Коагулянты: что это такое, и как работает

Что такое коагулянты, и какие они бывают

Коагулянты – это реагенты, которые склеивают коллоидные частицы в хлопья. Такие хлопья уже достаточно крупные и тяжёлые, поэтому воду после коагуляции можно очистить механическими способами.

Есть два вида коагулянтов: органические и неорганические (синтетические). Органические – это полиэлектролиты и полимеры, которые делятся на искусственные и природные. Неорганические коагулянты – это минеральные реагенты, в основном, соли железа и алюминия. Их основное преимущество – цена. 

По сравнению с ними органические показывают себя экономичнее и эффективнее в очистке воды, поскольку:

• образуют меньше осадка, сам осадок содержит меньше жидкости и лучше поддается обезвоживанию – это снижает расходы на его удаление и утилизацию;

• не меняют уровень pH – щелочные химикаты нужны по минимуму или не нужны совсем;

• не добавляют в воду алюминий и железо – это упрощает этап очистки;

• не вредят окружающей среде;

• дают при меньших дозах более высокие показатели химических реакций и действуют быстрее.

Коагулянты бывают в форме порошка в мешках, раствора в канистрах и контейнерах, пасты в вёдрах или бочках. Раствор удобнее, поскольку уже готов к использованию. Порошок перед применением нужно развести в воде, но зато он дешевле.

Как происходит коагуляция

Когда коагулянт добавляют в воду, под его воздействием коллоиды теряют заряд и уже при столкновении не отталкиваются друг от друга, а объединяются в группы и выпадают в осадок – коагулят. 

Коагуляция на примере отработанной СОЖ: коагулянты группируют частицы масла (коагулируют), они оседают, их удаляют из воды и приступают к её очистке

Преимущества коагуляции

• Реагенты быстро растворяются, поэтому не нужно долго перемешивать.

• Быстро разделяет жидкую и твердую фазу – коллоиды.

• Продлевает срок службы фильтров прямой фильтрации.

• Дешевле и проще в применении, чем промышленный метод ультрафильтрации и обратный осмос.

Недостатки коагуляции

• Требует предварительного анализа загрязнения жидкости и требований к её очистке. Только после этого можно подбирать вид реагента, рассчитать подходящую дозировку и строго ей следовать.

• Образует осадок, который нужно отстаивать, убирать, фильтровать.

• Удаляет часть взвеси, но в коагулированной воде могут оставаться вирусы и бактерии – это недостаток для очищения питьевой воды.

• Нуждается в дополнительном оборудовании – это недостаток для частных лиц, которые хотят наладить систему в домашних условиях.

Где и как применяются коагулянты

Они используются везде, где нужно сгущать вещества, осаживать взвешенные частицы в жидкости. В стройке они ускоряют схватывание бетона, в медицине нужны для повышения свёртываемости крови, в горном деле участвуют в обогащении минерального сырья. 

Но основная сфера применения – это очистка воды. Коагулянты используются в очистных сооружениях, бассейнах, для подготовки питьевой воды и обработки промышленных грязных вод, например, от нефтепродуктов.

Применение коагулянтов проходит в 4 этапа:

• Выбор реагента и его дозировки в зависимости от назначения жидкости, степени её загрязнения, температуры и способа очистки.

• Приготовление раствора и его введение в загрязнённую жидкость.

• Поддержка оптимальных условий для протекания реакции: перемешивание, сохранение нужной температуры, рН. 

• Удаление осадка с помощью отстаивания и фильтрации воды.

В очистных сооружениях коагуляция удешевляет обеззараживание вод и улучшает их качество – после неё нужно меньше хлорсодержащих веществ, а значит, от них будет меньше токсичных побочных продуктов

Заключение 

Коагуляция – важный этап очистки воды, который нельзя пропустить. Например, чтобы очистить водомасляную эмульсию, её нужно сначала разделить на воду и масло с помощью коагулянтов. В водоподготовке питьевой воды коагулянты удаляют органические примеси, которые мешают обеззараживанию. 

В промышленности этот процесс можно заменить ультрафильтрацией, в бытовой сфере – обратным осмосом. Но обе альтернативы значительно дороже и сложнее в использовании. Поэтому коагуляция остаётся самым выгодным методом для больших объёмов воды. Её можно сделать ещё эффективнее, добавив флокуляцию. Это склеивание хлопьев–коагулятов, чтобы они стали ещё больше, тяжелее и быстрее осели на дне. Подробнее мы расскажем об этом в статье о флокулянтах.