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

Что такое флокулянт

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.

  1. Определение и предназначение
  2. Виды и классы флокулянтов
  3. Принцип работы флокулянтов в воде
  4. Эффективность химического метода

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.

Очистка воды флокуляцией: что это такое

В наше время стоит очень остро стоит вопрос о поддержании чистоты экологии. Ведь в процессе своей жизнедеятельности люди очень сильно загрязняют окружающую среду. Причем это происходит не только в ходе эксплуатации автотранспорта, различной техники и утилизации отходов, но и из-за слива стоков. Например, сточные воды загрязняют грунт, водоемы и подземные источники. Чтобы не допустить обострения этой проблемы, наши государства стараются всеми силами минимизировать воздействие на планету негативных факторов. Именно поэтому во многих странах, в том числе и у нас, запрещен слив стоков без предварительной очистки в грунт. Для очистки сливных вод существует достаточно много способов. Одним из них является флокуляция. Что это за процесс и чем он отличается от всем известной коагуляции – читайте далее.

Читайте также:
Водоотводные лотки: область применения, устройство, материал изготовления и цена

Что такое флокуляция для очистки сточных вод

Флокуляция – это процесс, который применяется для очистки воды. Он позволяет сформировать тонко дисперсионные и коллоидноустойчивые вещества в хлопья.

Флокуляцией называют процесс, благодаря которому сталкиваются между собой крупные частицы. Благодаря этому образуются крупные хлопья, которые легко удаляются фильтрацией и отстаиванием.

Сама по себе флокуляция не используется, так как она не удаляет вредные вещества, а лишь образует из них хлопья. Однако она позволяет повысить качество очищения воды с помощью таких простых процессов, как фильтрация и отстаивание.

Хлопьеобразование частиц происходит под воздействием таких реагентов, как флокуцлянты. Они благодаря своей сетчатой структуре приводят к слипанию коллоидных частиц. Собственно, это процесс и называется флокуляцией.

Флокуляция позволяет сделать сточные воды безопасными для окружающей среды

Такой процесс происходит в два этапа. Давайте рассмотрим их подробнее.

Этапы флокуляция:

  1. Сначала мы рассмотрим первый этап, который называется первичной абсорбцией. На этом этапе каждая молекула прикрепляется несколькими сегментами к единственной частице.
  2. Далее происходит вторичная абсорбция. Именно на этом этапе происходит образование хлопьев. На нем свободные сегменты молекул прикрепляются сегментами к другим частицам.

Такой процесс выглядит достаточно сложно, но на самом деле это не так. При воздействии особых соединений, такая процедура происходит сама по себе.

Когда используется сточных вод флокуляцией

Процесс флокуляции – это отличный способ для очистки сточных вод. Причем, он позволяет произвести обработку как бытовых, так и промышленных стоков. Причем с такой ступенью очистки жидкость становится настолько чистой, что абсолютно не вредит окружающей среде.

Раньше такой метод очистки воды, как флокуляция, применяли и для обработки жидкости, поступающей в водопровод. Однако в наше время изобретены более природные способы обработки питьевой воды. По

Этому флокуляция используется преимущественно для водоподготовки стоков.

Флокулятор – это система, которая как раз и позволяет производить описанную нами очистку. Для этого в стоки добавляются специальные реагенты, благодаря которым и становится возможен подобный процесс.

После очистки сточные воды следует сдать на анализ

Когда оптимально использование флокуляции для водоподготовки:

  1. Если в сточных водах есть твердые суспендированные частицы, то флокуляция придется как нельзя кстати. Ведь она лучше всего справится с этой проблемой.
  2. В некоторых отстойниках присутствует биохимическая потребность в кислороде. Процесс флокуляции поможет насытить стоки этим газом.
  3. Также их можно использовать в комплексе с резервуарами, совершающие обработку воды активным илом. Благодаря этому вода очистится более тщательно.
  4. Можно использовать данный процесс и как предварительный метод очистки, перед отстаиванием и фильтрацией.

Флокуляция в любом случае используется в комплексе с другими процессами. Например, наличие этого метода всегда предполагает использование отстаивания и фильтрации. Только в комплексе можно достичь максимальной чистоты воды. Таким образом, образовавшиеся в результате воздействия флокулянтов хлопья за определенное время оседают на дно, после чего пропускаются через мелкоячеистый фильт.

Читайте также:
Можно ли устранить засор в трубе самостоятельно и как это правильно сделать

Список флокулянтов для очистки сточных вод

Как мы уже говорили, флокуляция происходит за счет воздействия специальных веществ. Они могут быть разных видов. Давайте посмотрим, каких.

Флокулянты:

  1. Существуют природные флокулянты. К ним относится целлюлоза и крахмал. Также в этот список входят все их производные.
  2. Также существуют синтетические флокулянты, они менее безобидны, но более эффективны. К ним относятся полиамиды, полиакрилы, полиамины, а также полиэтилен и его производные.

При использовании флокулянтов следует соблюдать дозировку

Эти вещества обычно представляют собой гранулы или порошок. Однако можно встретить их и в виде раствора.

Очистка флокуляцией получило свое название от слова флоккулы. Оно обозначает хлопья, в которые и превращаются вещества, находящиеся в стоках. Стоит отметить, что при этом процессе образуются именно макрохлопья.

Флокулянты воздействуют на вещество таким образом, что сначала они нейтрализуют их заряд, затем происходит их химическое взаимодействие, в ходе которого образуются молекулярные мостики. Выделяют три вида флокулянтов.

Разновидности флокулянтов:

  1. Анионо-активный флокулянт обладает зарядом положительного типа. За счет этого он притягивает к себе вещества с отрицательным зарядом. Этот реагент позволяет высаживать в осадок катионов металла.
  2. Флокулянт катионного типа обладает отрицательным зарядом. Поэтому он притягивает к себе положительно заряженные частицы. Такие реагенты в основном используют для очистки промышленных вод. Они связывают молекулы химических веществ в длинные цепочки.
  3. Флокулянты неоионогенного типа не имеют какого-либо определенного заряда. Они связывают молекулы с помощью водородных мостиков. Такой вид реагентов используется для очистки вод от нефтяных загрязнений.

Выбирается флокулянт в зависимости от типа загрязнения воды. Кроме того, очень важно учитывать тип применяемого до этого коагулянта.

Стоит заметить, что флокуляция позволяет очистить воду с очень сильными загрязнениями. Поэтому этот процесс относят к наиболее эффективным способам очистки воды.

В чем отличия между коагуляцией и флокуляцией

Флокуляция связывает с собой микрохлопья, придавая им плотность большую чем у воды, что делает возможным их оседание. Поэтому для очистки такого типа используется флокуляционно-коагуляционная установка.

Без соответствующей квалификации очисткой воды заниматься не рекомендуется

Разница между процессом коагуляции и флокуляции:

  1. Коагуляция связывает вещества в микрохлопья. Специальный коагулянт взаимодействует на молекулы таким образом, что они перестают отталкиваться друг от друга, приобретая способность притягиваться.
  2. Такое взаимодействие, как флокуляция связывает вещества в макрохлопья, которые превышают плотность воды и осаживаются при отстаивании. Такой процесс работает с производными коагуляции.

Несмотря на различия коагуляции и флокуляции, эти процессы взаимодействуют друг с другом. Флокуляция работает с производными коагуляции.

Флокуляция – это отличный способ очистки, для очень грязных сточных вод. Он позволяет устранить из жидкости тяжелые металлы, нефтепродукты и другие опасные вещества. Поэтому его активно используют в промышленности.

Флокулянты: общее описание, виды, применение

Реагенты флокулянты – это синтетические высокомолекулярные полимерные соединения, которые способствуют выпадению мелких загрязняющих частиц в хлопьевидный рыхлый осадок путем механической, тепловой либо электролитической реакций.

Данные материалы отличаются сильным сродством к твердым поверхностям. Благодаря своей химической структуре они помогают адсорбировать нежелательные примеси, вызывающие мутность жидкости.

В результате использования флокулянтов частицы, связанные в хлопья, оседают на дно и в процессе фильтрации извлекаются. Обработанная таким образом вода может применяться в бытовых и технических целях.

Классификация

Полимеры для очистки воды классифицируются по различным признакам. В частности, выделяют следующие классификации:

  • По способу получения (природные, синтетические);
  • По составу/происхождению (неорганические, органические);
  • По электрическому заряду (катионные, неиногенные, анионные флокулянты);
  • По агрегатному состоянию (гранулы, порошки, гели, жидкие эмульсии).

На заметку! К природным соединениям относятся крахмал, водорослевая крупка, дрожжи, картофельная мезга, неорганическим – диоксид кремния, кремниевая кислота, синтетическим – полиэтилен, полиамины, полиамиды, производные акриламида.

Флокулянты для очистки воды: преимущества метода

Эти полимеры позволяют ускорить фильтровальный процесс, обеспечивают удаление примесей больших масштабов при минимальных затратах. Их принцип действия основан на разделении жидкой и твердой фазы. Для максимального эффекта следует применять такие реагенты после коагулянтов.

Читайте также:
Канализационный затвор: назначение, принцип работы, виды и критерии выбора

К основным достоинствам использования растворов флокулянтов для очистки воды относят следующие факторы:

  • ускорение процесса осаждения, придание жидкости прозрачности;
  • сокращение продолжительности процедуры фильтрации, что позволяет снизить затраты при значительных объемах;
  • продление эксплуатационного срока фильтрующих систем за счет удаления крупных загрязнений;
  • отсутствие влияния на показатель pH обрабатываемой субстанции;
  • частичное удаление вирусов, бактерий, водорослей;
  • повышение эффективности процедуры на 30% по сравнению с аналогичными методами.

Продукция также не требует подключения дополнительных очистных установок, что позволяет увеличить производительность предприятия. Может применяться там, где другие способы не работают. Не повышает концентрацию растворенных металлов, при соблюдении рекомендованных дозировок безопасна для здоровья.

Отличия от коагулянтов

Коагулянты способствуют удалению мелкодисперсного мусора, объединяя его частицы между собой и впоследствии осаждая их. Но они имеют немного другой механизм действия: в его основе лежит дестабилизация зарядов загрязняющих веществ и устранение электростатического взаимодействия.

Процесс флокуляции протекает за счет создания полимерной связи. В результате фильтруемые частички укрепляются и значительно увеличиваются в объеме, а затем с легкостью удаляются со дна емкости.

Время воздействия данных реагентов тоже различается: коагуляция проходит в течение 1-3 минут при температуре 20-25°C после тщательного перемешивания, флокуляция – от 30 до 60 минут, так как требует большего времени для отстаивания. Это обусловлено продолжительной стадией формирования осадка.

Принцип действия флокулянтов

В соответствии с составом обрабатываемой субстанции и сферой ее применения выбирают отрицательно, положительно или нейтрально заряженные продукты. При этом сам процесс флокуляции осуществляется в две стадии:

  • адсорбция на поверхности частиц действующего вещества;
  • формирование грязевых хлопьев («флоккул»).

На заметку! Реагенты имеют длинную полимерную структуру и большой молекулярный вес, благодаря чему происходит образование так называемых «мостиков» и разрушение водно-солевой оболочки.

При попадании в воду полимеры помогают объединению и склеиванию загрязнений. Хлопья становятся более плотными, тяжелыми, увеличиваются в размерах, позволяя фильтрационным системам легко уловить их. При необходимости осаждения определенной группы соединений может быть применена избирательная флокуляция. Этот метод востребован для разделения тонких органических взвесей, повышения эффективности обогащения.

Основные типы

Как уже было указано в классификации, одной из главных характеристик флокулянтов является электрический заряд. В зависимости от него, полимерные соединения делятся на катионные, анионные и неионогенные.

К катионным флокулянтам относятся материалы, предназначенные для удаления положительно заряженных органических взвесей. Это обусловлено образованием прочных молекулярных цепочек между анионами загрязняющих частиц и катионами полимера. Рекомендуется для фильтрации жидкости промышленного назначения.

Анионная группа – это чистый полиакрилат, полиметакрилат натрия и прочие активные органические соединения. Они притягивают вещества, противоположные по заряду, формируя водородные связи. Используются для устранения фосфорных и других неорганических соединений, ускорения процедуры осаждения.

К неионогенным относят нейтрально заряженные реагенты, действие которых основано на формировании водородных связей. Водород в их составе реагирует с атомами кислорода, азота и прочими органическими составляющими, образуя плотное соединение. Имеют меньшую активность, поэтому применяются для очищения слабозагрязненных субстанций.

Применение флокулянтов

Полимерные соединения используются для физико-химической очистки промышленных, коммунальных стоков (обезвоживания осадка, водоочистки, водоподготовки), в химической отрасли при производстве магния, фосфорной кислоты, двуокиси титана, гидрофосфата кальция, при электролизе солей и пр.

Также продукция нашла применение в следующих сферах:

  • горно-обогатительной индустрии (при обработке хвостов флотации, сгущении концентратов: меди, железа, цинка, алюминия, золота, урана, бокситов, очищении стоков для предотвращения загрязнения окружающей среды, обеспечения замкнутого цикла водооборота);
  • целлюлозно-бумажной промышленности (для улучшения проклейки, дренажа, удержания наполнителей, волокон в бумажной массе, обеспечения замкнутого цикла воды);
  • нефтедобыче (при увеличении нефтеотдачи полимерными гелями, редкосшитыми полимерными системами, снижении гидравлических сопротивлений в трубопроводах, регулировании стабильности, реологических свойств, водоотдачи буровых растворов на водной основе, укреплении стенок скважин, полимерном заводнении);
  • сельском хозяйстве (в системах для гидропоники, для удержания влаги в почве, образования корки на поверхности грунта, улучшения его структуры, снижения формирования тумана при искусственном орошении).
Читайте также:
Устраняем засор в унитазе: химические и механические средства, причины, профилактика

Продукция может использоваться и в других отраслях промышленности, в зависимости от выбранного производителя.

Основные производители

Главными производителями флокулянтов являются такие страны, как Япония, Франция, Великобритания, Финляндия, Южная Корея, США, Германия. В России представлена следующая продукция зарубежного производства: Besfloc (Бесфлок), Zetag (Зетаг), Praestol (Праестол) и другие марки. Рассмотрим подробнее тройку лидеров.

Besfloc (Бесфлок) – материалы производства южнокорейской компании Kolon Life Science, Inc. Они выпускаются в форме эмульсий, порошков, гранул, растворов. Применяются, главным образом, для доочистки после использования коагулянтов в нефтехимической, горнодобывающей, текстильной, целлюлозно-бумажной отраслях промышленности, при фильтрации коммунальных стоков.

На заметку! Эта продукция отличается экономичным расходом (0,01-0,5 мг/л), а также значительным молекулярным весом, за счет чего преобразует мелкие частицы в объемные хлопья.

Zetag (Зетаг) – полимеры от швейцарской фирмы Ciba Specialty Chemicals. Предназначены для ускорения процедуры устранения твердых взвесей, органических примесей. Обеспечивают выпадение твердой фазы в крупнофракционный осадок. Нашли применение при подготовке жидкости из водоемов для использования в коммунальном водопроводе.

Важный момент! Продукт следует вводить, постоянно помешивая, в противном случае реакция будет неполноценной. Необходимо сведение турбулентности к минимуму, иначе возможность разрушения предварительно сформированных хлопьев увеличивается.

Praestol (Праестол) – полимерные соединения, разработанные по совместной технологии Германии и России. Способствуют ускорению процесса фильтрации, уплотнению осадка. Уменьшают электрическую активность жидкости, обеспечивая более эффективное объединение загрязняющих частиц. Используются для очищения, дезинфекции жидкости питьевого назначения. Наиболее востребованы в коммунальном хозяйстве, химической, нефтехимической индустриях.

На заметку! Препарат выпускается в виде гранул на основе акриламида, разбавляется водой температурой 15-20°C для получения концентрации 0,1%, затем отстаивается в течение часа. Для лучшего хранения производитель рекомендует делать раствор 0,5% и при необходимости доводить до рабочей концентрации.

Выводы

Флокулянты – эффективные и практически безвредные реагенты для очистки воды. Они помогают быстро сформировать из загрязнений хлопья, легко удаляемые фильтрами. В сочетании с коагулянтами позволяют полностью реконструировать фильтрующую систему без временных вложений и лишних затрат.

Очистка воды при помощи флокулянтов

Для очистки больших объемов питьевой воды из открытых водоемов (сильно загрязненной) при водоканалах существуют фильтровальные станции.

На этих объектах на промышленном профессиональном оборудовании работники доводят состав воды до требований существующих нормативных документов.

На начальных этапах проведения очистки воды выполняется извлечение из коллоидной суспензии (каковой является вода из водозабора) твердых и расчиненных остатков органических и химических соединений.

Этот этап очистки состоит из нескольких стадий:

  1. Стадия коагуляции (образование микрохлопьев остатков загрязнений).
  2. Стадия флокуляции с образованием макрохлопьев. На этой стадии используется флокулянт для очистки воды.
  3. Выпадение и извлечение осадка.

Рассмотрим стадию флокуляции.

Что такое флокулянты?

Название этого реагента для очистки воды происходит от слова «флокулы», что означает хлопья. Именно образование макрохлопьев из взвешенных в заборной воде частиц является основной функцией флокулянтов.

Сначала коллоидные частицы связываются в хлопья коагулянтом, а флокулянт производит агломерирование этих малозаметных хлопьев в большие образования с достаточным для осаждения весом. Загрязнения в виде осадка легче фильтровать и удалять из очистных сооружений.

Флокуляция сточных вод

Большей частью, флокулянты представляют собой высокомолекулярные электролиты природного или синтетического происхождения. К природным флокулянтам относятся высшие полисахариды:

  • целлюлоза;
  • крахмал;
  • их производные.

Синтетическим флокулянтом является:

  • полиэтилен и производные полиэтилена;
  • полиакрилы;
  • полиамиды;
  • полиамины.

Очистка воды при помощи флокулянтов

Алгоритм флокулирующего процесса следующий: нейтрализация заряда микрохлопьев; химическое взаимодействие с микрохлопьями; связывание отдельных частиц полимерными мостиками. Подразделяются флокулянты в основном на два вида:

  1. Анионные.
  2. Катионные.
Читайте также:
Сброс сточных вод: нормы, контроль и получение разрешения

Существуют на практике и неионные химикаты, но их применение ограничено.

Название химикатов связано с электродами электро-химического процесса: А – анод с положительным потенциалом; К – катод с отрицательным потенциалом. Использование анионитов и катионитов позволяет отказаться от дорогостоящего электротехнического оборудования и, в некотором смысле, сделать процесс более безопастным.

Флокулянт анионный

Анионо-активный флокулянт, притягивающий к себе загрязнения с отрицательным зарядом. Основой для изготовления флокулянта анионного служат сополимеры акриламида. Это может быть акриловая кислота со стабилизирующими добавками.

К анионным флокулянтам относится, например, продукциякомпании ЭнвироХЕМИ :

  • Envifloc 1100;
  • Envifloc 5110;
  • Envifloc 5100.

«Специализацией» этих химикатов является связывание в осадок катионов металлов.

Конкретная марка реагента выбирается по результатам химического анализа неочищенной воды и применяемого в технологическом процессе очистки коагулянта. Еще раз следует отметить, что применение флокулянтов наиболее эффективно при очень сильных загрязнениях воды.

Флокулянт катионный

Эти флокулянты очищают воду от осадка с положительными ионами на поверхности благодаря хемосорбции. Свои отрицательным зарядом они нейтрализуют положительный заряд и связывают загрязнения в длинные молекулярные цепочки. Примером таких химикатов могут быть:

  • Envifloc 5215;
  • Envifloc 5700;
  • Envifloc 5644.

Катионные флокулянты решают вопрос очистки воды от многих промышленных загрязнений. Химики-технологи фильтровальных станций хорошо осведомлены о составе и количестве загрязнений в воде из водозабора, знают применяемую технологию коагуляции, поэтому только они могут сделать окончательный выбор марки реагента для флокуляции.

Не лишним будет проконсультироваться с производителем или дистрибутором препарата.

Флокулянт неионогенный

В отличие от флокулянтов с предварительным зарядом, эти реагенты не несут ионов с определенным зарядом. Их действие связано с образованием водородных мостиков, которыми реагенты связывают в макрохлопья загрязнения в воле.

Как пример, можно привести неионогенные флокулянты BESFLOC.

В отличие от ионогенных (катионных, анионных), флокулянты этой группы менее эффективны. Особенно эта разница заметна при очистке маломутных вод.

Эффективность данного метода очистки воды

Этот метод очистки «работает» только после применения коагулянтов. Он позволяет в значительной степени интенсифицировать процесс на фильтровальной станции с минимальными затратами.

Очистка вод с применением флокулянтов эффективна при больших объемах очищаемой воды и ее сильном загрязнении. Применение их в таких случаях позволяет:

  1. Исключить перенос загрязняющих частиц на следующую стадию очистки.
  2. Значительно ускорить этап осаждения загрязнений.
  3. Значительно уменьшить расходы, связанные с длительностью процесса очистки и удалением осадка.
  4. Отказаться от дополнительных капитальных затрат для увеличения производительности очистных сооружений.
  5. Увеличит время службы механических фильтров на следующих этапах очистки.

Априори принимаем при оценке эффективности, что фильтровальная станция уже имеет налаженный поэтапный процесс очистки и необходимое оборудование для удаления осадка и фильтрации воды на конечных стадиях. Только в таком случае применение флокулянтов эффективно, сам по себе метод не работает.

Если уже существующие очистные сооружения требуют увеличения количества очищенной воды, но средств на капитальные затраты нет, достаточно добавить в технологию очистки флокулянты. Коагулянты и механические фильтры, обычно, на фильтровальных станциях уже присутствуют и необходимо понести затраты только для приобретения порошка или эмульсии флокулянта.

Выбор конкретной марки реагента и его количества будет зависеть от состава загрязнений в заборной воде и определяются они химиками фильтровальной станции после консультации с продавцами.

Применение флокулянтов – самый эффективный метод реконструкции фильтровальной станции без больших затрат.

Очистка воды с помощью флокулянтов: их применение, основные отличия и преимущества использования

Экологические проблемы окружающей среды с каждым годом ухудшают состояние питьевой воды. Стоки, природные осадки и промышленная деятельность делают воду непригодной не только для питья, но и для бытовых целей. Совершенствование методов очистки воды стало необходимостью.

Читайте также:
Что делать если выгребная яма быстро наполняется: причины и их устранение

На пике своей популярности находятся высокомолекулярные флокулянты, масштабы применения которых достигаются их малым расходом, высокой эффективностью и отсутствием коррозионного влияния на трубопровод. Рассмотрим основные виды флокулянтов: в чем их отличия, где применять и на какие бренды стоит обращать внимание.

Что это за вещество и какие виды бывают?

Флокулянты – специальные вещества полимерного состава, которые в результате тепловой, механической либо электролитической реакций способствуют выпадению мелких плавающих частиц в рыхлый хлопьевидный осадок.

Одним словом, загрязнения, которые делают воду мутной, при добавлении флокулянтов образуют соединения и твердыми взвесями опускаются на дно.

Данные скопления легко удаляются, после чего вода может быть использована как для бытовых, так и технических нужд.

Часто применяют для:

  • очистки аквапарков,
  • бассейнов,
  • воды ТЭЦ,
  • на химических, нефтеперерабатывающих предприятиях.

Флокулянты поддаются следующей классификации:

  • По составу: различают органические и неорганические.
  • По способу получения: природного происхождения или синтетического производства.
  • По агрегатному состоянию: есть порошки, гранулы, гели, жидкие эмульсии.
  • По электрическому заряду: катионного, анионного и неионогенного типов.

Эффективность метода и его преимущества

Чтобы очистка воды была качественной не только на физическом уровне, но и помогла добиться эффективных результатов молекулярного состава, без применения флокулянтов не обойтись.

Данные вещества способствуют ускорению процесса фильтрации и при минимальных затратах позволяют справиться с загрязнениями больших масштабов. При их введении происходит отделение жидкой и твердой фазы.

Основные преимущества:

  • Ускоряется процесс осаждения, благодаря чему вода становится прозрачной.
  • Продлевает срок службы фильтрующих установок, убирая загрязнения крупной фракции.
  • Уменьшает длительность очистки и позволяет сэкономить при значительных объемах.
  • Нет необходимости создавать дополнительные очистные сооружения, что увеличивает производительность предприятия.
  • После обработки pH воды не претерпевает значительных изменений. Все показатели остаются в норме.
  • В составе очищенной воды концентрация растворенных металлов не повышается.
  • Эффективность очистки увеличивается на 30%.
  • Частично удаляются водоросли, вирусы и бактерии.
  • Флокуляция может быть применима там, где альтернативные способы просто не работают.
  • При соблюдении дозировки безопасно для здоровья.

Отличие от коагулянтов

Коагулянты, как и флокулянты, способствуют очищению воды от мелкодисперсного мусора, объединяя между собой загрязнения и осаждая их.

Цель применения очень похожа, однако механизм течения несколько отличается.

    В основу коагуляционного процесса входит дестабилизация зарядов загрязняющих частиц. Коллоидная грязь, которая делает воду мутной, состоит из микроскопических отрицательно заряженных частиц.

Они настолько малы, что проходят через песчаный фильтр, а одноименный электрический заряд заставляет их постоянно находиться в движении.

Одинаковый заряд так же мешает им объединяться в группы. Введение коагулянтов приводит к потере заряда и устранению электростатического взаимодействия.

  • Флокуляция образует более крупные соединения за счет полимерной связи. Происходит укрепление и увеличение объема фильтруемых веществ, которые можно потом без труда удалить со дна емкости.
    • Коагуляция проходит в течение 1-3 минут после тщательного перемешивания и при строгом соблюдении температуры в пределах 20-25 градусов.
    • Флокуляция может длится 30-60 минут, требуя некоторого времени для отстаивания. Это объясняется длительной стадией формирования осадка.

    Принцип действия

    Частицы, находящиеся в воде во взвешенном состоянии, окружены водной пленкой с заряженными ионами.

    Данная особенность не дает им контактировать между собой. Для нейтрализации заряда и скорейшего осаждения как раз и используются флокулянты.

    Зная состав воды и сферу ее дальнейшего применения, выбирают положительно, отрицательно либо нейтрально заряженные реагенты.

    Процесс флокуляции происходит в два этапа:

    • Адсорбция действующего вещества на поверхности частиц.
    • Формирование флокул (грязевых хлопьев).

    Попадая в воду, способствуют склеиванию и объединению загрязняющих частиц. Соединения становятся более тяжелыми, плотными и начинают увеличиваться в размерах, давая возможность фильтрующим системам уловить их.

    Флокулянты могут быть как массового, так и частичного действия. При необходимости провести осаждение только определенной группы веществ, применяется избирательная флокуляция. Востребован метод при необходимости разделить тонкие неорганические взвеси, а также для улучшения эффективности обогащения.

    Читайте также:
    Химия для очистки септиков и выгребных ям

    Основные группы

    Чтобы процесс флокуляции прошел максимально эффективно, необходимо различать несколько основных групп действующих веществ. Все флокулянты делят по типу их заряда, что и определяет сферу их применения.

      Анионный тип или положительно заряженный. Данная группа состоит из полимета акрилата натрия, чистого полиакрилата и других активных органических соединений.

    Такие флокулянты притягивают противоположные по заряду загрязнения, формируя прочные водородные связи. Применяются для устранения фосфорных соединений, для ускорения процесса осаждения и нейтрализации неорганических веществ.

  • Катионные флокулянты. Применяются для удаления положительно заряженных остатков органического происхождения. Это происходит за счет образования прочных молекулярных цепочек между анионами загрязняющих частиц и катионами полимера. Применяется для очистки вод промышленного назначения.
  • Неионогенные флокулянты. Являются нейтрально заряженными, поэтому их действие основано на формировании водородных связей. Водород, который входит в состав молекулы полимера, взаимодействует с атомами азота, кислорода или другими органическими составляющими, образуя плотное соединение.

    К длинному полимеру приклеиваются частицы коллоидного раствора. Нейтральные флокулянты имеют меньшую активность по сравнению с катионными и анионными, поэтому применяется для очистки слабозагрязненных вод.

    Топ- 3 производителя средств для флокуляции

    Ведущими компаниями, которые занимаются вопросами разработки оборудования и технологий получения современных флокулянтов, являются Франция, Япония, Великобритания, Южная Корея, Финляндия, СЩА и Германия. На рынке России представлены 3 основных лидера.

    Besfloc (Бесфлок)

    Флокулянт южнокорейского производства компании «KolonLifeScience, Inc». Выпускают полный спектр реагентов и имеют широкую популярность по всему миру.

    Форма выпуска: эмульсии, гранулы, растворы и порошкообразные вещества.

    Преимущественно используются в качестве доочистки после применения коагулянтов.

    • Обладает большим молекулярным весом, что способствует преобразованию мелких частиц в объемные хлопья.
    • Малый расход: 0,01-0,5 мг/л.
    • Применяется в горнодобывающей, нефтехимической промышленностях, текстильной и бумажно-целлюлозной областях. Нередко используют для очистки коммунальных стоков.
    • Благодаря уникальному составу, удалось снизить предварительный расход коагулянтов.
    • Не наносят вреда для здоровья человека.
    • Проходят все этапы лабораторных испытаний.

    Zetag (Зетаг)

    Флокулянт Zetag от швейцарской компании Ciba Specialty Chemicals. Применяется для ускорения процессов очистки воды от органических соединений и твердых взвесей.

    Способствует выпадению твердой фазы в крупнофракционный осадок. Используют для подготовки воды из водоемов для употребления в коммунальном водопроводе.

    1. Реагент вводят при постоянном помешивании, иначе реакция будет не полноценной.
    2. Нужна минимизация турбулентности, иначе высока вероятность разрушения предварительно образовавшихся хлопьев.
    3. Увеличивает скорость оседания загрязняющих частиц.
    4. Расход составляет от 2 до 10 г/л.

    Praestol (Праестол)

    Флокулянт, созданный по совместной технологии России и Германии. На рынке появился в 1998 году и быстро занял свою нишу –коммунальное хозяйство.

    Применяется для очистки и обеззараживания питьевой воды. Также встречается в сфере нефтехимической и химической промышленностях.

    • Ускоряет процесс очистки, способствует уплотнению осадка.
    • Снижает электрическую активность молекул воды, что способствует более эффективному объединению загрязняющих частиц.
    • Флокулянт Праестол сертифицирован в России и соответствует всем гигиеническим нормам и правилам. Был рекомендован для применения в сфере питьевого водоснабжения.
    • Выпускается в виде гранул на основе акриламида и разбавляется в воде для получения концентрации в 0,1%. Производитель рекомендует для лучшего хранения делать концентрированный раствор в 0,5%, а при необходимость доводить до рабочего состава.
    • Раствор готовится при температуре воды в 15-20 градусов, отстаивается 60 минут и только потом готов к применению.

    Заключение

    Если очистные сооружения уже построены, однако их стало недостаточно для переработки необходимого количества воды, а денег на строительство нового капитального строения нет, то отличным выходом станет применение флокулянтов.

    Данная технология позволит не только улучшить качество воды, но и сделает процесс очистки быстрым и эффективным. Это современный метод, который в совокупности с коагулянтами позволит полностью реконструировать систему фильтрации без лишних затрат и временных вложений.

    Читайте также:
    Как очистить канализационные трубы от жира

    Флокулянт для очистки воды: что это такое и зачем они нужны – катионные и анионные реагенты

    Современная экообстановка такова, что даже забор из скважины не всегда пригоден для питья, не говоря уже о жидкости из близлежащего озера – ее часто нельзя использовать даже для бытовых целей. Хорошо, что есть флокулянты, — это по-настоящему эффективные и актуальные помощники в вопросах водоочистки. Именно потому мы хотим уделить им максимум внимания: рассмотрим их виды, особенности, принципы действия, сферы применения и другие связанные с ними и важные моменты.

    Что это за вещества

    Как правило, это синтетические (гораздо реже – природные) полимеры – высокомолекулярные соединения. Они вступают в механическую, тепловую или электролитическую реакцию с содержащимися в жидкости мелкими частицами и в ходе взаимодействия превращают эти загрязнения в хлопьевидный рыхлый осадок, который затем сравнительно легко удаляется. После чего все те примеси, что делали среду мутными, без особого труда вылавливаются, и можно осуществлять забор для технических или бытовых нужд.

    Очистка воды флокулянтами

    Актуально и эффективно для следующих объектов:

    • аквапарки различных масштабов;
    • бассейны, рукотворные озера и пруды;
    • площади нефтеперерабатывающих и химических предприятий;
    • хранилища ТЭЦ.

    Технологии обработки могут незначительно отличаться в зависимости от конкретного случая, но принцип действия всегда сходный и сводится к отделению твердой фазы от жидкой в ходе реакции (подробнее мы опишем его ниже).

    Для максимальной эффективности процесса фильтрации необходимо использовать рассматриваемые вещества только после коагулянтов (которым мы тоже уделим отдельное внимание).

    Классификация

    С момента своего открытия они всегда были достаточно популярными и активно использовались, поэтому появилось много их разновидностей. Сегодня флокулянты для очистки воды – это реагенты, которые можно разделить сразу по нескольким признакам.

    • по происхождению – их состав может быть как органическим, так и нет;
    • по методу получения – натуральные (природные) или искусственные (синтетические);
    • по агрегатному состоянию – используются в виде порошка, гранул, жидкой эмульсии, геля;
    • по типу электрического заряда – анионные, катионные, неионогенные.

    Наиболее распространенными и повсеместно известными «естественными» примерами можно считать крахмал, дрожжи, мезгу картофеля, создаваемыми в лабораторных условиях – акриламид со всеми своими производными.

    Преимущества использования флокулянтов как метода очистки воды

    В числе главных практических достоинств от их применения:

    • ускорение выпадения осадка, возвращение жидкости прозрачности;
    • удаление крупных фракций загрязнений, продление срока эксплуатации фильтров;
    • повышение экономии (при большой производительности) за счет убыстрения процесса обработки потока;
    • сохранение pH-уровня и органолептических показателей H2O;
    • отсутствие необходимости обустраивать какие-либо еще сооружения для улавливания примесей;
    • улучшение эффективности проводимых мероприятий на 25-30%;
    • частичное (попутное) устранение вирусов, бактерий, водорослей;
    • концентрация растворенных металлов в среде не увеличивается;
    • полностью безопасная для здоровья человека и экообстановки технология (при строгом соблюдении расчетных дозировок).

    При этом метод вполне работает в тех ситуациях, в которых альтернативные способы либо просто неприменимы, либо не дают нужного результата.

    Отличия флокулянтов и коагулянтов

    MBFT-75 Мембрана на 75GPD

    SF-mix Clack до 0,8 м3/ч

    SF-mix Runxin до 0,8 м3/ч

    У них одна цель внедрения – очистка воды, – но разница между ними существенная, и она, прежде всего, заключается в механизме действия.

    Любой flocculant создает полимерные связи между отдельными частицами загрязнений, что заставляет их укрепляться (менять фазу на твердую) и укрупняться (объединяться), а после, под тяжестью своего веса, оседать на дне и стенках бассейна, откуда их проще убирать.

    Тогда как коагулянт дестабилизирует отрицательный заряд примесей, благодаря чему они теряют в движении, начинают сближаться и сцепляться, становясь из мелких, неуловимых ранее фракций крупными, уже не проходящими сквозь сито песчаного фильтра. Та же коллоидная грязь, присутствовавшая в виде взвеси и делавшая жидкость мутной, превращается в хлопья, удалять которые гораздо легче.

    Еще одно ключевое отличие – в скорости реакции:

    • флокуляция занимает от получаса до часа – это обусловлено отстаиванием, осадку требуется время, чтобы сформироваться и выпасть;
    • коагуляция протекает за 2-3 минуты, но при строгом соблюдении определенных условий, то есть при поддержании температуры окружающей среды на уровне 20-25 0С и при тщательном перемешивании и только после хорошего смешивания добавки с жидкостью.

    Да, рассматриваемые нами вещества не самые быстродействующие, но они все равно дают результат достаточно оперативно и не так зависят от внешних условий и могут применяться практически при любом климате, в этом и состоит их безусловный плюс и кроется причина их популярности и повсеместного использования.

    Принцип действия реагентов-флокулянтов

    Все посторонние частицы, плавающие в воде в виде взвеси, окружены пленкой с ионами, обладающими одинаковыми зарядами и поэтому отталкивающимися друг от друга. Для осаждения и более легкого удаления их нужно соединить между собой. С этой целью и добавляют рассматриваемые нами вещества, которые работают в два этапа:

    1. цепляются к поверхности примесей и адсорбируются ими;
    2. утяжеляют их и формируют грязевые хлопья, выпадающие в осадок.

    Данного эффекта добиваются за счет серьезного молекулярного веса и, главное, особой полимерной структуры. Они разрушают защитную оболочку тяжелых металлов, бактерий и прочих нежелательных элементов, склеивают их, создают между их молекулами связи-«мостики». Так образуются новые соединения, которые уже настолько плотные, что опускаются на дно и стенки естественных бассейнов и искусственных резервуаров, или столь большие по размерам, что не проходят сквозь сито фильтра, а улавливаются и удаляются.

    Обратите внимание, действие реагентов может быть не только массовым (общим), но и частичным. Во втором случае есть удобная на практике возможность провести осаждение только каких-то определенных частиц – это актуально, когда требуется разделить взвеси тонкой неорганической природы или повысить результаты обогащения полезных примесей.

    Применение

    Активнее всего используются флокулянты для очистки сточных вод и жидкостей, циркулирующих в системах снабжения коммунальных предприятий. В химической отрасли с их помощью производят фосфорную кислоту, магний, гидрофосфат кальция, двуокись титана, а также осуществляют электролиз различных солей.

    Кроме того, они востребованы в следующих отраслях:

    • В целлюлозно-бумажной промышленности – благодаря им повышают качество проклейки и дренажа, обеспечивают замкнутый цикл, улучшают удержание волокон и наполнителей в исходной массе.
    • В сельском хозяйстве – они являются важной добавкой систем гидропоники, способствуют нормализации структуры грунта и образованию корки на его поверхности, а также удерживают влагу в почве, снижают туман при принудительном орошении.
    • В горно-обогатительной сфере – с ними обрабатывают хвосты флоктации, сгущают концентраты (железа, алюминия, меди, золота и других металлов, вплоть до урана), проводят водооборот, очищают все те же стоки.
    • В нефтедобыче – входят в состав полимерных гелей, являются активными веществами редкосшитых систем, стабилизируют гидравлические сопротивления в трубах, регулируют реологические свойства, укрепляют скважины.

    В других отраслях они тоже применяются, просто реже и для решения отдельных специфических задач.

    Основные производители флокулянтов

    Мировыми лидерами по объемам выпуска и известности брендов считаются Япония, США, Франция, Германия, Великобритания, Южная Корея, Финляндия. Компаний и марок достаточно много, поэтому мы рассмотрим топ-тройку, популярную в России.

    Флокулянты для очистки воды – коммунальной и сточной

    Флокулянты для водоподготовки

    Флокулянты для водоподготовки – одна из разновидностей реагентов, применяемых при очистке воды в бассейнах, искусственных водоемах, на производственных объектах и не только. Специальные химические средства предназначены для уменьшения мутности воды, то есть ее очистки от взвеси тонкодисперсных нерастворимых частиц. От них невозможно избавиться простой фильтрацией, потребуется предварительная обработка с использованием коагулянтов и флокулянтов.

    Как проводится водоподготовка? Основные этапы

    В процессе эксплуатации в воде бассейна начинают скапливаться различные органические и неорганические примеси: это мелкие песчинки, микроскопические частички кожи человека и другие загрязнения. При фильтрации их не удается отделить, так как из-за очень небольшого размера они свободно проходят через фильтрующий картридж и возвращаются в чашу. Флокулянты для водоподготовки помогают решить эту проблему при использовании совместно с коагулянтами.

    При добавлении в воду реагентов они провоцируют объединение мелких взвешенных частиц в более крупные хлопья за счет изменения их электрохимического потенциала. Предварительно частицы дестабилизируются коагуляцией, после этого в оду добавляются растворы флокулянтов. Результат становится заметным невооруженным взглядом: на поверхности начинают образовываться хлопья белой пены, так как собранные частицы начинают подниматься вверх.

    После завершения коагуляции и флокуляции запускается фильтрующая установка. Вода фильтруется, и собранные в хлопья частицы примесей без проблем задерживаются фильтрующей установкой. В результате вода очищается даже от самых мелких загрязняющих частиц, она приобретает идеальную прозрачность. Фильтр дает возможность убрать органические и неорганические загрязнения – это повышает комфорт и безопасность купания.

    Водоподготовка с применением флокуляции должна проводиться в соответствии с рекомендациями производителя реагентов. Периодичность зависит от размеров емкости, интенсивности ее использования и количества загрязнений.

    Возможности использования метода

    Флокуляция применяется не только в процессе очистки воды в бассейнах. Этот метод снижения мутности получил широкое распространение в очистке сточных вод, также его применяют на объектах очистки и обеззараживания питьевой воды, на промышленных производствах и не только. Широкое применение флокуляции в бассейнах и на других объектах обусловлено несколькими преимуществами:

    • Возможность использоваться с различными системами фильтрации при водоподготовке. Эти реагенты используют с ленточными пресс-фильтрами, центрифугами и другими устройствами для удаления осадка.
    • Высокая эффективность. Процесс позволяет убрать даже самые мелкие загрязняющие вещества для восстановления идеальной прозрачности жидкости.
    • Увеличение производительности отстойников в системах очистки сточных вод. Добавление реагентов позволяет удалить разнообразные виды загрязнений, в том числе частицы нефтепродуктов и иные вещества, которые трудно убрать иными методами.
    • Разнообразие применяемых реагентов. Такие вещества могут быть органическими или неорганическими, наибольше распространение получили флокулянты на основе полиакриламида. Катионные и анионные разновидности дают возможность убирать самые разнообразные виды примесей с высокой эффективностью.

    Особенности выбора флокулянтов

    Наибольше распространение в очистке промышленных и сточных вод получили полимерные флокулянты – это полиэлектролиты, способные растворяться в воде. Они выпускаются в виде порошка, который добавляется в воду в требуемой концентрации. Такие вещества помещаются в распределительные камеры для дозирования перед добавлением в жидкость для очистки. При обработке они обеспечивают быстрое разделение загрязненной воды на твердые и жидкие фракции.

    Применяемые в промышленной водоочистке катионные и анионные флокулянты могут иметь различную степень заряда и молекулярную массу: она варьируется от 2 до 26 млн. различных мономеров в составе. При выборе учитывается тип присутствующих в воде примесей и используемого оборудования: для каждого вида фильтрующей техники можно подобрать наиболее подходящее решение.

    Флокулянты широко применяются на различных станциях водоочистки, очистных сооружениях и водозаборах, они помогают обеспечить должное качество воды, применяемой в хозяйственных и бытовых целях. Поскольку проблема водоочистки в городах стоит достаточно остро, такие реагенты становятся все более востребованными. Широкие возможности применения также сделали их удобными для использования в частных и общественных бассейнах различных типов.

  • Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: