Очистка сточных вод коагулянтами и флокулянтами

Оглавление

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

Неорганические коагулирующие соединения

Самыми используемыми неорганическими реагентами для коагуляции примесей при чистке бассейна являются:

Сульфат алюминия (aluminum sulfate).
Сульфат железа (ferrous sulphate).
Диоксид Титана (titanium dioxide).

Сульфат алюминия отличается простотой применения, поскольку просто растворяется в воде без необходимости длительного отстаивания. Недостатком этого средства считается чувствительность к жидкости с повышенным содержанием кислотных или щелочных компонентов. Значения должны быть в рамках нейтрального уровня рН 6.5 — 7.5, в противном случае эффективность препарата резко снижается.

Недостатком его использования является увеличенное (в сравнении с полиоксидом алюминрия) содержание солей в воде, что изменяет ее уровень pH. Поэтому после применения сульфата нужно снизать жесткость жидкости в бассейне. Кроме того, увеличивается частота смены воды в резервуаре, поскольку содержание остатков алюминия тоже повышается.

Сульфат железа помогает уничтожить неприятного затхлый запах сероводорода, нейтрализовать маслянистые примеси и избавиться от увеличенной дозировки тяжелых металлов. В этом отношении реагент на базе железа превосходит алюмосодержащие препараты. При этом сульфат железа не полностью растворяется в жидкости, небольшая часть осадка (не более 1% от массы реагента) остается.

Диоксид титана обладает самым высоким процентом очищения. Данное вещество оказывает выраженное бактерицидное действие, и может использоваться без дополнительного хлорирования.

У диоксида титана есть несколько преимуществ перед сульфатами железа и алюминия. Время его отстаивания намного меньше, чем у аналогов. После использования препарата вода в бассейне настолько чистая, что ее можно пить.

Главный недостаток титанового вещества – высокая цена. Если нет необходимости в безупречном очищении жидкости, то выбор стоит остановить на более бюджетных реагентах.

Выбирая неорганическое средство для очисти воды в бассейне, следует проверить целостность упаковки. К примеру, сульфат железа, очень чувствителен в воздействия кислорода, и при соприкосновении с воздухом начинает активно окисляться.

Препараты в жидком виде представляют собой уже готовый для использования раствор, что упрощает процесс применения коагулянта. Однако стоимость жидких реагентов выше, чем вещества в виде порошка. При этом сыпучего средства хватает на большее количество применений.

Гепарин

Гепарин – это смесь гликозаминогликанов, полученных из ткани легких крупного рогатого скота или эпителия кишечника свиней. Используется в безрецептурных кремах, мазях и гелях, а также в виде рецептурных инъекций.

Этот препарат используется местно при лечении поверхностного тромбофлебита, травм мягких тканей и варикозного расширения вен. При подкожном или внутривенном введении эффект достигается через несколько секунд. В таком виде он используется для профилактики венозных и артериальных сгустков, в острой фазе инфаркта миокарда и при переливаниях крови.

Побочный эффект гепарина – кровотечение. Также использование гепарина может вызвать позднюю тромбоцитопению, что может привести к парадоксальному тромбозу. В случае передозировки гепарином в качестве специфического антидота используют сульфат протамина.

Компании

Это коммунальное предприятие, в распоряжении которого очистные сооружения:

Курьяновские;
Люберецкие;
Южно-Бутовские;
Зеленоградские.

Справка. Каждые сутки они принимают больше 3 млн. куб. м хозяйственно-бытовых и ливневых сточных вод.

Во всех крупных городах есть свои очистные сооружения, которые контролирует местный водоканал.

Частные компании проектируют и строят очистные сооружения для промышленных предприятий и хозяйственных комплексов. Крупная фирма в России – Ecolos. Она делает очистные станции разных масштабов под ключ, ориентируясь на потребности заказчиков.

Еще одна крупная компания с аналогичной деятельностью – «РЕАТОРГ». Она занимается экологическим инжинирингом, ремонтно-строительными работами, проектно-сметными расчетами и т.д. Компания ориентирована на промышленные объекты.

Работа коагулянта: суть процесса

Химия процесса коагуляции затрагивает широкое поле научных знаний, понимание которых потребует определенного уровня специальной подготовки. Мы опустим околонаучные подробности и постараемся донести самую суть.

Как действуют коагулянты 1

Как действуют коагулянты 2Как действуют коагулянты 3

Итак, у нас есть определенный объем воды, загрязненный коллоидными частицами. Частицы эти настолько мелкие, что их пропускает песчаный фильтр. Более того, их размеры так малы, что они не могут осесть на дно: броуновское движение молекул заставляет эти частицы постоянно пребывать во взвешенном состоянии.

Внимание! Еще раз: в воде плавают мельчайшие соринки, которые выглядят как муть. Они проходят сквозь фильтр и не оседают на дно, так как молекулы воды непрерывно «толкают» их с разных сторон, приводя в движение

В результате невозможно ни отфильтровать воду, ни осадить грязь на дно.

Эти частицы не только не оседают и не фильтруются, они также отказываются слипаться в более крупные образования. Это вызвано тем, что они имеют одинаковый заряд и отталкиваются в результате действия сил электростатического взаимодействия.

Здесь мы подходим к сути процесса коагуляции: после введения специального реагента свойства частиц меняются, они теряют свой заряд, а взвесь начинает слипаться в более крупные комки. В результате устранения эффекта электростатического отталкивания частицы сближаются достаточно для того, чтобы начали действие силы притяжения.

Сближению также препятствует пространственный объем молекул или атомных групп, которые, находясь в непосредственной близости от реагирующих атомов в молекуле, могут не давать этим атомам сойтись и прореагировать. Данный эффект нивелируется добавлением солей и изменением кислотности среды.

В итоге, коагулянты не меняют химический состав примесей или воды. Основная характеристика, на которую направлено их воздействие – это размеры частиц. После добавления, скажем, хлорного железа, отдельные корпускулы теряют заряд и начинают слипаться в хлопья, которые затем можно собрать или отфильтровать.

Важно! Суть процесса коагуляции заключается в том, чтобы сделать мельчайшие частицы достаточно крупными для того, чтобы они осели на дно, или их задержал фильтр. Это наиболее короткое и простое объяснение

Разновидности и правила выбора

Каждое свертывающее средство в своем составе содержит себе органические или неорганические связующие активные вещества. Препараты изготавливаются на базе сульфатов, полиоксисульфатов или хлоридов следующих металлов:

Алюминий (aluminium) Al.
Железо (ferrum) Fe.
Титан (titanium) Ti.
Магний (magnesium) Mg.

Фирмы-изготовители указывают состав коагулянтов на латыни, поэтому вместе с названием активного ингредиента дублируется и его наименование на латыни. Все составляющие средства указаны на тыльной стороне упаковки или в инструкции.

Какой жидкий коагулянт для бассейна выбрать, зависит от проблемы, с которой веществу придется бороться. Поэтому, необходимо выяснить, какие есть разновидности реагентов и что они конкретно склеивают, чтобы выбрать один из препаратов, который решит проблему. Но сначала стоит перечислить все достоинства применения очищающих загустителей жидкости.

Условия для протекания процесса

Максимальная эффективность очистки сточных вод достигается путем комплексного подхода решения проблемы. Поэтому при обустройстве автономных очистных сооружений коагуляцию применяют в комплексе с механической и биологической очисткой.

Для этого возводят конструкции, состоящие из вертикальных отстойников, разделенных перегородками. Благодаря этому стоки проходят многоступенчатую очистку. Сначала они отстаиваются, затем очищаются путем переработки бактериями, после чего поступают в камеру, где вступают в процесс коагуляции и на завершающем этапе фильтруются.

Коагулянт может располагаться в отдельном пластиковом контейнере, подвешенном в чаше унитаза, благодаря чему при каждом смыве частички реагента попадают вместе со стоками в систему

Установку специализированного оборудования, расчет примерной дозы расходных материалов и первоначальный контроль на всех этапах за процессом очистки стоков лучше поручить профессионалам.

Схема коагуляции включает три основных этапа:

Внесение коагулянта в загрязненную жидкость.
Создание условий для максимального взаимодействия действующего реагента с примесями.
Отстаивание с последующей фильтрацией осевших частиц.

Необходимым условием протекания коагуляции является равенство частиц с противоположным зарядом

Поэтому, чтобы обеспечить достижение желаемого результата, получив наибольшее снижение мутности стоков, так важно соблюдать концентрацию используемого реагента

При использовании коагулянтов для очистки сточных вод следует учитывать, что эти вещества работают только при плюсовой температуре.

Рабочий диапазон реагентов варьируется в пределах от 10 до 40°С, и в случае превышения температуры выше этого показателя реакция начинает протекать намного медленнее

Поэтому так важно обеспечивать стабильность прогрева обрабатываемой воды. Для ускорения процесса коагулирования в состав воды можно добавлять вещества, способные образовывать коллоидные дисперсионные системы – флокулянты. Для этой цели чаще всего используют: крахмал, полиакриламид, активированный силикат

Они будут адсорбироваться на хлопьях коагулянта, превращая их в более прочные и крупные агрегаты

Для этой цели чаще всего используют: крахмал, полиакриламид, активированный силикат. Они будут адсорбироваться на хлопьях коагулянта, превращая их в более прочные и крупные агрегаты

Для ускорения процесса коагулирования в состав воды можно добавлять вещества, способные образовывать коллоидные дисперсионные системы – флокулянты. Для этой цели чаще всего используют: крахмал, полиакриламид, активированный силикат. Они будут адсорбироваться на хлопьях коагулянта, превращая их в более прочные и крупные агрегаты.

Флокулянт вводят в зону контактной среды спустя 1-3 минуты с момента ввода коагулянта. К этому времени процессы образования микрохлопьев и следующая за ними сорбция осаждающих веществ завершаются.

Количество осадка, выпадающего в контактных резервуарах, зависит от типа используемого реагента и степени предварительной очистки подлежащих обработке стоков.

В среднем после механической очистки объем осадка из расчета на одного человека в сутки составляет порядка 0,08 литра, после прохождения биофильтров – 0,05 л, а после обработки в аэротенке – 0,03 литра. Его необходимо лишь вовремя удалять по мере наполняемости резервуара.

Эпидемиология фибрилляции предсердий при остром коронарном синдроме

Основным фактором риска развития как сердечнососудистых заболеваний в целом, включая ОКС, так и ФП является пожилой возраст, поэтому неудивительно, что они часто сочетаются друг с другом. Например, в российском регистре РЕКОРД-3 эта аритмия была выявлена у 227 (12,3%) из 2248 пациентов с ОКС . В целом ФП встречается у 6-21% больных с ОКС и ассоциируется со значительным ухудшением прогноза, в том числе увеличением риска ишемического инсульта, госпитальной летальности и смертности в отдаленном периоде . В недавно опубликованном исследовании частота ФП более чем у 8700 пациентов с ОКС составила 12,4% . Наличие ФП сопровождалось двукратным увеличением риска смерти во время госпитализации (10,2% против 4,4% у пациентов без ФП; p<0,01) и развития инсульта в течение около 4 лет после выписки (7,8% и 3,3%, соответственно; p<0,01). Сходные данные были получены в исследовании GUSTO-I, в котором более чем у 40000 больных острым инфарктом миокарда частота инсульта во время госпитализации составила 3,1% при наличии ФП и 1,3% при ее отсутствии (р<0,0001) . В исследовании OPTIMAAL риск инсульта в течение первых 30 дней после инфаркта миокарда у больных с впервые выявленной ФП был повышен в 14,6 раза (р<0,001), а после выписки из стационара – в 2,8 раза (p<0,001) .

ФП может как предшествовать развитию ОКС, так и осложнить его течение. G. Batra и соавт. сопоставили прогностическое значение впервые развившейся ФП, в том числе преходящей, и ФП, имевшейся до госпитализации, более чем у 155 000 пациентов с острым инфарктом миокарда, включенных в шведские регистры . ФП была выявлена у 24 023 (15,5%) больных. Частота сердечно-сосудистых исходов (смерть от любых причин, инфаркт миокарда или ишемический инсульт) в течение 90 дней после госпитализации у пациентов с любым типом ФП или синусовым ритмом составила 90,9 и 45,2 на 100 пациенто-лет, соответственно (скорректированное отношение рисков 1,28; 95% доверительный интервал 1,19-1,37), и существенно не отличалась у больных с разными вариантами аритмии. В наибольшей степени увеличился риск ишемического инсульта (2,29, 95% ДИ 1,92-2,74). Увеличение риска сердечно-сосудистых исходов, ассоциированное с ФП, было сопоставимым у больных инфарктом миокарда с подъемом сегмента ST и без подъема сегмента ST.

C. Siu и соавт. оценивали клинические исходы преходящей ФП, которая наблюдалась во время госпитализации у 59 (13,7%) из 431 пациента с острым инфарктом миокарда с подъемом сегмента ST, не сопровождавшимся нарушением функции сердца . В течение 1 года частота инсульта у больных, перенесших и не пере несших ФП во время госпитализации, составила 10,2% и 1,8%, соответственно (p<0,01). Необходимо отметить, что у каждого пятого пациента с преходящей ФП было отмечено развитие повторных эпизодов аритмии после выписки из стационара.

По данным мета-анализа 14 исследований более чем у 292 000 пациентов с ОКС, впервые развившаяся ФП ассоциировалась с достоверным увеличением риска ишемического инсульта (относительный риск 2,84, 95% ДИ 1,91-4,23), особенно у больных инфарктом миокарда с подъемом сегмента SТ (4,01, 95% ДИ 2,61-6,18) . Сходное увеличение риска развития ишемического инсульта было выявлено у больных с преходящей ФП, впервые развившейся на фоне ОКС (3,05, 95% ДИ 1,635,70). Связь между впервые развившейся ФП и ишемическим инсультом была подтверждена при анализе чувствительности, который проводился с поправкой на известные факторы риска, входящие в шкалу CHA2DS2VASc (2,32, 95% ДИ 1,53-3,52).

Флокулянт это

Вспомогательное действие коагуляции, оказывает реакция флокуляции, способствующая устранению мутности. Клетки отмершей органики легко отфильтровываются с помощью обратного осмоса, но бактерии и дрожжи образуют мелкие мономерные структуры. Для их удаления используют коагуляцию и флокуляцию, процессы не дающие засорятся фильтрам, увеличивающие скорость очищения.

При добавлении в жидкость флокулянта для очистки воды (силиката натрия, полиакриламида или полиэтиленоксида) и медленного перемешивания, происходит прикрепление вещества к микрохлопьям и слипании их друг с дружкой. В результате образуются видимые рыхлые соединения, которые выпадают в осадок.

Доступный ответ, что такое флокуляция – это недорогой и эффективный метод очистки воды, при котором происходит контактирование, а затем связь мельчайших частиц патогенных организмов, приводящая к образованию крупных хлопьев. Непременное условие – неспешное перемешивание.

Флокулянты для очистки сточных вод: виды, принцип работы и эффективность применения

Качественное осветление стоков гарантирует полную безопасность для окружающей среды при их сбросе в водоемы. Процесс обработки нечистот протекает в несколько этапов.

Одним из них является использование флокулянтов для очистки сточных вод. Благодаря химической реакции все микро- и макровзвеси в составе нечистот приобретают более крупные размеры.

Это позволяет удалять их в дальнейшем механическим способом.

Определение и предназначение

Флокулянтами называют химические реагенты, которые способствуют очистке бытовых и промышленных сточных вод от примесей. В результате реакции все сторонние вещества, пребывающие в грязной жидкости, формируются в хлопья. Флокуляцию используют как вторичный этап очистки после коагуляции. Основное назначение реагентов:

предварительная очистка воды из водоемов перед её подачей в городские коммуникации;
осветление промышленных стоков от молокозаводов, предприятий химической/фармацевтической промышленности и др.;
очистка бытовых сточных вод.

Флокуляция является и неотъемлемой частью таких процессов, как производство лекарств, обогащение, переработка нефтепродуктов.

Виды и классы флокулянтов

Все реагенты для флокуляции делят на классы по типу их происхождения:

Органические (природные): гуаровые смолы, крахмал и декстрин, натрия альгинат, эфир целлюлозы.
Неорганические: кремниевая кислота. Особенно активно она действует против гидроксидов металлов – алюминия, железа, магния, и пр. В результате работы кремниевой кислоты образуются тяжелые прочные хлопья.
Синтетические: высокомолекулярные соединения, которые органически растворяются в воде и при этом молекулярная их масса варьируется от тысяч до миллионов.

Различают также катионные, анионные и нейтральные флокулянты (по электрическому заряду). Самым востребованным является последний вид — полиакриламид (ПАА). Агрегатное состояние реактивов: жидкое и порошкообразное.

Принцип работы флокулянтов в воде

При добавлении реагентов в загрязненную воду происходит следующий процесс:

Все флокулянты вступают во взаимодействие с коллоидными частицами. Сначала оседают на их поверхности, значительно нарушая водно-солевой баланс оболочки. Параллельно флокулянты сводят на нет электрический заряд коллоидных примесей. Изначально все коллоидные соединения как бы окружены мешающей слипанию частиц оболочкой. Ее и разрушает флокулянт.
За счет своего высокого молекулярного веса и уже произошедших в воде реакций происходит фиксация реагентов на поверхности сторонних примесей. При этом они образуют своеобразные мостики, благодаря которым формируется связь между молекулами флокулянтов.
В результате все взвешенные частицы коллоидных растворов слипаются в большие видимые хлопья. Их еще называют флоккулами.

После прошедшей реакции сторонние примеси в виде хлопьев можно легко удалить из осветляемой жидкости. Делается это с помощью механических фильтров.

Эффективность химического метода

Флокуляция как способ очистки сточных вод позволяет с высокой эффективностью справляться с большими объемами загрязненных жидкостей. При этом можно смело говорить о высокой интенсивности процесса осветления с минимальными затратами. В результате использования флокулянтов удается добиться таких результатов:

очистить максимально загрязненные бытовые/промышленные стоки;
серьезно ускорить процесс осаждения примесей в жидкости;
предупредить возможное попадание загрязнений в воду на следующих этапах очистки;
отказаться от дополнительных затрат на усиление производительности очистной станции;
увеличить срок службы механических фильтров на ЛОС;
снизить расходы на капитальное осветление стоков.

Обо всех эффектах от использования флокулянтов можно говорить только при условии применения метода в комплексе, после этапа коагуляции. Как правило, сами по себе реагенты не очищают воду полноценно, метод не работает.

Особенно актуально включение процесса флокуляции в систему очистки стоков в том случае, если станция в скором времени будет получать большие объемы загрязненных вод. Здесь без основательной модернизации ЛОС и существенных финансовых вложений удастся сохранить производительность очистной станции. По факту придется потратиться только на закупку порошка-флокулянта.

Использование приведенного метода в быту неактуально, поскольку процесс сложный и неоправданный для малого объема загрязненной воды.

Коагулянты — определение и часто задаваемые вопросы

Что значит коагулянт? Слово происходит от латинского «coagulatio» и переводится как «сгущающий». Вещества-коагулянты способны объединять взвешенные в воде частицы в более крупные комки.
Коагулянты и флокулянты — это одно и то же? Нет, не совсем. Это близкие по воздействию препараты, которые могут использоваться совместно.
Отличие флокулянта от коагулянта. Разница заключается в механизме и результате действия. В отличие от коагулянта, флокулянт не меняет электрический заряд коллоидных частиц. Вместо этого он создает полимерные связи между мелкими комками грязи, собирая их в крупные хлопья (флоккулы – отсюда и название).

Профилактические меры сохранения чистоты

Чтобы бассейн не засорялся, нужно регулярно проводить хлорирование воды специальными таблетками. После хлорирования раз в 2 недели проводится чистка реагентами. После реагентов бассейн очищается водным пылесосом. После этого отключается система фильтрации, и промывается фильтр.

Спустя 12 часов включается система фильтрации и удаляется мутная взвесь со дна и поверхности бассейна. В этот период необходимо еще раз очистить фильтр. Очищать его нужно путем перестановки шлангов согласно модели насосного оборудования и включением обратной промывки. Часть старой воды из бассейна удалиться, и промоется кварцевый песок в фильтре.

После окончания промывки необходимо вернуть шланги в исходное рабочее состояние и при необходимости залить свежую воду в бассейн. Так как при распаде коагулянта в воде со временем накапливается избыточное количество продуктов действия реагента, то раз в два месяца необходима полная замена воды в плавательном бассейне.

Эффективная очистка воды в бассейне во многом зависит от выбранного реагента и качества самой жидкости

Качественные коагулянты необходимо приобретать у проверенных производителей, обращая пристальное внимание на процент содержания активного вещества. Чем выше его массовая доля, тем экономнее и эффективное применение очищающего средства

Коагулянты и флокулянты для очистки сточных вод