Коагулянты для очистки воды

Чем отличается коагулянт от флокулянта для очистки воды

Домой > В помощь строителю > Чем отличается коагулянт от флокулянта для очистки воды

07.11.2015 в рубрике «В помощь строителю» Оставить комментарий

Нет ничего лучше, чем поплавать в бассейне жарким летним днем. Для того чтобы сделать такое времяпрепровождение приятным, следует позаботиться о чистоте бассейна.

Услуги профессионалов стоят довольно дорого, сделать воду кристально прозрачной можно самостоятельно. Качественные средства для очистки бассейнов можно приобрести здесь http://www.watermart.ua/himiya-dlya-basseynov/koagulyanty-flokulyanty/ по приемлемой цене.

Коагулянт и флокулянт

Существует огромное количество самых разнообразных веществ, способных очистить воду в бассейне. Самыми популярными из них являются коагулянты и флокулянты. На сегодняшний день эти категории средств включают в себя синтетические полимеры органического происхождения.

До недавнего времени для очистки воды применялись вещества неорганические, а полимеры использовались в качестве добавок. Постепенно органика стала основным коагулянтом.

Применение полимерных очистительных средств имеет следующие преимущества:

  • более экономичный расход, необходимая доза снижена более чем в десять раз;
  • кислотная и щелочная среда воды не оказывает значительного влияния на их работоспособность, рН очищенной жидкости остается в пределах нормы;
  • после их использования в воде не повышается концентрация растворенных металлов;
  • способствуют удалению одноклеточных водорослей;
  • образуемый осадок легче обезвоживается, обрабатывается и удаляется.

Отличия

Основным отличием коагулянтов от флокулянтов является размер осаждаемых хлопьев, а также механизм действия. Первая группа веществ осаждает загрязнения путем электролитического воздействия. В результате заряд взвешенных частиц нейтрализуется, и они соединяются в более крупные объединения.

Вторая группа реагентов работает по-другому, происходит образование полимерных мостиком между осаждаемыми частицами. При этом процессе изменение электролитического свойства системы не происходит.

Коагулянты способны образовать устойчивый осадок, который отфильтровывается при прохождении воды через очистные сооружения. Однако многие фильтры не способны удерживать мелкие частицы.

Для более качественной очистки воды применяются флокулянты. Эти реагенты объединяют полученные в ходе коагуляции частицы в более крупные хлопья, что значительно облегчает их механическое удаление.

Коагуляция воды

Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
Главная Экология Физико-химические методы очистки сточных вод
< Предыдущая СОДЕРЖАНИЕ

Коагулирование примесей воды — процесс укрупнения коллоидных и диспергированных частиц, происходящий вследствие их слипания. Коагулирование (коагуляция) завершается образованием видимых невооруженным глазом хлопьев и выпадением их в осадок при отстаивании. В результате коагуляции вода становится прозрачнее, обесцвечивается.

Чаще всего природная вода имеет примеси в виде глины и гумусовых или гуминовых веществ — продуктов распада растений. Эти частицы при столкновении друг с другом или с частицами контактной массы обычно взаимно отталкиваются, так как обладают агрегативной устойчивостью (АУ). АУ большинства примесей воды обусловлена электростатическими силами отталкивания, т.е. электрическим зарядом за счет наличия вокруг частиц двойного электронного слоя, состоящего из противоположно заряженных ионов. Непосредственно на поверхности частиц расположен адсорбционный слой из отрицательно заряженных ионов, а вокруг находится диффузный слой из положительно заряженных ионов H+, Na+, K+.

Примеси в природных водах по своей химической природе являются амфолитами, т.е. веществами, обладающими амфотерными свойствами. Для каждого амфотерного вещества существует значение рН среды (рН изоэлектрической точки — рН ИТ), при котором заряд частицы равен нулю. Чем больше разница между рН среды и рН ИТ амфолита, тем больше величина заряда и соответственно агрегативная устойчивость. Например, для глины рН ИТ равен 5, гуминовых веществ — 3,5-4,5, а большинство природных вод имеют рН 6,5-7,5. В этих условиях примеси воды обладают отрицательным зарядом и имеют высокую агрегативную устойчивость.

Для обеспечения коагуляции необходимо нарушить АУ, т.е. свести заряд частицы до минимума. Известно, что частицы гумуса и глины способны к обменной адсорбции катионов диффузного слоя на 2-х и 3-х валентные катионы. При поглощении амфолитами из воды катионов Ca2+, Mg2+ их устойчивость понижается. В еще большей степени их устойчивость снижается при адсорбции катионов Al3+ и Fe3+. Поэтому в практике коммунального водоснабжения для снижения агрегативной устойчивости соединений воды применяются коагулянты, содержащие, в основном, 3-х валентные катионы: сернокислый глинозем, железный купорос, хлорное железо и высокомолекулярные флокулянты (ВА-2, полиакриламид).

Наиболее часто приоритет отдается сернокислому алюминию (Al2(SO4)3*18H2O), сернокислому (FeSO2*7H2O) и хлорному (FeCl3*6H2O) железу.

При растворении указанных реагентов в воде происходит их гидролиз с образованием труднорастворимых гидратов окисей хлопьевидной структуры, на которой сорбируются коллоидные частицы и грубые взвеси, оседающие на дно и осветляющие воду.

Химические реакции взаимодействия коагулянтов с водой выглядят следующим образом:

1. Использование сернокислого глинозема:

Al2(SO4)3+ 3Ca(HCO3)2 = 2Al(OH)3+ 3CaSO4+ 6CO2;

Al2(SO4)3+ 3Mg(HCO3)2 = 2Al(OH)3+ 3MgSO4+ 6CO2.

2. Использование железного купороса (сернокислой закиси Fe):

FeSO4+ Ca(HCO3)2 = Fe(HCO3)2+ CaSO4.

Для ускорения процесса в воду добавляют известь:

Fe(HCO3)2+ Ca(OH)2 = Fe(OH)2+ Ca(HCO3)2;

2Fe(OH)2+ H2O + O = 2Fe(OH)3

Доза коагулянта для вод разного состава не одинакова и должна устанавливаться путем опытного (пробного) коагулирования исходной воды в производственной лаборатории. Необходимое количество коагулянта зависит от ряда факторов: солевого состава воды, величины ее рН, количества и характера взвешенных веществ в ней, температуры, химических свойств коагулянта и температурных условий проведения процесса. Оптимальная доза коагулянта вызывает образование крупных, быстро оседающих хлопьев, и не дает опалесценции воды.

Ориентировочную дозу коагулянта можно определить в соответствии со СНиП 2.02.02-84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения» по формуле, а также по методикам, изложенным в «Инструкции по нормированию расхода воды на хозяйственно-бытовые и технологические нужды, проведению лабораторно-производственного и санитарно — гигиенического контроля над качеством питьевой воды и очистки сточных вод». При содержании в воде примерно 100 мг/л взвешенных веществ доза коагулянта составляет 25-35 мг/л.

Наибольшее значение для эффективности процесса коагуляции имеет щелочность воды, т.е. содержание в воде карбонатов (СО3)2-и гидрокарбонатов (НСО3). Установлено, что для нормального течения процесса коагуляции щелочность воды должна быть не менее 1,4-1,8 мг-экв/л. Если она ниже, на водопроводных станциях прибегают к подщелачиванию воды содой, негашеной или хлорной известью.

По-разному подвергаются коагуляции взвешенные вещества. Так, если гидрофильные коллоиды (гуминовые вещества и др.) плохо сорбируются на поверхности хлопьев коагулянта и не способствуют их образованию, то гидрофобные коллоиды (глина, почва и т.д.) хорошо сорбируются на поверхностях, утяжеляют их и быстро оседают.

Низкая температура воды замедляет процесс хлопьеобразования, поэтому время коагуляции зимой больше, чем летом.

К недостаткам коагуляции следует отнести то обстоятельство, что использующиеся «неочищенные» соединения. Т.е. не «химически чистый» кремнезем являются источниками попадания в воду мышьяка, фтора и меди.

Для смешения коагулянтов с водой применяют специальные сооружения — смесители. После смешения воды и реагентов в специальных камерах осуществляется вторая стадия процесса коагуляции — хлопьеобразование. Для получения достаточно крупных хлопьев необходимо, чтобы вода находилась в камере от 10 до 40 минут при условии постоянного плавного перемешивания. Этим же целям служат отстойники, в которых хлопья коагулянта с взвешенными примесями под действием силы тяжести выпадают в осадок.

Осаждение взвешенных веществ происходит с различной скоростью, которая зависит от формы, размеров, плотности, шероховатости поверхности частиц и от температуры воды. Первоначально процесс отстаивания происходит с наибольшей эффективностью. После осаждения наиболее плотных частиц взвеси процесс отстаивания замедляется. Поэтому практически осветление осуществляется на 70-87% от теоретически возможного.

В процессе коагуляции вместе с взвешенными веществами в осадок увлекаются и микроорганизмы, что способствует обеззараживанию воды.

Различают два типа коагуляции:

ѕ Концентрационную, при которой потеря устойчивости частиц связана со сжатием двойного слоя;

ѕ Нейтрализационную, когда на ряду со сжатием двойного слоя уменьшается потенциал ф1.

Концентрационная коагуляция характерна для сильно заряженных частиц и высоких концентраций электролита. Чем меньше потенциал ф1 тем сильнее ионы притягиваются к поверхности частиц и тем самым экранируют рост электрического поля. По этому, при высоких значениях ф1 силы электростатического отталкивания между частицами не возрастают безгранично, а стремятся к некоторому конечному пределу. Это предел достигается при ф1 более 250 мв. Отсюда следует, что взаимодействие частиц с высоким ф1 — потенциалом не зависит от величины этого потенциала, а определяется только концентрацией и зарядом противоионов.

По мере увеличения концентрации электролита величина ДП снижается, а ф1 сохраняет свое значение. Соответствие между степенью устойчивости и ДП отсутствует. Если концентрация электролита мала, на результирующей кривой энергии взаимодействия частиц имеется высокий энергетический барьер. По мере повышения концентрации электролита происходит сжатие двойного слоя, и радиус действия сил электростатического отталкивания постепенно уменьшается до области, еде уже достаточно велики силы притяжения и может произойти коагуляция частиц.

Величина порога концентрации частиц:

г = Сk( е3 (kT)5 / A2 e6 zi6 ),

где Сk — константа, слабо зависящая от отношения зарядов катиона и аниона электролита; е — диэлектрическая проницаемость раствора; А — константа, характеризующая молекулярное притяжение частиц; е — заряд электрона; zi — валентность противоиона.

Нейтрализационная коагуляция характерна для слабо заряженных частиц. Для решения задачи водоочистки, важно знать: в каких случаях преобладает концентрационная, а в каких нейтрализационная коагуляция? Одновалентно коагулирующие ионы производят относительно слабое снижение заряда частиц, в то время как двух- и трехвалентные способны снизить его в несколько раз. Поэтому коагуляцию многовалентными ионами проводят по нейтрализационному механизму, а одновалентными — по концентрационному.

Между двумя частицами одинаковой природы в дисперсных системах действуют молекулы силы тяжести (силы Ванн-дер-Ваальса) и электростатические силы отталкивания. Чтобы оценить количественно взаимодействие частиц, нужно знать характер изменения величины этих сил с расстоянием, их дальнодействие.

Впервые агрегативную устойчивость дисперсных систем и их коагуляцию с количественным учетом суммарной энергии взаимодействия частиц, объяснили Дерягин, а затем более детально Дерягин и Ландау. Несколько позже Фервей и Овербек. Отсюда теория взаимодействия и коагуляции дисперсных частиц получила название теории Дерягина — Ландау — Фервея — Овербека, сокращенно ДЛФО.

Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter

< Предыдущая СОДЕРЖАНИЕ

Коагулянты

 Коагулянты коагулирующие агенты (от лат. coagulo — вызываю свёртывание, сгущение), вещества, введение которых в жидкую среду, содержащую мелкие частицы какого-либо тела, вызывает коагуляцию, т. е. слипание этих частиц. Под действием К. образуются крупные скопления слипшихся частиц, выпадающие в виде хлопьев или комков в осадок (коагулят). Эффективными К. для систем с водной дисперсионной средой (См. Дисперсионная среда) являются соли поливалентных металлов (алюминия, железа и др.). В качестве К. используют также водорастворимые органические высокомолекулярные соединения (полимеры), особенно Полиэлектролиты. В отличие от неорганических К., их иногда называют флокулянтами (см. Флокуляция). К. применяют для выделения ценных промышленных продуктов из отходов производства в различных технологических процессах, а также при очистке воды от природных и бытовых загрязнений. В медицине под К. подразумевают средства, повышающие свёртываемость крови, такие как викасол, раствор желатина, некоторые препараты, получаемые из крови (тромбин, фибриноген), и др.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

Смотреть что такое «Коагулянты» в других словарях:

  • КОАГУЛЯНТЫ — вещества, введение которых в жидкую дисперсную систему вызывает сцепление друг с другом частиц дисперсной фазы (коагуляцию). Распространенные коагулянты полимерные поверхностно активные вещества, используемые для разделения сложных смесей. В… … Большой Энциклопедический словарь

  • коагулянты — ов, ед. коагулянт, а, м. (фр. coagulant … Словарь иностранных слов русского языка

  • коагулянты — ов, мн. coagulants &LT;лат. coagulare вызывать свертывание, сгущение. 1. мед. Лекарственные вещества, повышающие свертываемость крови; противоп. антикоагулянты. Крысин 1998. 2. хим. Вещества, введение которых в жидкую среду, содержащую какие н.… … Исторический словарь галлицизмов русского языка

  • коагулянты — вещества, введение которых в жидкую дисперсную систему вызывает сцепление друг с другом частиц дисперсной фазы (коагуляцию). Распространённые коагулянты полимерные поверхностно активные вещества, используемые для разделения сложных смесей.… … Энциклопедический словарь

  • коагулянты — (coagulantia; лат. coagulans, coagulantis вызывающий свертывание) 1) кровоостанавливающие средства, усиливающие процессы свертывания крови (тромбин, фибриноген, викасол и др.); 2) вещества, применяемые для коагулирования воды в процессе ее… … Большой медицинский словарь

  • КОАГУЛЯНТЫ — см. Коагуляция … Химическая энциклопедия

  • КОАГУЛЯНТЫ — в ва, введение к рых в жидкую дисперсную систему вызывает сцепление друг с другом частиц дисперсной фазы (коагуляцию). Распространённые К. полимерные поверхпостпо активныс в ва, используемые для разделения сложных смесей. В медицине К. наз. в ва … Естествознание. Энциклопедический словарь

  • коагулянты — коагул янты, ов, ед. ч. янт, а … Русский орфографический словарь

  • КОАГУЛЯНТЫ — (от лат. coagulo — вызываю свёртывание, сгущение), вещества, способствующие свёртыванию крови. В лечебной практике в качестве К. применяют тромбин, фибриноген, кальция хлорид, гемостатическую губку, витамин K и его синтетический… … Ветеринарный энциклопедический словарь

  • коагулянты — мн., Р. коагуля/нтов; ед. коагуля/нт (2 м) … Орфографический словарь русского языка

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *