particule mici de impurități nocive care nu pot fi îndepărtate din lichid cu filtre convenționale, deoarece interacționează în mod constant cu moleculele de apă.

Astfel de particule dăunează mult sănătății umane. Sunt cele mai periculoase substanțe din apa râurilor, lacurilor și iazurilor. Coagulantul acţionează asupra particule minuscule substanță nocivă din apă.

Pe baza compoziției chimice a lichidului, este clar că astfel de particule au aceeași sarcină negativă și nu se pot combina singure.

Coagulantele, particulele încărcate pozitiv, leagă pe cele negative împreună, formând grupuri mai dense.

Substanțele mai grele cad pe fundul vaselor sub formă de sediment. Cele mai ușoare se acumulează în fulgi mari în recipient. Ca rezultat, toate murdăria și impuritățile dăunătoare pot fi ușor filtrate folosind cârpă, tifon, pergament sau orice alt material la îndemână.

Foto: substanțele mai grele cad pe fundul vaselor sub formă de sediment

Când utilizați coagulanți, trebuie reținut că temperatura lichidului tratat nu trebuie să depășească 45ºС. La temperaturi mai ridicate, majoritatea coagulanților nu funcționează.

Cum se determină doza de coagulant

Înainte de a utiliza coagulanți, este necesar să se efectueze cercetare chimică lichid de curățat. Experții vă vor ajuta să alegeți substanța potrivită și să determine cât de mult aveți nevoie pentru a obține apă potabilă curată.

Dacă o persoană dorește să aleagă în mod independent doza necesară de coagulant, de exemplu, pentru a purifica apa dintr-o fântână, dar trebuie să facă următoarele:

• trageți apă în 3 găleți de același volum;

Foto: trage apă în 3 găleți de același volum

• diluați medicamentul selectat într-o soluție de 1%. Pentru a face acest lucru, 1 gram de substanță este diluat în 100 ml de apă;

Foto: diluați medicamentul selectat

• turnați 100 ml din amestecul rezultat în prima găleată, 200 ml în a doua și, respectiv, 300 ml în a treia. Mutați lichidele în găleți cu un băț de lemn și observați schimbările care au loc în găleți;

Foto: mutați lichidul

• doza optimă se consideră a fi cea la care procesul de interacţiune a coagulantului şi substanţelor nocive decurge mai repede şi precipitatul rezultat se depune mai repede.

Dacă o doză de 300 ml nu este suficientă și vizual o persoană nu vede modificări în apă, atunci ar trebui să schimbați apa din găleți și să repetați procedura cu un conținut mai mare de coagulant în soluție, adică să turnați 400 ml. , 500 ml, respectiv 600 ml.

Puteți încerca să utilizați pentru experiment nu o soluție de 1% dintr-o substanță, ci una de 5%. În acest din urmă caz, va fi mult mai dificil să se calculeze corect doza necesară de coagulant.

Important! Permiteți-mi să vă reamintesc încă o dată că nu este recomandat să efectuați astfel de experimente pe cont propriu, dar cel mai bine este să contactați specialiști calificați. Dacă în calculele dumneavoastră apare o eroare, aceasta poate duce la consecințe ireparabile pentru organism.

Soiuri

Cei mai eficienți și mai des întâlniți coagulanți sunt sărurile metalelor precum fierul și aluminiul.

Compușii chimici formați de aceste metale pot fi organici, cum ar fi sulfatul feros, și anorganici, cum ar fi sulfatul de aluminiu.

Fiecare tip de coagulant este capabil să facă față anumitor tipuri de substanțe nocive. Prin urmare, înainte de selectarea și utilizarea ulterioară a medicamentelor, este necesar să se efectueze o analiză amănunțită a apei în laborator.

Numai după acest proces puteți obține apă potabilă de înaltă calitate și inofensivă.

Pentru tratarea apelor uzate la întreprinderi se folosesc și alte substanțe, în funcție de tipul de poluare:

• dacă o cantitate mare de uleiuri variate este prezentă în apa reziduală, atunci se recomandă utilizarea sărurilor de magneziu (sulfat de magneziu, clorură de magneziu) pentru curățare;
• în industria chimică se folosește o soluție de aluminosilicat;
• apele uzate saturate cu alcali se purifică cu un coagulant anorganic obținut din nămol roșu;
• pentru a îmbunătăți siguranța mediului înconjurător a apelor uzate, se utilizează aluminat de calciu activat;
• în centralele termice timpuri recente utilizați cel mai recent coagulant - un sorbent de gel polireactiv mineral.

Să luăm în considerare mai detaliat coagulanții cei mai eficienți și obișnuiți.

Dintre coagulanții care conțin aluminiu se pot distinge:

Foto: sulfat de aluminiu

Formula chimică a compusului este Al2(SO4)3∙18H2O. În cele mai multe cazuri, este utilizat sub formă de soluții.

Această substanță este de 2 tipuri:

• purificat. Această substanță este bucăți albe, a căror dimensiune poate ajunge la 10 kg. Este folosit pentru purificarea apei potabile și în unele industrii (textile, hârtie). Principalele avantaje ale coagulantului sunt termenul de valabilitate lung și ușurința de depozitare, costul scăzut și ușurința de transport. La utilizarea acestui coagulant, nu este nevoie să folosiți echipamente speciale pentru a obține o soluție;
• brut. Granulele au o nuanță gri-verzuie. Are aceleași proprietăți și beneficii ca și compusul purificat.

Foto: hidroxoclorura de aluminiu

Formula chimică este Aln(OH)(3n-m)Clm. Se admite sub formă de soluții limpezi sau granule galbene.

Principalele avantaje:

• are o solubilitate ridicată în apă;
• are cele mai bune abilități de coagulare;
• nu afectează modificarea nivelului pH-ului din lichid;
• conține cea mai mică cantitate posibilă de aluminiu;
• dezinfectează apa de clor.

Clorhidratul de aluminiu este considerat cel mai nou coagulant. Această substanță este utilizată pentru purificarea apei potabile și pentru purificarea apelor uzate în industria chimică și metalurgică.

Hidroxoclorosulfat de aluminiu (HSHA)

Coagulant mixt. Este cel mai eficient pentru curățarea apelor de inundații și noroioase, deoarece interacționează bine cu apa la temperatură scăzută. Disponibil în formă solidă și sub formă de soluție.

Folosit pe scară largă de stațiile de tratare a apei de la robinet la începutul primăverii, precum și pentru tratarea apelor uzate de către fabricile de textile, piele și hârtie. Recent, această substanță a înlocuit sulfatul de aluminiu.

Oxiclorura de aluminiu (OXA)

Foto: oxiclorura de aluminiu

Formula chimică este Al(OH)mCl3n-m. Este folosit pentru purificarea apelor naturale în principal în sezonul rece. Coagulantul are capacitate mare reacționează rapid și clar cu substanțele nocive din apă.

Este utilizat pe scară largă pentru tratarea apelor uzate menajere, în industria chimică și de rafinare a petrolului, la uzinele metalurgice.

Foto: clorură ferică

Formula chimică a compusului este FeCl3*6H2O. Este utilizat pentru epurarea apelor naturale, epurarea nămolurilor și în diverse industrii (metalurgie, alimentară, cosmetică, chimică). Îndepărtează bine mirosul dezgustător al hidrogenului sulfurat.

Foto: sulfat feros

Pentru purificarea apei utilizați:

• sulfat de fier (II) - FeSO4, denumit altfel sulfat feros;
• sulfat de fier (III) - Fe_2 (SO_4)_3.

Sulfații feroși sunt utilizați pentru purificarea apei potabile, a apei obținute sub formă de precipitații, a apei de canalizare. Îndepărtează bine mirosurile străine.

Pe lângă instalațiile de tratare a apei, sulfații feroși sunt utilizați pentru tratarea apelor uzate în industria chimică, cosmetică, alimentară, metalurgică și tăbăcării.

Coagulante anorganice și organice

Coagulanții anorganici sau minerali (de exemplu, clorură ferică, sulfat de aluminiu) pot fi împărțiți în 3 tipuri:

• soluție de var;
• care conțin fier;
• conţinând aluminiu.

De compoziție chimică aproape toate sunt săruri ale acizilor. Acest factor afectează nivelul pH-ului în apă, reducând indicatorul.

Prin urmare, după tratarea apei cu astfel de mijloace, trebuie avută o grijă suplimentară pentru a crește alcalinitatea acesteia. În caz contrar, apa dezinfectată poate afecta negativ sănătatea corpului uman.

Coagulantele anorganice afectează conductivitatea electrică a apei. Ele ajută la reducerea rigidității lichidului și la îndepărtarea semnificativă a depozitelor de diferite metale din acesta.

Substanțele anorganice sunt ușor de utilizat, pot fi depozitate pentru o perioadă lungă de timp. Au un cost redus și, prin urmare, sunt utilizate pe scară largă atât în ​​stațiile de tratare a apei, cât și în alte industrii.

Coagulantele organice (de exemplu, polioxisulfat de fier, clorură de polialuminiu) pot fi împărțite în:

• naturale, extrase din substanțe de origine naturală;
• artificiale, care sunt obținute din molecule sintetice.

Spre deosebire de reactivii anorganici, reactivii organici au o serie de avantaje semnificative:

• pentru a obține rezultatul optim al apei potabile, este necesară o cantitate semnificativ mai mică de substanță;
• nu modificați pH-ul;
• lupta activ cu clorul;
• după purificare, acestea sunt aproape complet îndepărtate din lichid, fără a lăsa molecule de metal;
• reduce timpul procesului complet de coagulare;
• convenabil în pregătire;
• interacționează cu algele;
• formează un sediment minim, ceea ce reduce timpul și costul îndepărtării acestuia;
• crește semnificativ durata de viață a filtrelor staționare de uz casnic.

Majoritatea coagulanților sunt utilizați pentru purificarea apei în condiții industriale. Nu este recomandat să le folosiți singure, deoarece este necesar să se determine cât mai exact posibil cât și ce coagulant este mai eficient de utilizat în anumite condiții.

Video: prepararea apei cu coagulant Hyacinth

Piscinele sunt întotdeauna supuse poluării tip diferit, indiferent de locație, formă și materiale din care este realizată această piscină. Pentru a-l menține curat și ușor de înot, se poate folosi coagulant pentru piscină. Această metodă de curățare este cu adevărat eficientă, este important doar să faceți alegerea corectă a componentei principale.

Coagulante - ce este?

Coagularea este o combinație de microparticule suspendate într-un singur element mare și transformarea sa în fulgi. Acest proces ajută la îndepărtarea diferitelor tipuri de resturi, vizibile sau nu, a metalelor grele, precum și a componentelor biologice nocive din apă.

Disponibil sub formă de pulbere, lichid și brichetat. Ultima opțiune este potrivită doar pentru măsuri preventive, brichetele nu curăță complet piscina, ele acționează ca asistenți la sistemele de filtrare.

Motive pentru care ar trebui să recurgeți la coagulanți:

• apă murdară
• Miros urât
• Iritația ochilor în timpul înotului
• Strângerea pielii după vizita la piscină

Dacă aveți cel puțin un factor neplăcut din toate cele de mai sus, atunci acest articol va fi cu adevărat relevant și util.

Cum funcționează un coagulant?

După ce reactivul a intrat în apă, reactie chimica. Rezultatul va fi o acumulare de fulgi pe fundul piscinei și pe suprafața acesteia.

Toate acestea sunt gunoi care trebuie să fie eliminate manual din piscină sau să-l folosească. Singura diferență dintre articulațiile superioare și inferioare este că unele sunt ușoare, iar altele sunt grele. Spațiul de apă dintre fund și suprafață devine curat.

Cum să alegi substanța activă potrivită?

Coagulantul pentru piscină este prezentat de diverși producători. Fiecare dintre ele oferă propria sa compoziție și își cere propriul preț pentru produs, cu toate acestea, principalele substanțe de legătură sunt limitate. Luați în considerare cele mai populare dintre ele.

clorhidrat

Se mai numește și polioxiclorură de aluminiu, este o componentă organică care s-a impus ca unul dintre cei mai buni coagulanți. Printre caracteristicile sale, utilizatorii disting:

• Grad ridicat de purificare în comparație cu alte componente organice
• economie
• Rată ridicată de formare a compusului
• Conținut scăzut de metal și sare după reacție, ceea ce permite apei să rămână băiabilă mai mult timp

Polioxiclorura de aluminiu este netoxică, nu necesită pregătire specială înainte de utilizare, este suficient să purtați o mască respiratorie și mănuși obișnuite de cauciuc.

Separat, merită remarcată imunitatea clorhidratului la schimbările de temperatură, îl puteți cumpăra cu o marjă și îl puteți stoca la cerere.

sulfat de aluminiu

Un compus anorganic care se bucură de popularitate datorită ușurinței sale de utilizare. Dar există și un dezavantaj foarte mare, un astfel de coagulant pentru curățarea apei din piscină are o sensibilitate ridicată la mediile acide și alcaline.

Înainte de utilizare, verificați starea apei. Dacă pH-ul este în intervalul 6,5-7,5, atunci sulfatul de aluminiu va fi eficient. Dacă nu, atunci efectul de lipire va fi mult mai slab, apa nu se va limpezi.

Dioxid de titan

coagulant anorganic. Este folosit în curățarea piscinei, dar eficacitatea sa este excesivă. Apa după tratarea cu un reactiv poate fi băută, devine limpede, dar prețul dioxidului de titan este extrem de mare, indiferent de producător.

Instrucțiuni pentru utilizarea coagulanților

În această secțiune, vom discuta ce trebuie făcut înainte de a utiliza un coagulant pentru tratarea apei proaspete dintr-o piscină. Sunt necesare proceduri pentru a crește eficiența lipirii microelementelor și a dezinfecta apa.

controlul pH-ului

Primul pas către purificarea apei este analiza echilibrului său acido-bazic cu ajutorul hârtiilor de turnesol. Rata indicatorilor variază în funcție de componenta principală a coagulantului, dar valorile medii ar trebui să fie de la 7,2 la 7,6. La o rată mai mică, apa trebuie să adauge alcali. La un ritm crescut, apa are nevoie de acid.

Indicator de deplasare

Mai simplu spus, trebuie să calculați volumul de apă care se potrivește în piscină. Cu o formă dreptunghiulară a piscinei, formula va fi V= a*b*c, unde V este volumul, a este lățimea, b este lungimea, c este înălțimea. Volumul unei piscine rotunde va fi calculat pe baza diametrului. Formula pentru un bazin rotund este V=c*6,28*r 2 , unde r va fi raza bazinului, iar restul literelor corespund primei formule.

De obicei, producătorul scrie independent proporțiile recomandate în funcție de volumul de apă din piscină. Totuși, dacă vi se pare că poluarea din piscină este foarte puternică, atunci puteți înmulți cifra propusă cu 1,3.

De exemplu, piscina dvs. de 20 m3 este murdară. Producătorul sugerează utilizarea a 10 ml de substanță per metru cub. Conform formulei, trebuie să adăugați 200 ml de coagulant. Dacă contaminarea este prea puternică, adăugați 260 ml.

Prepararea soluției

Deoarece substanţele sunt eliberate în diferite forme, luați în considerare trei abordări diferite pentru a crea amestecul de care avem nevoie.

Dacă aveți un medicament sub formă lichidă, luăm cantitatea necesară de concentrat și o diluăm în apă într-un raport de la 1 la 5 până la o masă omogenă. Apoi ar trebui să opriți filtrul pentru a nu-l strica cu fulgi lipiți. Puteți turna în piscină și așteptați rezultatul.

Dacă ați cumpărat medicamentul în stare uscată, atunci abordarea este ușor diferită. Încercați să cumpărați o pulbere, fracția de masă a ingredientului activ în care va fi de 15%, apoi diluția va fi 1 la 1 cu apă. Cu o compoziție diferită, va trebui să studiați în detaliu instrucțiunile și recomandările producătorului.

Purificarea apei după reacție

Procesul de curățare cu coagulanți durează 10-12 ore, după care trebuie să colectați fulgii și să-i îndepărtați din apă. Vă recomandăm să îndepărtați murdăria cu ajutorul unora speciale, dar dacă nu este cazul, puteți folosi o plasă densă într-o plasă fină.

Am discutat cu tine ce este coagulantul pentru piscină, ce sunt acestea și cum să le folosești. Vă dorim să faceți față eficient cu poluarea și să vă bucurați de piscina dvs.

Metodele de coagulare sunt destul de bine stăpânite și utilizate pe scară largă la multe stații de tratare a apei. În același timp, utilizarea coagulanților creează probleme suplimentare de apă care trebuie eliminate prin alte metode de tratare:

• turbiditate crescută;
• eficiență scăzută de îndepărtare a substanțelor organice dizolvate;
• concentrație reziduală mare de aluminiu.

Pentru a elimina multe dintre deficiențele metodei de coagulare, reactivul oxiclorură de aluminiu ( OHHA), care este folosit în tratarea apei pentru a înlocui sulfatul de aluminiu mai tradițional ( SA) ‒ Al₂(SO₄)₃. Formula de oxiclorură de aluminiu în vedere generala se pare ca:

Aln(OH)mCI3n-m

Aplicarea oxiclorurii de aluminiu ca coagulant a permis nu numai reducerea cantității de reactiv, ci și îmbunătățirea semnificativă a calității apei purificate. Eficiență maximă OCHA se observă în timpul decolorării apelor noroioase, cu indicatori pe scara de culori de 30-50 de grade; cât şi în perioada rece a anului, când ritmul de coagulare încetineşte.

Aplicarea sulfatului de aluminiu mai benefic pentru tratarea apei cu turbiditate redusă și conținut scăzut de sare. Nu este practic să folosiți oxiclorură de aluminiu pentru acest tip de tratare a apei.

Motivul pentru eficiența diferită în tratarea apei cu turbiditate și culoare diferite este că extracția poluanților din acestea are loc în moduri diferite.

Eficiența și viteza procesului de decolorare a apei prin coagulare depind de următoarele proprietăți:

• temperatura,
• pH-ul și compoziția ionică,
• conținut de materie suspendată,
• concentrații de particule coloidale și substanțe organice cu adevărat dizolvate.

În ciuda faptului că reacția mediului, valoare PH, joacă un rol semnificativ în cursul proceselor fizice și chimice de purificare a apei; în condițiile stațiilor de tratare a apei, acest indicator nu este aproape niciodată monitorizat. Indicatorul de pH este controlat numai în cadrul standardelor SanPiN pentru apă. Modificarea și monitorizarea reacției mediului pentru a monitoriza condițiile optime pentru derularea proceselor de coagulare la stațiile de operare nu se efectuează.

Un indicator al progresului unei reacții poate fi gradul de disociere hidroxid de aluminiu, care este minim într-un mediu apropiat de neutru (pH 6,5–7,5). Particulele coloidale de hidroxid de aluminiu într-un astfel de mediu sunt neutre (nu poartă o sarcină).

Când se efectuează procese de albire și clarificare cu sulfat de aluminiu, valorile optime ale pH-ului la care se va forma și precipita hidroxidul de aluminiu sunt 6,7-7,0. Pentru un astfel de mediu, procesele de sorbție și agregare sunt inerente. Agregarea particulelor coloidale de origine organică și a suspensiilor minerale în fulgi are loc cu participarea hidroxidului, care joacă rolul de liant.

Intensitatea floculării depinde și de valoarea pH-ului - la urma urmei, conținutul de ioni de hidrogen și ioni de hidroxid din soluție afectează structura substanțelor - produse de hidroliză.

Într-un mediu cu policationi de aluminiu cu pH:

Aceste substanțe au o sarcină pozitivă mare, datorită căreia vor fi adsorbite pe suprafața particulelor coloidale cu sarcină negativă. Această proprietate devine importantă pentru reducerea culorii apei. Dacă procesele de coagulare merg în această direcție, atunci la pH>7 calitatea decolorării apei se va deteriora. Valorile optime ale pH-ului mediului, menținând în același timp calitatea curățării, sunt de 5-6.

Mecanismele de coagulare a humusului organic au aspecte comune cu procese de curățare minerale, dar cu unele diferențe.

Apa naturală cu un pH de 5-8, atunci când este tratată cu un coagulant (sulfat de aluminiu), prezintă următoarele procese:

• Mecanismul de coagulare de neutralizare-adsorbție: în acest caz, hidroxocomplexele de aluminiu dizolvate, care au o sarcină pozitivă, sunt combinate cu particule poluante încărcate negativ. Particulele de humus se coagulează, deoarece grupul lor funcțional încărcat negativ (fenolic, cetonă, carboxil) interacționează cu particulele pozitive - hidrocomplexuri de aluminiu. are loc formarea complexului polimeric.
• Mecanismul de captare a coagularii. Conform acestui mecanism, turbiditatea scade din cauza adsorbției produșilor de hidroliză coagulanți pe suprafața particulelor minerale. Există o neutralizare a sarcinilor ionice, o scădere a forțelor de respingere și comprimarea stratului dublu.

Mecanismul de coagulare de captare se desfășoară la un pH de mediu peste 7 datorită adsorbției substanțelor humice pe particulele de Al(OH)₃.

Scăderea turbidității apei se datorează învelirii particulelor minerale cu o masă nou formată de hidroxid de aluminiu. Pentru ca coagularea de captare să devină posibilă, este necesar să se adauge un numar mare coagulant pentru a forma un precipitat semnificativ de hidroxid de aluminiu.

Primul mecanism descris (coagulare de neutralizare-adsorbție) este posibil și la doze mici de coagulant, dar doza ar trebui să crească proporțional cu creșterea conținutului de contaminanți coloidali.

Dacă apa este foarte tulbure, atunci este logic să se coaguleze la valori ridicate ale pH-ului. În acest caz, reacțiile de formare a hidroxidului vor prevala asupra mecanismelor de adsorbție a ionilor pozitivi ai coagulantului.

Prezența particulelor minerale accelerează precipitarea hidroxidului de aluminiu și intensifică formarea nucleelor ​​de coagulare. Substanțele humice sunt destul de stabile și transferă această stabilitate atunci când interacționează cu hidroxizii. În acest caz, procesul de coagulare se poate opri și nu ajunge la sfârșit.

Stabilitatea coloizilor humici crește odată cu valoarea pH-ului apei tratate. Odată cu scăderea pH-ului și creșterea acidității mediului, stabilitatea substanțelor humice scade. Adsorbția cationilor coagulanți contribuie și ea și procesul de coagulare se îmbunătățește.

De aici rezultă că este oportună purificarea apelor colorate la valori mai scăzute ale pH-ului. Adsorbția cationilor de aluminiu conferă coloizilor humici proprietatea de floculare activă chiar și fără prezența hidroxidului de aluminiu în apă. În acest fel, humatele sunt fundamental diferite de solidele în suspensie, iar acest fapt trebuie luat în considerare atunci când alegeți un coagulant pentru purificarea apei din culoare.

Purificarea apei cu culoare ridicată și echilibru de turbiditate scăzută între aceste două mecanisme. Care dintre procesele de coagulare în soluție va prevala este determinat de compoziția calitativă a apei sursei.

Pe măsură ce culoarea apei crește, valoarea optimă a pH-ului scade odată cu creșterea concentrației de ioni de hidrogen. Respectarea condițiilor de coagulare este deosebit de importantă dacă apa trebuie purificată din acizii fulvici, care de obicei sunt mai greu de îndepărtat din apă decât acizii humici.

Pentru a purifica apele colorate cu o salinitate scăzută, intervalul optim de reacție a mediului este destul de îngust. Pentru a face acest lucru, este necesar să se obțină un pH la care substanțele humice sunt îndepărtate din soluție cu cea mai mică doză adăugată de coagulant.

Intensitatea proceselor de coagulare în timpul epurării apei colorate este afectată și de prezența unor ioni care alcătuiesc coagulantul. În cea mai mare măsură, efectul coagulant decolorant este inerent anionilor sulfat.

Acești ioni afectează cursul multor procese chimice:

• influențează formarea de compuși complexi slab solubili;
• crește zonele de valori optime ale pH-ului (în direcția creșterii acidității mediului);
• reduce doza de coagulant.

Îmbunătățirea proceselor de albire a apei poate fi explicată teoretic prin faptul că anionii sulfat servesc ca contraioni pentru particulele încărcate pozitiv, produse ale reacției de hidroliză într-un mediu acid (la pH).

Dacă sulfatul de aluminiu este utilizat ca coagulant, atunci efectul anionilor care stimulează procesul de coagulare este următoarea serie:

PO₄³⁻ > SO₄²⁻ > Cl⁻ > HCO⁻

Odată cu creșterea valorii pH-ului (scăderea acidității mediului), ionii Cl⁻ tind să formeze și compuși insolubili de hidroxid de aluminiu. Dar dacă apa are valori scăzute ale pH-ului (alcalinitate scăzută), atunci o creștere a conținutului de cloruri duce la stabilizarea procesului de coagulare și la încetarea formării fulgilor de hidroxid de aluminiu. Dacă în apă sunt prezenți ionii de bicarbonat HCO³⁻, atunci hidroliza coagulantului (sulfatul de aluminiu) are loc mai intens și într-un interval mai larg de pH decât în ​​prezența ionilor de hidroxid alcalin OH⁻.

Dacă apa care este tratată este moale în ceea ce privește conținutul de sare, iar conținutul de bicarbonați în ea este scăzut, atunci în acest caz reacția de formare a hidroxidului nu decurge complet, procesele de coagulare-decolorare se înrăutățesc, floculația scade și concentrația. de aluminiu rezidual crește. Din aceste motive, apa este alcalinizata pentru a imbunatati decolorarea.

Tranziția hidroxidului coloidal la hidroxid poate fi împiedicată de prezența unor substanțe în apă, care se numesc coloizi de protecție. Un alt motiv este alcalinitatea crescută a apei, deoarece hidroxidul de aluminiu într-un mediu alcalin este transformat în substanțe dizolvate.

În apa tulbure cu un conținut ridicat de acizi humici, aceștia din urmă interacționează cu hidroxocomplexii de aluminiu. Din acest motiv, creșterea calculată a acidității prin adăugarea de coagulant depășește valorile reale. Alcalinitatea reziduală a apei este de 0,1–0,2 mg-eq/l.

Datorită stabilizării particulelor coloidale, coagularea poate avea loc neuniform. Acest lucru este important de luat în considerare atunci când alegeți un reactiv coagulant - sulfat de aluminiu sau oxiclorură de aluminiu. Dacă sulfatul de aluminiu este utilizat pentru clarificarea și decolorarea apei, atunci pH-ul optim și excesul minim de alcalinitate sunt atinse cu o cantitate mai mică de coagulant decât atunci când se utilizează oxiclorură.

Dacă apa de purificat este mai întâi alcalinizată (prin adăugare de sodă), alcalinitatea reziduală crește de la 0,1 la 0,45 meq/l (cu sulfat de aluminiu) și de la 0,5 la 0,8 (cu oxiclorură de aluminiu). În același timp, valorile culorii apei și conținutul aluminiu rezidual: cu sulfat de aluminiu valorile scad, cu oxiclorura cresc.

Pentru a implementa mecanismul de coagulare de neutralizare-adsorbție pentru îndepărtarea maximă a substanțelor humice, este necesar să se mențină cu strictețe intervalul optim de pH - atât pentru sulfat, cât și pentru oxiclorura de aluminiu ca coagulanți.

Dacă pH>7,5, viteza de formare a hidroxidului de aluminiu crește, ceea ce teoretic poate fi explicat pe baza mecanismului de coagulare prin captare. În acest caz, dozele pentru ambii coagulanți cresc, dar eficiența purificării TAC este mai mare decât la SA.

După cum arată studiile teoretice de coagulare și experiența practică în decolorarea apei, la valori scăzute ale pH-ului, alcalinității și salinității (moliciunea apei), sulfatul de aluminiu este mai potrivit pentru curățare. Este folosit pentru purificarea apei cu culoare ridicată și turbiditate scăzută. În caz contrar, utilizarea oxiclorurii de aluminiu ca coagulant este justificată.

În practică, s-a dovedit că apa din unele surse naturale în timpul anului poate diferi semnificativ în calitate. Prin urmare, în funcție de indicatorii apei sursei, pentru decolorarea și clarificarea acesteia se pot folosi ambii coagulanți - SA și OXA. Uneori cele mai bune rezultate dă tratarea comună a apei cu ambii coagulanți - SA și OXA.

Conținutul de aluminiu rezidual nu poate fi redus doar prin utilizarea oxiclorurii de aluminiu, deoarece apa diferă în compoziție și calitate. Când se folosește OXA pentru a decolora apa tulbure, conținutul de aluminiu rezidual este mai mic decât atunci când se folosește SA. Dar la tratarea apei colorate, rezultatul este puternic influențat de pH-ul apei tratate. Deoarece intervalele optime de pH și alcalinitate pentru ambii coagulanți diferă puțin, eficiența unuia sau a celuilalt coagulant se poate modifica semnificativ în cazul unor ușoare fluctuații ale condițiilor.

Alegerea unui coagulant pentru o anumită sursă de apă trebuie efectuată ținând cont de parametrii apei în toate anotimpurile anului:

• culoare,
• oxidarea permanganatului,
• aluminiu rezidual.

Apoi se determină dozele minime, se efectuează analiza indicatorilor tehnici și economici și a costurilor asociate.

Pentru oxiclorura de aluminiu, factorul decisiv este indicele de bazicitate, calculat prin formula:

/ 3 100%

Studiile practice au arătat că calitatea apei decolorate, precum și doza adăugată de reactiv coagulant, depind direct de marca și bazicitatea oxiclorurii de aluminiu.

OXA de bază ridicată folosit pentru purificarea apei tulburi cu o culoare medie si o concentratie scazuta de materie organica. Odată cu scăderea temperaturii apei, bazicitatea coagulantului ar trebui să crească și ea.

O scădere a bazicității oxiclorurii de aluminiu ar trebui să apară după o creștere a culorii apei și o creștere a oxidabilității permanganatului.

OXA de bază scăzut sau sulfatul de aluminiu ca coagulant sunt folosite pentru purificarea apei care necesită respectarea condițiilor speciale de pH ale mediului - acest lucru se aplică apei cu culoare ridicată și salinitate scăzută.

Clarificarea prin decantare pentru a reduce turbiditatea este mai eficientă cu un coagulant foarte bazic OXA, iar când se utilizează sulfat de aluminiu, turbiditatea filtratului este redusă. Indicatorul de aluminiu rezidual se modifică conform aceluiași model. Îndepărtarea mai eficientă a substanțelor organice - în ceea ce privește oxidabilitatea permanganatului - are loc atunci când se utilizează sulfat de aluminiu.

Aplicație coagulante mixte natura complexă pentru decolorarea apelor colorate oferă capacități îmbunătățite. Coagulantele mixte includ:

• n– polioxisulfat de aluminiu;
• n– polioxiclorosulfat de aluminiu;
• n– polioxiclorura de aluminiu;
• coagulanti-floculanti aluminosiliciu.

Concluzii asupra articolului

1. Selecția coagulantului se realizează empiric, în funcție de indicatorii de calitate a apei în fiecare dintre cele patru perioade ale anului.
2. Decolorarea și clarificarea apei colorate cu tulburări scăzute, cu alcalinitate scăzută și salinitate scăzută se efectuează la un pH nu mai mare de 7,5. Pentru o astfel de apă, sulfatul de aluminiu ca coagulant este mai de preferat. La temperaturi scăzute, este posibilă utilizarea combinată a oxiclorurii de aluminiu și a sulfatului de aluminiu. Sulfatul de aluminiu îndepărtează mai bine contaminanții organici, fapt dovedit de schimbarea culorii și a valorilor de oxidabilitate a permanganatului. Utilizarea OXA în albire reduce concentrația de aluminiu rezidual.
3. Viteza de floculare este afectată de modificările concentrației ionilor de sulfat în apă.
4. Cu un interval de pH selectat corespunzător, calitatea epurării apei este îmbunătățită chiar dacă este utilizat OXA.
5. Utilizarea OXA foarte bazică trebuie justificată. La o concentrație mare de substanțe organice în apă, este mai eficient să folosiți sulfat de aluminiu sau SA și OXA împreună. Pentru a reduce culoarea apei, este promițător să folosiți coagulanți mixți - polioxisulfat de aluminiu sau polioxiclorosulfat.
6. Modificarea concentrației soluțiilor de lucru ale coagulanților face posibilă controlul indirect al procesului de decolorare a apei. Formarea hidrocomplexelor de aluminiu afectează intensitatea epurării de la poluanții coloidali și, în cele din urmă, îmbunătățește calitatea epurării apei. Pe măsură ce temperatura apei scade, concentrația soluției de lucru coagulant ar trebui, de asemenea, să scadă.

Argel