- Очистка воды с помощью флокулянтов: их применение, основные отличия и преимущества использования
- Что это за вещество и какие виды бывают?
- Эффективность метода и его преимущества
- Отличие от коагулянтов
- Принцип действия
- Основные группы
- Топ- 3 производителя средств для флокуляции
- Besfloc (Бесфлок)
- Zetag (Зетаг)
- Praestol (Праестол)
- Заключение
- Флокулянт для очистки воды: что это такое и зачем они нужны – катионные и анионные реагенты
- Что это за вещества
- Очистка воды флокулянтами
- Классификация
- Преимущества использования флокулянтов как метода очистки воды
- Отличия флокулянтов и коагулянтов
- Принцип действия реагентов-флокулянтов
- Применение
- Основные производители флокулянтов
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.
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.
- 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.
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.
- 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.
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.
Такие флокулянты притягивают противоположные по заряду загрязнения, формируя прочные водородные связи. Применяются для устранения фосфорных соединений, для ускорения процесса осаждения и нейтрализации неорганических веществ.
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.
- Реагент вводят при постоянном помешивании, иначе реакция будет не полноценной.
- Нужна минимизация турбулентности, иначе высока вероятность разрушения предварительно образовавшихся хлопьев.
- Увеличивает скорость оседания загрязняющих частиц.
- 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.
Источник
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:
- цепляются к поверхности примесей и адсорбируются ими;
- 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.
Источник