Коагуляция флокуляция очистка вода

Что такое коагуляция и флокуляция?

Главная страница » Что такое коагуляция и флокуляция?

Коагуляция и флокуляция — методы химической обработки воды, основанные на эффектах осаждения и фильтрации. Применяются обе методики, как правило, с целью повышения эффективности процесса обработки воды, удаления взвешенных частиц. Коагуляция видится процессом нейтрализации зарядов и образования желатиновой массы, способствующей улавливанию частиц. За счёт такой методики удаётся образовать массу, достаточную для осаждения или фильтрации. Флокуляция – это процесс плавного перемешивания, направленного на стимуляцию образования агломерацией (скоплений) частиц, достаточных для осаждения или фильтрации из раствора.

Коагуляция и флокуляция: общая информация

Природные воды, как правило, содержат растворённые и взвешенные частицы в массовом количестве. Загрязнения в основном становятся результатом эрозии земель, растворения полезных ископаемых, химического распада растительных веществ. Вносят свой весомый вклад в загрязнение природной воды бытовые и промышленные отходы.

Структура природной воды может включать суспензионное, растворённое органическое/неорганическое вещество, а также частично биологические организмы:

Всё это содержимое требует удаления, поскольку приводит к снижению качества воды. Образуется мутность, изменяется цвет жидкости, размножаются патогенные организмы, формируются токсичные соединения.

Установка промышленного назначения: 1 — пластинчатый отстойник; 2 — сквозная система; 3 — дефлекторная система; 4 — модуль удаления осадка; 5 — горизонтальный лопастной колесный флокулятор

Для отделения растворённых и взвешенных частиц от воды используются процессы коагуляции и флокуляции. Обе методики — коагуляция и флокуляция, видятся относительно простыми и экономичными способами очистки воды.

Однако эффективность достигается при условии наличия специальных химических веществ и адаптированной дозировки этих веществ к составу воды.

Независимо от природы обработанной воды и общей применяемой схемы очистки, коагуляция и флокуляция обычно включаются либо в качестве предварительной обработки, либо в качестве стадии обработки, следующей после осаждения.

Значительная доля твердых взвешенных веществ, присутствующих в структуре воды, имеют отрицательный заряд. Следовательно, эти частицы обладают свойством отталкиваться одна от другой. Эффект взаимного отталкивания предотвращает агломерацию твёрдых взвешенных частиц.

Поведение взвешенных частиц: 1 — стабильная коллоидная система; 2 — нестабильная коллоидная система; 3 — благоприятные условия формирования микрофлокул

Для коагуляции и флокуляции характерна последовательность этих процессов. Так проще преодолевать проблемы, стабилизировать взвешенные частицы, объединять и выращивать хлопья. Полученный за счёт последовательности шлам фильтруется (путем осаждения) и удаляется из воды.

Последовательность коагуляции и флокуляции следует рассматривать обычно практикуемым процессом обработки промышленных и бытовых сточных вод с целью очистки от взвешенных частиц и прочих загрязнений.

Принципы технологии коагуляции

Принципиальная основа коагуляции — дестабилизация зарядов взвешенных частиц. Традиционно используются коагулянты, заряженные противоположно зарядам, коими обладают твёрдые взвешенные частицы.

Коагулянты добавляют в воду, тем самым нейтрализуя отрицательные заряды диспергированных несбрасываемых твердых веществ, подобных глинозёму и органическим соединениям. В результате нейтрализации мелко-суспензионные частицы таких веществ объединяются друг с другом.

Процесс коагуляции, когда изменения объёмного состояния эквивалентно снижению уровня pH

Агломерации, образующиеся в результате этого процесса, называются микрофлокулы. Чтобы достичь качественных показателей коагуляции и активного образования микрофлокул, требуется высокоэнергичное быстрое смешивание.

Такой подход даёт правильное диспергирование коагулянта и содействует соударению частиц. Однако микрофлокулы всё равно остаются слишком малыми в плане их видимости невооруженным глазом.

Перемешивание не оказывает существенного влияния на коагуляцию, но недостаточное перемешивание снижает качество коагуляции. Оптимальное время контакта в камере быстрого перемешивания обычно составляет от 1 до 3 минут.

Принципы технологии флокуляции

После коагуляции выполняется флокуляция — мягкая стадия смешивания. Флокуляцией преследуется цель увеличения объёма взвешенных частиц от размера субмикроскопического микрофлокула до размера его видимых образований.

Микрофлокулы контактируют один с другим в процессе флокуляции с медленным перемешиванием. Столкновения частиц микрофлокул образуют связь, которая приводит, в свою очередь, к формированию объёмных видимых хлопьев.

Процесс флокуляции отличается тем, что здесь осуществляется добавление флокуляционного полимера

Размер флокул увеличивается с каждым новым столкновением, взаимодействием с неорганическими полимерами, образованными коагулянтом или добавленными органическими полимерами.

Так формируются макроблоки. На этой стадии флокуляции могут быть добавлены высокомолекулярные полимеры, называемые коагулянтами-средствами. Эти средства помогают соединять, связывать и укреплять флокулы, наращивать вес и увеличивать скорость осаждения.

Последовательность процесса очистки: 1 — коагулянт; 2 — вода с примесями; 3 — действие осаждающих примесей; 4 — получение осадка на дне

Как только флокулы достигают оптимальных размеров и прочности, вода готова к процессу разделения (седиментации, флотации или фильтрации). Время контакта флокуляции может занимать 15-60 минут и более.

Сепарация флокуляцией и коагуляцией

Очистка воды практически всегда предполагает выполнение коагуляции и флокуляции перед физическим разделением.

Схема технологической установки: А — вентилятор быстрого смешивания; В — вентиляторы ступенчатого смешения; 1 — вход воды; 2 — высокая скорость; 3 — средняя скорость; 4 — низкая скорость; 5 — вывод в седиментационную камеру

Процесс коагуляции-флокуляции выстраивается следующими этапами:

1. Использование химических реагентов для дестабилизации и увеличения размера взвешенных частиц, перемешивания, увеличения размера флокул.
2. Физическое разделение твердых тел и жидкой фазы. Такое разделение обычно достигается путем седиментации (декантации), флотации или фильтрации.

Традиционно реагентами коагулянтами процесса флокуляции выступают:

• минеральные и/или органические коагулянты (железо, алюминиевая соль, органические полимеры);
• флокуляционные добавки (активированный диоксид кремния, тальк, активированный уголь);
• анионные или катионные флокулянты и реагенты для контроля pH (кислоты или химические основания). Некоторые тяжёлые металлы-комплексообразователи также могут добавляться на стадии коагуляции.

Метод исследований мерным цилиндром

Тест мерного цилиндра используется для определения наиболее подходящей смеси химических соединений и концентраций под коагуляционные и флокуляционные процедуры.

Аппараты тестирования воды с целью подбора оптимального соотношения коагулянтов применительно к конкретной установке очистки

Этот вид исследований основан на параметрах проб, взятых из нескольких мерных цилиндров, содержащих тот же объем и концентрацию сбора, заряженного одновременно шестью различными дозами потенциально эффективного коагулянта.

Шестёрку (четвёрку) цилиндров загружают на плато лабораторной установки и одновременно перемешивают на определённых скоростях. Обрабатываемые образцы сбора смешивают на высокой и низкой скорости поочерёдно. Затем дают время на получение осадка.

Эти три этапа являются своего рода идентичностью реальной последовательности очистки, организуемой на крупномасштабных установках быстрого смешивания с применением коагуляции и флокуляции, а также осадочными бассейнами.

После осаждения образцы теста отбирают из цилиндров, измеряют степень мутности супернатантной (находящейся над осадком) жидкости. Составленный график мутности, в зависимости от дозы коагулянта, помогает определить оптимальную дозировку.

Критерием, полученным в результате теста шести цилиндров, является качество результирующего флокула и степень чистоты жидкости в супернатанте после осаждения. Затем начинается разработка полномасштабного технологического процесса на основе выборочного отбора химических веществ и концентраций.

Результаты исследований воды после прохождения теста могут быть примерно такими. Конкретный результат зависит от концентрации реагентов и других составляющих процесса

Часто результаты теста недостаточны для получения точной картины очистки, несмотря на широкое применение отменного способа тестирования.

Параметры серии тестовых испытаний не гарантируют соответствия результатам, полученным практическим путём на реальной промышленной установке.

Эксплуатация и обслуживание систем очистки

Использовать коагуляторы, флокуляторы, осветлители невозможно без обученного персонала. Техническое обслуживание оборудования флокуляции коагуляции требует регулярности.

Ключевыми аспектами эксплуатации и обслуживания коагуляторов, флокуляторов, осветлителей являются:

• наличие запаса химических реагентов (минимум на месяц);
• контроль дозирования химических реагентов-коагулянтов;
• регулярный приём воды с последующим исследованием;
• скоростное смешивание воды с коагулянтами непосредственно при добавлении;
• плавность смешивания в режиме флокуляции;
• размещение флокуляторов и осветлителей в непосредственной близости друг от друга.

Процесс коагуляции-флокуляции сопровождается значительным образованием шлама при осаждении. Эта илистая масса может повторно использоваться в качестве сельскохозяйственных удобрений при условии отсутствия токсичных соединений.

При наличии токсинов твердые отходы необходимо обрабатывать соответствующим образом или утилизировать экологически безопасными способами.

Очистка промышленных сточных вод — видео практика

Представленный видеоролик демонстрирует своего рода практическое руководство по очистке промышленных сточных вод, где используются описанные выше способы:

КРАТКИЙ БРИФИНГ

Zetsila — публикации материалов, интересных и полезных для социума. Новости технологий, исследований, экспериментов мирового масштаба. Социальная мультитематическая информация — СМИ .

Источник

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.

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.

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.

Источник