Koagulant na čistenie odpadovej vody: ako vybrať + pravidlá používania

Spôsobov čistenia odpadových vôd existuje mnoho. Pri zriaďovaní autonómnych kanalizačných sietí sa okrem inštalácie bežných filtrov, schopných odfiltrovať škodlivé látky a pritom čistiť vodu, čoraz častejšie používa zrážacia metóda čistenia – koagulácia.

My vám povieme, na akom princípe funguje koagulant na čistenie vody. V navrhovanej na oboznámenie článku sú podrobne opísané všetky v praxi používané druhy. Dozviete sa, čo treba zohľadniť pri výbere prostriedku a ako ho správne používať.

Princíp práce koagulantov

Koagulácia – metóda čistenia vody spájaním znečisťujúcich disperzných látok na následné odstránenie mechanickou metódou, filtráciou. Spájanie znečisťujúcich častíc prebieha vďaka vnášaniu koagulačných reagentov, ktoré vytvárajú podmienky na jednoduché odstránenie viazaných znečistení z čistenej vody.

Termín «coagulatio» v preklade z latinčiny znamená „zahustenie“ alebo „zrážanie“. Samotné koagulanty sú látky schopné vďaka chemickej reakcii vytvárať nerozpustné a málorozpustné zlúčeniny, ktoré sa ľahšie a jednoduchšie odstránia z vody ako disperzné zložky.

Princíp fungovania látok je založený na tom, že ich molekulárna forma má kladný náboj, zatiaľ čo väčšina nečistôt má záporný náboj. Prítomnosť dvoch záporných nábojov v štruktúre atómov špinavých častíc im neumožňuje spojiť sa. Z tohto dôvodu špinavá voda vždy získava zákal.

V momente vnesenia do kvapaliny malej dávky koagulantu látka začne priťahovať k sebe prítomné suspenzie. Výsledkom je, že so zvýšením intenzity rozptýleného svetla sa kvapalina na krátky čas stáva zakalenejšou. Veď jedna molekula koagulantu môže ľahko priťahovať k sebe niekoľko molekúl nečistôt.

Koagulanty vyvolávajú tvorbu stabilných väzieb medzi malými časticami nečistôt a prítomnými mikróbmi vo vode

Priťahnuté molekuly nečistôt začínajú vstupovať s koagulantom do reakcie, v dôsledku ktorej sa spájajú do veľkých zložených chemických zlúčenín. Ťažko rozpustné vysoko pórovité látky postupne klesajú na dno vo forme bieleho sedimentu.

Úlohou majiteľa je len to, aby včas odstraňoval sediment, pričom používa akýkoľvek z dostupných typov filtrácie.

Molekuly, ktoré sa navzájom priťahujú, vytvárajú veľké častice, ktoré vďaka svojej zvýšenej hmotnosti klesajú a potom sú odstraňované filtrovaním.

O účinnosti účinku prípravku možno posúdiť podľa tvorby sedimentu na dne v podobe bielych vločkovitých útvarov – flokul. Vďaka tomu sa termín „flokulácia“ často používa ako synonymum pojmu „koagulácia“.

Vznikajúce vločky, ktorých veľkosť môže dosahovať od 0,5 do 3,0 mm, majú veľký povrch s vysokou sorpciou usadzovaných látok.

Okrem čistenia odpadovej vody sa koagulanty používajú pri úprave vody v bazénoch, pri úprave technickej a pitnej vody v regiónoch s obmedzenými vodnými zdrojmi. Odporúčame oboznámiť sa s možnosťami koagulačných chemických zmesí, ktorých vlastnosti sú popísané na našej webovej stránke.

Použitie reagentov: výhody a nevýhody

Účinnosť moderného zariadenia na neutralizáciu nečistôt v odpadových vodách nie je schopná dosiahnuť maximálnu úroveň bez použitia reagentov.

Moderné koagulanty umožňujú výrazne zvýšiť intenzitu a kvalitu procesu čistenia odpadových vôd. Vysoká cena reaktívnych látok sa vypláca vďaka množstvu výhod, ktoré majú.

Medzi nesporné výhody použitia syntetických koagulantov stojí za to vyzdvihnúť:

• efektívnosť;
• dostupná cena;
• vysoká kvalita čistenia;
• univerzálnosť použitia.

Odpadové vody predstavujú stabilný agresívny systém. A zničiť ho, vytvorením veľkých častíc s cieľom ich následného odstránenia filtráciou, pomáha koagulácia.

Použitie reaktívnych látok prináša dobré výsledky pri odstraňovaní suspendovaných a koloidných častíc z odpadových vôd.

V podstate častice koagulačnej fázy, vytvorené pôsobením koagulantov, sú súčasne centrom tvorby vločiek a zťažovačom

Ale sedimentačná metóda s použitím reaktívnych látok nie je bez nedostatkov. K nim patrí:

• potreba dôsledného dodržiavania dávkovania;
• tvorba veľkého množstva sekundárnych odpadov, ktoré vyžadujú dodatočnú filtráciu;
• náročnosť nastavenia procesu vlastnými silami.

V priemyselnom meradle sú procesy koagulácie využívané všade, sú zavedené do výroby. Na nastavenie systému v domácich podmienkach bude potrebné zakúpiť špeciálne zariadenia, ktorých cena je pomerne vysoká.

Väčšina majiteľov rieši túto otázku použitím jednotlivých koagulantov domáceho typu, ktoré sa predávajú v maloobjemových nádobách.

Účinné látky sa jednoducho pridajú do kvapaliny a potom sa prefiltruje sediment, ktorý sa usadil na dne; ale tento proces je pomerne náročný, a preto si jeho realizácia vyžaduje veľa času

V niektorých prípadoch môže koagulácia prebiehať priamo v mechanickom filtračnom systéme. Na tento účel sa reaktívna látka vstrekuje do časti potrubia s kvapalinou, ktorá sa má spracovať, pred miestom jej prívodu na filter. A v tomto prípade už do filtračného systému vstupujú cudzorodé častice, «premenené» na vločky.

Hlavné druhy koagulantov

Existuje mnoho druhov koagulantov. Nebudeme sa podrobne venovať ich vzorcom v článku. Pozrime sa len na dve hlavné skupiny, ktoré sa v závislosti od východiskovej suroviny delia na organické a anorganické.

Jedna kategória koagulantov je schopná odstrániť železo z vody a odstrániť z nej soli hliníka, druhá – zvýšiť alebo znížiť kyslý index pH, niektoré reaktívne látky – majú komplexný účinok

Dnes sa výrobou koagulantov zaoberá mnoho domácich i zahraničných spoločností. Nimi vyrábané reagenty novej generácie sa od koagulantov vyrábaných ešte za Sovietskeho zväzu líšia vylepšenými technickými vlastnosťami.

Organické prírodné látky

Predstavujú špeciálne vytvorené reagenty, ktoré urýchľovaním zhlukovania agresívne nestabilných častíc prítomných vo vode uľahčujú procesy spojené s ich oddelením a usadzovaním. Organika pomáha stimulovať spájanie nečistôt do hustých suspenzií a emulzií, ktoré uľahčujú proces ich odstraňovania z vody.

Vysokomolekulárne látky dobre bojujú s chlórom a účinne odstraňujú nepríjemné „arómy“ v kvapaline, napríklad: často prítomný pach sírovodíka v odželeznenej kvapaline.

Pri interakcii s molekulami nečistôt sa organické koagulanty výrazne zmenšujú svojou veľkosťou. Po ukončení reakcie vypadnú vo forme malého množstva usadeniny.

Vďaka minimalizácii objemu usadeniny hromadiacej sa na dne nádoby je filtrácia oveľa jednoduchšia a rýchlejšia. Znížené množstvo usadeniny pritom nijako neovplyvňuje kvalitu čistenia.

Kvôli obmedzenosti surovinovej základne nenašli prírodné reagenty široké uplatnenie pri čistení odpadových vôd v priemyselnom meradle. Ale na domáce účely sa používajú často.

Syntetické koagulačné zlúčeniny

Tieto typy reagentov sa vytvárajú na základe minerálnych a syntetických prvkov. Polyméry prispievajú k tvorbe vysokého katiónového náboja, čím stimulujú rýchle vytváranie vločiek. Výborne interagujú s vodou a majú na ňu komplexný účinok: zmäkčujú jej štruktúru a zbavujú ju hrubých nečistôt a solí.

Najväčšie rozšírenie získali soli polyvalentných kovov vytvorené na báze železa alebo hliníka. Železo sa používa na hrubé čistenie.

Flokulanty – sekundárne koagulanty, ktoré premieňajú suspenzie a emulzie na vločky, sa používajú v páre s primárnymi koagulantmi. Tandem je schopný čistiť ako malé porcie domového odpadu, tak aj veľké objemy vytvárané priemyselnými podnikmi.

Medzi železitými zlúčeninami sú najpopulárnejšie:

• chlorid železitý – hygroskopické kryštály s tmavým kovovým leskom, výborne odstraňujú veľké častice nečistôt a ľahko odstraňujú zápach sírovodíka;
• síran železnatý – kryštalický hygroskopický produkt sa dobre rozpúšťa vo vode a je účinný pri čistení kanalizačných odpadov.

Vďaka nízkej viskozite pri nízkej molekulovej hmotnosti sa takéto reagenty výborne rozpúšťajú v akomkoľvek type spracúvanej kvapaliny.

Z koagulantov vytvorených na báze hliníka sa najviac rozšírili:

• oxychlorid hlinitý (OHA) – používa sa na úpravu vody so zvýšeným obsahom organických prírodných látok;
• hydroxochlórsíran hlinitý (GSCHA) – výborne si poradí s prírodnými usadeninami odpadových vôd;
• síran hlinitý – nečistený technický produkt vo forme kusov šedo-zelenej farby sa používa na čistenie pitnej vody.

V minulých rokoch sa polyméry používali len ako prídavok k anorganickým koagulantom, pričom sa využívali ako stimulátory podporujúce urýchlenie tvorby vločiek. Dnes sa tieto reagenty čoraz častejšie používajú ako základné, pričom nahrádzajú anorganické.

Ak porovnáme organické a syntetické látky, prvé vyhrávajú v tom, že pôsobia oveľa rýchlejšie. Navyše sú schopné fungovať prakticky v akomkoľvek alkalickom prostredí a neinteragujú s chlórom.

Na adsorpciu solí rozpustených vo vode, iónov ťažkých kovov a iných suspenzií bude potrebná dávka organického reagenta niekoľkonásobne menšia ako syntetického analógu (+)

Organické účinné zlúčeniny vyhrávajú aj v tom, že nemenia hodnotu pH vo vode. To umožňuje ich použitie na čistenie vody, kde sú prítomné kolónie planktónu, rastú riasy a veľké mikroorganizmy.

Odporúčania na výber prostriedkov

K výberu koagulantu na čistenie odpadových vôd je potrebné pristupovať veľmi pozorne. Veď hoci látka nepredstavuje nebezpečenstvo pre ľudské zdravie, svojím účinkom má pomerne úzku špecializáciu.

Pri výbere koagulantu na čistenie odpadových vôd je možné využiť aj referenčné príručky, ale pred zakúpením spotrebného materiálu sa predsa len oplatí poradiť s odborníkmi špecializujúcimi sa na oblasť úpravy vody.

Aby ste sa uchránili pred sklamaním v prípade nízkej účinnosti použitia koagulantu, odporúčame vopred dať vodu na analýzu. Laboratórne štúdie poskytnú predstavu o zložení a pomôžu rozhodnúť sa pre najvhodnejší typ spracovania.

Keď poznáme zloženie znečistenej vody, bude oveľa jednoduchšie vybrať optimálnu možnosť koagulantu, ktorý rýchlo pomôže vyriešiť problém.

Koagulanty sú pomerne špecifické látky. V niektorých prípadoch dokážu odpudzovať prvky vo vode, v iných naopak zosilňovať svoj účinok. Napríklad použitie účinnej látky na báze síranu hlinitého a železa môže mať trojitý efekt: vyčistiť obsah, tiež ho odželezniť a výrazne zmäkčiť.

Pri používaní akéhokoľvek druhu koagulantu je dôležité dodržiavať odporúčané dávkovanie výrobcom. Príliš malá dávka účinnej látky vyvolá reakciu, ale nebude prebiehať tak intenzívne, ako je potrebné na riadne čistenie. Usadenina bude padať pomaly a kvapalina sa nevyčistí od škodlivých nečistôt.

Okrem toho pri narušení dávkovania sa vločky začínajú usadzovať nerovnomerne. V dôsledku toho sa vo vode tvorí veľa mikrovločiek, ktoré kvôli svojej malej veľkosti nie sú zachytené filtrami.

Účinné reagencie na trhu sú dostupné vo forme granúl, frakcií a kusov, ako aj malých beztvarých doštičiek.

Aby sa zjednodušila úloha výpočtu potrebného objemu účinnej látky, výrobcovia dodávajú koagulanty v baleniach vybavených dávkovačmi, pričom nezabúdajú priložiť podrobný návod na použitie.

Podmienky na priebeh procesu

Maximálna účinnosť čistenia odpadových vôd sa dosahuje komplexným prístupom k riešeniu problému. Preto sa pri budovaní autonómnych čistiarní používa koagulácia v kombinácii s mechanickým a biologickým čistením.

Na to sa stavajú konštrukcie pozostávajúce z vertikálnych usadzovákov oddelených priečkami. Vďaka tomu odpadové vody prechádzajú viacstupňovým čistením. Najprv sa usadzujú, potom sa čistia spracovaním baktériami, potom vstupujú do komory, kde vstupujú do procesu koagulácie a v záverečnej fáze sa filtrujú.

Koagulant môže byť umiestnený v samostatnom plastovom zásobníku zavesenom v miske toalety, vďaka čomu sa pri každom spláchnutí čiastočky reagencie dostávajú spolu s odpadovou vodou do systému.

Inštaláciu špecializovaného zariadenia, výpočet približnej dávky spotrebného materiálu a počiatočnú kontrolu vo všetkých fázach procesu čistenia odpadových vôd je lepšie zveriť odborníkom.

Schéma koagulácie zahŕňa tri hlavné etapy:

1. Dávkovanie koagulantu do znečistenej kvapaliny.
2. Vytvorenie podmienok pre maximálnu interakciu účinnej reagencie s nečistotami.
3. Usadzovanie s následnou filtráciou usadených častíc.

Nevyhnutnou podmienkou prebiehania koagulácie je rovnosť častíc s opačným nábojom. Preto, aby sa zabezpečilo dosiahnutie želaného výsledku, dosiahnutím najväčšieho zníženia zákalu odpadových vôd, je tak dôležité dodržiavať koncentráciu použitého reagentu.

Pri používaní koagulantov na čistenie odpadových vôd treba brať do úvahy, že tieto látky fungujú iba pri plusových teplotách.

Pracovný rozsah reagentov sa pohybuje v rozmedzí od 10 do 40 °C a v prípade prekročenia teploty nad túto hodnotu reakcia začína prebiehať oveľa pomalšie.

Preto je také dôležité zabezpečiť stabilitu ohrevu upravovanej vody.

Na urýchlenie procesu koagulácie je možné do vody pridávať látky schopné vytvárať koloidné disperzné systémy – flokulanty. Na tento účel sa najčastejšie používajú: škrob, polyakrylamid, aktivovaný kremičitan. Budú sa adsorbovať na vločkách koagulantu, čím sa premenia na pevnejšie a väčšie agregáty.

Flokulant sa vnáša do zóny kontaktného prostredia 1–3 minúty po vložení koagulantu. V tom čase sú procesy tvorby mikrovločiek a následná sorpcia zrážajúcich látok ukončené.

Množstvo kalu, ktorý vypadáva v kontaktných nádržiach, závisí od typu použitého reagentu a stupňa predbežného čistenia odpadových vôd určených na spracovanie.

V priemere po mechanickom čistení objem kalu na jednu osobu za deň predstavuje približne 0,08 litra, po prechode biofiltrami – 0,05 l a po spracovaní v aerotanku – 0,03 litra. Je potrebné ho iba včas odstraňovať podľa naplnenia nádrže.

Závery a užitočné video k téme

Princíp účinku koagulantu:

Video-prezentácia domácich koagulačných produktov:

Použitím metódy koagulácie získate skvelú príležitosť dosiahnuť vysoký výsledok pri malých investíciách. Ak správne pristúpite k výberu reagentu a vytvoríte potrebné podmienky na jeho prevádzku, nebude ťažké vyčistiť odpadové vody od mnohých nečistôt a znečistení naraz.

Vyskytli sa otázky počas oboznamovania sa s informáciami, ktoré sme vám predložili? Poznáte nuansy používania koagulantov v praxi? Prosím, podeľte sa o svoje vedomosti a dojmy a tiež kladajte otázky v bloku umiestnenom nižšie.