Коагулянты. Всё, что нужно знать про очистку воды

Коагулянты для очистки воды: сфера применения и особенности

Что же это за химия такая — спросит читатель, ответ прост: коагулянты. Именно это вещество применяют для очистки воды от взвешенных частиц. Существуют разные способы очистки сточных вод от примесей: фильтрация, отстаивание, химическая очистка, электрическая очистка, термическая обработка.

Эти способы нашли применение в разных отраслях, но наиболее распространенными и эффективными из них можно считать фильтрацию и химическую обработку.

Размеры частиц взвеси в воде могут быть настолько малы, что фильтрация становится либо невозможной, либо слишком дорогой. В отдельных случаях приходится идти на повышение расходов, но чаще всего эта мера оказывается нерентабельной. Например, владелец частного бассейна едва-ли захочет тратиться на специальное очистное сооружение, но обычный фильтр не справляется с задачей настолько успешно, насколько требуется, поэтому хозяину придется немного «помочь» простому фильтру с помощью современной химии.

«Что же это за химия такая?» — спросит читатель. Ответ прост: коагулянт. Именно это вещество применяют для очистки воды от взвешенных частиц.

В разных сферах хозяйства и быта используют разные типы коагулянтов. Их можно разделить на две большие группы: минеральные и органические.

В случае очистки промышленных стоков, различных теплоносителей и циркулирующих сред, бассейнов и водоемов применяют неорганические коагулянты:

• Хлорное железо. Сильный корродант и токсин, применяется в промышленности.
• Железа сульфат. Используется в промышленности для очистки стоков, в коммунальном хозяйстве для подготовки воды, а также в медицине для остановки крови.
• Сульфат алюминия. Подходит для очистки питьевой, хозяйственной и технической воды различного назначения.
• Алюминия оксихлорид. Данная соль – гидроксохлорид – хороша при очистке сточных вод, резервуаров, бассейнов, водоемов.
• Гидроксохлоросульфат алюминия. Это смесь на основе сульфата алюминия. Является прекрасным препаратом для обработки паводковых грязных вод при температурах ниже +12˚ С.

Эти вещества отличаются сравнительно невысокой ценой, доступностью, безопасностью и простотой использования.

Стоит ли доверять народным методам коагуляции

Несмотря на то, что сейчас производится достаточное количество коагулянтов для открытых и закрытых водоемов по совершенно доступным ценам, многие пытаются применять и пропагандировать странные средства из аптек и садово-огородных магазинов. Например, первые места в домашних методах очистки бассейна занимают перекись водорода, зеленка, марганцовка. И если по поводу последних двух есть оговорки и даже сомнения, то перекись считается самой лучшей, эффективной и безопасной. Доказательством этому служит образующаяся при ее применении грязная пена и налет на стенах бассейна.

Возможно, кому-то удастся равномерно распределить по поверхности нужное количество перекиси, правильно рассчитать концентрацию и добиться полного обеззараживания и даже осветления воды. Однако преувеличивать безопасность состава не стоит, потому как:

1. Для металлических элементов перекись водорода — это один из лучших провокаторов ржавчины.
2. Выделяемые пузырьки могут помешать работе фильтров.
3. Пока перекись в воде полностью не растворится и не распадется на кислород и воду, а это будет только через 3-4 дня, купаться в бассейне не стоит: характерное пощипывание не для любого типа кожи будет безобидно. Будет очень нехорошо, если такая вода попадет на слизистые — то есть, нельзя допускать случайного проглатывания, да и дышать нужно очень осторожно.
4. Что касается «очищенной воды», то здесь нет никаких гарантий: дезинфекция остается в силе очень малое время, а возможное присутствие опасных растворимых солей и вовсе не устраняется.

В итоге напрашивается вывод, неутешительный для народных технологов: ни перекись водорода, ни красивые зеленые или розовые дезинфицирующие растворы не справятся с работой качественного коагулянта и не смогут его заменить. И совершенно незначительная экономия не стоит того, чтобы пренебрегать предложениями от настоящих профессионалов.

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.

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.

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 началось 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.

Помощники для коагулянтов

Очень хорошего эффекта в процессе осветления воды в бассейнах и других водоемах можно добиться, если через некоторое время после внесения коагулянтов добавить вещества, которые еще больше укрупняют частицы, замутняющие воду. Эти вещества имеют существенную особенность — большую длину молекулы. Чаще всего это высокомолекулярные органические полимеры. Называются они флокулянтами и собирают молекулы взвесей, замутняющих воду, или хлопья, сформировавшиеся в результате действия коагулянтов, в длинные цепочки, а потом в крупные агломераты — флокулы. Чем крупнее частицы, тем проще они отделяются от чистой воды механическим способом. То есть флокуляция применяется с большей пользой именно как вспомогательный процесс, усиливающий эффект коагуляции.

Во время совместной очистки важно подобрать компоненты, сочетание которых позволяет соблюдать правильный баланс кислотности. Простому потребителю нет надобности вникать в подробности электрохимии процесса — все нужные указания относительно того, что с чем комбинировать, содержатся в инструкции. Тем более, что пока что лучшие варианты не просчитываются, а устанавливаются экспериментально. Суть комбинирования — нужны разные заряды у коагулянта и флокулянта, а к нейтральным частицам подбираются неионные флокулянты.

Помимо интенсификации очищения и осветления воды совместное использование коагулянтов и флокулянтов позволяет:

• экономить расход коагулянта, но при этом количество флокулянта все равно должно быть в несколько раз меньше;
• снизить содержание соли в воде, прошедшей очистку;
• производить очистку в более холодных условиях, что очень важно для открытых бассейнов.

Кто делает лучшие коагулянты: производство и распространение

Производители коагулянтов составляют солидный список, их число выросло в последнее время и составляет более 15 по стране. Для сравнения: на всей территории бывшего Советского Союза пребывало только 12 производств. Современная Россия обеспечивает свои нужды в коагулянтах на 95% за счет внутреннего производства.

В РФ выпускают неорганические препараты. Так произошло по причине экономических реалий времени возведения заводов и определенной конфигурации сырьевой базы, характерной для нашей страны. Исторически сложилось так, что первое место занимает приготовление коагулянтов на основе алюминия, а именно – оксихлорида и сульфата алюминия, а также алюмината натрия.

Рассмотрим их отличия:

Как следует из таблицы, алюминат натрия дает самую высокую концентрацию оксида алюминия, это значит, что данный раствор покажет самую высокую активность в процессе очистки воды от взвеси. При этом плотность примесей также самая большая, а это значит, что после обработки в воде могут оставаться лишние компоненты. Следуя аналогичной логике, мы придем к выводу, что наиболее приемлемым вариантом будет оксихлорид алюминия (другие названия: хлоргидроксид алюминия, ОХА, полиалюминия гидрохлорид), который демонстрирует оптимальное соотношение содержания алюминия и примесей.

Далее мы рассмотрим и сравним пять лучших производителей коагулянтов в России:

Одним из наиболее распространенных и эффективных средств для ухода за бассейном является оксихлорид алюминия. Это вещество особенно хорошо работает при невысоких температурах воды, в пределах +10 ˚С, и хорошо удаляет органические примеси. Именно ОХА содержится в большинстве современных коагулянтов для бассейна.

Порядок использования коагулирующих агентов для осветления воды в бассейне

Сперва мы расскажем, как поступать, если у вас стоит современное оборудование:

• Производим расчет дозы, исходя из объема и степени загрязнения резервуара.
• Наливаем необходимый объем жидкости в скиммер и ждем, пока он разгонит препарат по бассейну.
• Отключаем насос и даем препарату время для реакции в пределах 15 – 30 минут.
• Выпавший на дно осадок собираем водным пылесосом или погружным насосом.
• Вновь включаем насос и выполняем окончательную фильтрацию.

Расчет коагулянта – отдельная тема, считается, что это нечто из разряда высшей математики. Действительно, если мы хотим очищать питьевую воду на конвейерной основе, нам придется очень точно рассчитать расход химиката, иначе он будет накапливаться и отравлять воду. В случае бассейна все намного проще.

Для тех, у кого установлен самодельный бассейн или бассейн без специального дополнительного оборудования

• Определяем необходимое количество агента, для этого вычисляем объем бассейна в кубометрах, и на каждый куб добавляем от 20 до 50 мл ОХА (GOODHIM «Чистый бассейн»).
• Коагулянт предварительно разводим в лейке с водой в пропорции 1:5 – 1:100, то есть берем около двух литров.
• Выключаем насос с фильтром.
• Спускаемся в бассейн и начинаем ходить по кругу, пока вода не образует небольшой водоворот.
• Выходим из бассейна и в водоворот добавляем подготовленный раствор.
• Ждем, затем собираем осадок и фильтруем оставшуюся воду окончательно.

Своевременный уход и очистка делают использование бассейна не только приятным, но безопасным и даже полезным для здоровья. Теперь вы можете приглашать знакомых присоединиться к водным процедурам не боясь опозориться состоянием воды в резервуаре.