Коагулянты и флокулянты для очистки сточных вод. Коагулянт для очистки воды


Коагулянт для очистки природной воды

Сообщение:

Здравствуйте. Я зав. Лабораторией Пивоваренного завода, меня интересует коагулянт для очистки природной воды. Мы используем воду со скважины и имеем приличное содержание взвешенных частиц, и подыскиваем коагулянт для пищевой промышленности.

Для нас важно максимально убрать взвешенные частицы, осадив их, надеюсь вы нам что-нибудь посоветуете... Заранее спасибо.

Ответ:

Коагуляция, т.е. - процесс укрупнения коллоидных и диспергированных частиц, происходящий вследствие их слипания применяется при осветлении природных вод поверхностных источников. Коагулирование (коагуляция) завершается образованием видимых невооруженным глазом хлопьев и выпадением их в осадок при отстаивании. В результате коагуляции вода становится прозрачнее, обесцвечивается.

Если при осветлении и коагуляции поверхностных вод требуется одновременно снизить их щелочность и солесодержание, эти процессы совмещают с известкованием в осветлителях. Физико-химический процесс коагуляции сложен, и нет стехиометрических отношений между дозируемым коагулянтом и количеством растворенных коллоидных веществ. Образующиеся хлопья коагулянта адсорбируют на своей поверхности коллоидные вещества, выделяясь при этом в виде осадка.

Для осуществления процесса коагуляции применяются следующие реагенты (коагулянты): сернокислый алюминий (глинозем) Аl(SO4)3·18Н2О, сернокислое железо (железный купорос) FeSO4·7Н2О, хлорное железо FeCl3·6h3O.

Химические реакции взаимодействия коагулянтов с водой выглядят следующим образом:

 

Образующиеся бикарбонаты алюминия и железа неустойчивы и разлагаются с образованием хлопьев гидроокисей:

 

Для образования хлопьев из двухвалентного сернокислого железа требуется более продолжительное время и наличие растворенного в воде кислорода.

Если карбонатная жесткость исходной воды не велика, реакция коагуляции не происходит. В этом случае производят подщелачивание обрабатываемой воды известью или едким натром:

 

Наибольшее распространение при коагуляции получил сернокислый алюминий, однако его применение ограничивается величиной рН обрабатываемой воды 6,5—7,5. В более щелочной среде вследствие амфотерных свойств алюминия образуется легко растворимый алюминат натрия. Поэтому при известковании в качестве коагулянта применяют сернокислое или хлорное железо, допускающее колебания величины рН в пределах 4—10.

При проведении в осветлителях только процесса коагуляции рекомендуется добавление флокулянтов (например, полиакриламида), способствующих укрупнению осадка и ускорению слипания осаждаемых коллоидных и взвешенных частиц.

Температуру обрабатываемой воды в схемах с коагуляцией принимают в пределах 20—25°С (из соображений устранения «потения» оборудования). При совмещении процесса коагуляции с известкованием рекомендуется осуществлять подогрев воды до 30—40°C.

При коагуляции особенно важна стабильность подогрева обрабатываемой воды. Температура воды должна поддерживаться автоматически с точностью до ± 1°С.

Дозы коагулянта и других вспомогательных реагентов должны устанавливаться экспериментально для каждого водоисточника в различные периоды года. Они устанавливаются путем опытного (пробного) коагулирования исходной воды в производственной лаборатории. Необходимое количество коагулянта зависит от ряда факторов: солевого состава воды, величины ее рН, количества и характера взвешенных веществ в ней, температуры, химических свойств коагулянта и температурных условий проведения процесса. Оптимальная доза коагулянта вызывает образование крупных, быстро оседающих хлопьев, и не дает опалесценции воды.

Ориентировочную дозу коагулянта можно определить в соответствии со СНиП 2.02.02-84 "Водоснабжение. Наружные сети и сооружения" по формуле, а также по методикам, изложенным в "Инструкции по нормированию расхода воды на хозяйственно-бытовые и технологические нужды, проведению лабораторно-производственного и санитарно - гигиенического контроля за качеством питьевой воды и очистки сточных вод". При содержании в воде примерно 100 мг/л взвешенных веществ доза коагулянта составляет 25-35 мг/л.

Например, дозы сернокислого алюминия при коагуляции находятся в пределах 0,5—1,2 мг-экв/л. Меньшая доза устанавливается для вод, не загрязненных стоками, с умеренным содержанием взвеси (до 100 мг/л) и с небольшой окисляемостью; большая — для вод в период паводка с окисляемостью примерно 15 мг/л О2 и выше, с содержанием железа, а также для плохо коагулируемых вод (даже при низкой окисляемости). В этих случаях возможно увеличение дозы коагулянта до 1,5 мг-экв/л.

Дозировка флокулянтов, например полиакриламида (ПАА), увеличивает эффект осветления воды и производительность коагуляционной установки. Обычно доза ПАА составляет 0,1—1 мг/л обрабатываемой воды (из расчета на 100%-ный продукт), причем меньшей дозе соответствует меньшая мутность воды. Полиакриламид дозируют в обрабатываемую воду в виде сильно разбавленных растворов концентраций 0,1%, обеспечивая при этом хорошее перемешивание раствора с обрабатываемой водой.

При необходимости глубокого удаления органических веществ и коллоидного железа (либо когда коагуляцией невозможно достигнуть желаемых результатов) перед коагуляцией производится хлорирование исходной воды. Доза хлора обычно принимается в пределах 5—20 мг/л; остаточное содержание свободного хлора после механических фильтров не должно превышать 10 мг/л.

Коагулянт предпочтительнее вводить в зону контактной среды, но одновременно необходимо обеспечить, чтобы флокулянт вводился спустя 1—3 мин после ввода коагулянта, чтобы к этому времени были завершены процессы образования микрохлопьев и сорбция осаждаемых веществ.

Наибольшее значение для эффективности процесса коагуляции имеет жесткость воды, т.е. содержание в воде карбонатов (СО3)2- и гидрокарбонатов (НСО3)-. Установлено, что для нормального течения процесса коагуляции щелочность воды должна быть не менее 1,4-1,8 мг-экв/л. Если она ниже, на водопроводных станциях прибегают к подщелачиванию воды содой, негашенной или хлорной известью.

Взвешенные вещества подвергаются коагуляции по-разному. Так, если гидрофильные коллоиды (гуминовые вещества и др.) плохо сорбируются на поверхности хлопьев коагулянта и не способствуют их образованию, то гидрофобные коллоиды (глина, почва и т.д.) хорошо сорбируются на поверхностях, утяжеляют их и быстро оседают.

Низкая температура воды замедляет процесс хлопьеобразования, поэтому время коагуляции зимой больше, чем летом.

Осаждение взвешенных веществ происходит с различной скоростью, которая зависит от формы, размеров, плотности, шероховатости поверхности частиц и от температуры воды.

В процессе коагуляции вместе со взвешенными веществами в осадок увлекаются и микроорганизмы, что способствует обеззараживанию воды.

Следует отметить, что наряду с коагуляцией существуют и другие способы осветления и умягчения воды. Такие как, ионный обмен и обратный осмос. Эти спобобы более эффективны, хотя и дорогостоящи и требуют дополнительных расходов и затрат оборудования.

 

К.х.н. О.В. Мосин

www.o8ode.ru

Коагулянты для очистки сточных вод

Коагуляция (от латинского coagulatio − свертывание, сгущение) − объединение частиц дисперсной фазы в агрегаты при соударениях. Соударения происходят в результате броуновского движения частиц, а также седиментации, перемещения частиц в электрическом поле (электрокоагуляция), механического воздействия на систему (перемешивания, вибрации).  Характерные признаки коагуляции − увеличение мутности (интенсивности рассеиваемого света), появление хлопьевидных образований − флокул (отсюда термин флокуляция, часто используемый как синоним коагуляции), расслоение исходно устойчивой к седиментации системы (золя) с выделением дисперсной фазы в виде коагулята (осадка, сливок). При высоком содержании частиц дисперсной фазы коагуляция может приводить к отверждению всего объема системы вследствие образования пространственной сетки коагуляционной структуры. В относительно грубодисперсных системах (суспензиях) при отсутствии броуновского движения первичных частиц о коагуляции можно судить по изменению седиментации − от оседания независимых первичных частиц с постепенным накоплением осадка (бесструктурная седиментация) к оседанию агрегатов сплошным слоем; при достаточно высокой концентрации частиц в системе такой слой образует четкую границу (структурная седиментация). Кроме того, коагуляция приводит к увеличению конечного объема осадка.

Коагулянты − вещества, способные вызывать или ускорять коагуляцию. Введение в систему коагулянтов широко используют для облегчения процессов, связанных с необходимостью отделения вещества дисперсной фазы от дисперсионной среды (осаждение взвешенных частиц при водоочистке, обогащение минерального сырья, улучшение фильтрационных характеристик осадков и др.).  Коагуляция играет важную роль в процессах водоочистки для удаления взвешенных коллоидных частиц, которые могут придавать питьевой воде неприятные вкус, цвет, запах или мутность. Под действием коагулянтов дисперсные коллоидные частички объединяются в большие массы, которые затем, после флокуляции, можно удалить такими методами разделения твердой и жидкой фазы, как осаждение, флотация и фильтрация.

Эффективными коагулянтами для систем с водной дисперсионной средой являются соли поливалентных металлов (алюминия, железа и др.). В водоподготовке применяют следующие алюминийсодержащие коагулянты: сульфат алюминия, оксихлорид алюминия, алюминат натрия и, в гораздо меньшей степени, хлорид алюминия.

Сульфат алюминия Al2(SO4)3·18h3O − неочищенный технический продукт, представляющий собой куски серовато-зеленоватого цвета, получаемые путем обработки бокситов, нефелинов или глин серной кислотой. Он должен иметь не менее 9% Al2O3, что соответствует содержанию порядка 30% чистого сульфата алюминия. В нем также содержится около 30% нерастворимых примесей и до 35% воды.

Очищенный сульфат алюминия (ГОСТ 12966-85) получают в виде плит серовато-перламутрового цвета из неочищенного продукта или глинозема растворением в серной кислоте. Он должен иметь не менее 13,5% Al2O3, что соответствует содержанию 45% сульфата алюминия.  В России для обработки воды выпускается также 23−25% раствор сульфата алюминия. При его применении отпадает необходимость в специальном оборудовании для растворения коагулянта, а также упрощаются и удешевляются погрузочно-разгрузочные работы и транспортирование. Помимо водоочистки сернокислый алюминий применяется в больших

количествах в целлюлозно-бумажной промышленности для проклейки бумаги и других целей; его используют в текстильной промышленности в качестве протравы при крашении хлопчатобумажных, шерстяных и шелковых тканей, при дублении кож, для консервирования дерева, в промышленности искусственных волокон. В связи с этим, в настоящем обзоре при оценке объемов производства коагулянтов будет учитываться потребление Al2(SO4)3 в других областях промышленности, а затем эти данные будут исключены из структуры потребления. Коагулирующие свойства Al2(SO4)3 обусловлены образованием коллоидной гидроокиси алюминия и основных сульфатов в результате гидролиза. В процессе коагуляции Al(OH)3 коллоидные частицы примесей, находящиеся в воде, захватываются и выделяются вместе с гидроксидом алюминия в виде студенистых хлопьев. Al(OH)3 имеет повышенную чувствительность к pH и температуре обрабатываемой воды. Изоэлектрическая область для гидроксида алюминия, где у него наименьшая растворимость, соответствует pH = 6,5−7,5. При более низких значения pH образуются частично растворимые основные соли, при более высоких − алюминаты. При температуре исходной воды ниже 4оС в результате возрастания гидратации гидроксида алюминия замедляются процессы коагулирования ее примесей и декантации хлопьев, быстро засоряются фильтры, осадок гидроксида алюминия отлагается в трубах, остаточный алюминий попадает в фильтрат, а хлопья гидроксида образуются в воде уже после подачи потребителям.

В холодное время года при обработке воды с повышенным содержанием природных органических веществ используется оксихлорид алюминия (ОХА). ОХА известен под различными наименованиями: полиалюминий гидрохлорид, хлоргидроксид алюминия, основной хлорид алюминия и др. и имеет общую формулу Al(OH)mCl3n-m. При обработке воды указанные соединения могут образовывать мономерные, полимерные и аморфные структуры.

Неорганический катионный коагулянт ОХА обладает способностью образовывать комплексные соединения с широким спектром органических и неорганических веществ в воде. Принципиально отличается от обычных солей алюминия тем, что имеет так называемую поверхностную кислотную оболочку, что обеспечивает максимально высокую эффективность очистки воды от взвешенных веществ и металлов. Практика применения оксихлорида алюминия продемонстрировала ряд преимуществ, напрямую влияющих на экономические показатели его использования (в том числе и в сравнении с традиционно используемым сульфатом алюминия):

- представляя собой частично гидролизованную соль, оксихлорид алюминия обладает большей способностью к полимеризации, что ускоряет хлопьеобразование и осаждение коагулированной взвеси;

- подтверждена работа оксихлорида алюминия в более широком диапазоне рН по сравнению с сульфатом алюминия;

- снижение щелочности при коагулировании оксихлоридом алюминия существенно меньше. Это, наряду с отсутствием добавления сульфатов, приводит к снижению коррозионной активности воды, исключению стабилизационной обработки, улучшению состояния водопроводов городской распределительной сети и сохранению потребительских свойств воды при транспортировании, а также позволяет полностью отказаться от использования щелочных агентов и приводит к экономии таковых на средней станции водоочистки до 20 тонн ежемесячно;

- низкое остаточное содержание алюминия при высоких вводимых дозах;

- снижение рабочей дозы коагулянта в 1,5 - 2,0 раза по сравнению с сернокислым алюминием;

- поставка в готовом рабочем растворе, что позволяет отказаться от процесса растворения коагулянта, приводя к экономии электроэнергии на размешивании на средней станции до 100 тыс. кВт/час ежегодно;

- снижение трудоемкости и эксплуатационных затрат по хранению, приготовлению и дозированию реагента, улучшение санитарно-гигиенических условий труда.

Алюминат натрия NaAlO2 представляет собой твердые куски белого цвета с перламутровым блеском на изломе, получаемые растворением гидроксида или оксида алюминия в растворе гидроксида натрия. Сухой товарный продукт содержит 55% Al2O3, 35% Na2O и до 5% свободной щелочи NaOH. Растворимость NaAlO2 − 370 г/л (при 20оС). Насыпная масса 1,2−1,8 т/м3. Хлористый алюминий AlCl3 − белый кристаллический порошок плотностью 2,47 г/см3, с температурой плавления 192,4оС. Растворимость хлорида алюминия в 100 г воды при 20оС составляет 46 г, в горячей воде соединение разлагается. Из водных растворов кристаллизуется Al2Cl3·6h3O с плотностью 2,4 г/см3, расплывающийся на воздухе. При нагревании отщепляет воду и HCl с образованием Al2O3. Хлористый алюминий применяется, главным образом, в качестве катализатора при крекинге нефтепродуктов, а также для ряда органических синтезов. Однако, в ряде случаев, используется как коагулянт. При низких температурах воды в паводковый период в качестве коагулянта возможно использование гидроксида алюминия. В водообработке применяют также железосодержащие коагулянты:

хлорное железо, сульфаты железа (II) и железа (III), хлорированный железный купорос. Хлорное железо FeCl3·6h3O (ГОСТ 11159−86) представляет собой темные с металлическим блеском кристаллы, очень гигроскопичные, поэтому транспортируют его в железных герметичных бочках. Получают безводное хлорное железо хлорированием стальной стружки при температуре 700оС, а также как побочный продукт при производстве хлоридов металлов горячим хлорированием руд. Содержит в товарном продукте не менее 98% FeCl3. Плотность 1,5 г/см3. Сульфат закиси железа FeSO4·7h3O (железный купорос по ГОСТ 6981−85) представляет собой прозрачные зеленовато-голубые кристаллы, легко буреющие на воздухе в результате окисления железа (II). Товарный продукт выпускается двух марок (А и Б), содержащих соответственно не менее 53% и 47% FeSO4, не более 0,25 − 1% свободной h3SO4 и не более 0,4 − 1% нерастворимого осадка. Плотность реагента − 1,5 г/см3. Промышленность выпускает также и 30%-ный раствор сульфата железа (II), содержащий до 2% свободной серной кислоты. Транспортируют его в гуммированной таре. Окисление гидроксида железа (II), образующегося при гидролизе железного купороса при pH воды менее 8, протекает медленно, что приводит к неполному его осаждению и неудовлетворительному коагулированию. Поэтому перед вводом железного купороса в воду добавляют известь или хлор, либо оба реагента вместе, усложняя и удорожая тем самым водообработку. В связи с этим, железный купорос используют, главным образом, в технологии известкового и известково-содового умягчения воды, когда при устранении магниевой жесткости значение pH поддерживают в пределах 10,2 − 13,2 и, следовательно, соли алюминия не применимы.

Сульфат железа (III) Fe2(SO4)3·2h3O получают растворением оксида железа в серной кислоте. Продукт кристаллический, очень гигроскопичный, хорошо растворяется в воде. Плотность его − 1,5 г/см3. Использование солей железа (III) в качестве коагулянта предпочтение по сравнению с сульфатом алюминия. При их применении улучшается коагуляция при низких температурах воды, на процесс мало влияет pH среды, ускоряется декантация скоагулированных примесей и уменьшается время отстаивания (плотность хлопьев гидроксида железа (III) в 1,5 раза больше, чем гидроксида алюминия). К числу недостатков солей железа (III)

относится необходимость их точной дозировки, так как ее нарушение приводит к проникновению железа в фильтрат. Хлопья гидроксида железа (III) осаждаются неравномерно, в связи с чем, в воде остается большое количество мелких хлопьев, поступающих на фильтры. Эти недостатки в значительной мере устраняются при добавлении сульфата алюминия.

Хлорированный железный купорос Fe2(SO4)3+FeCl3 получают непосредственно на водоочистных комплексах обработкой раствора железного купороса хлором, вводя на 1 г FeSO4·7h3O 0,160 − 0,220 г хлора. Смешанный алюможелезный коагулянт приготовляют из растворов сульфата алюминия и хлорного железа в пропорции 1:1 (по массе). Рекомендуемое соотношение может изменяться в конкретных условиях работы очистных сооружений. Максимальное отношение FeCl3 к Al2(SO4)3 при применении смешанного коагулянта по массе равно 2:1. Вода, обработанная смешанным коагулянтом, как правило, не дает отложений даже при низких температурах, так как формирование и седиментация хлопьев заканчивается в основном до фильтров; хлопья осаждаются равномерно, и достигается более полное осветление воды. Применение смешанного коагулянта позволяет существенно сократить расход реагентов. Составные части смешанного коагулянта можно вводить как раздельно, та и предварительно смешав растворы. Первый способ более гибок при переходе от одного оптимального соотношения реагентов к другому, однако, при втором − проще осуществлять дозирование.

Сульфат алюминия является наиболее распространенным коагулянтом, применяемым в водоочистке для обработки питьевых и промышленных вод. Наиболее простым и наиболее старым способом получения неочищенного сернокислого алюминия является варка непрокаленного, но подсушенного каолина с серной кислотой. Степень превращения Al2O3 глины в сульфат не превышает 70 − 80%.

Получающиеся по этому способу продукты− неочищенный сернокислотный алюминий или коагулянты − после варки затвердевают и не подвергаются дополнительной обработке. Они содержат все примеси сырья.

Для получения очищенного сернокислого алюминия производят отделение нерастворимых примесей, что значительно усложняет производственный процесс. Усовершенствованием этого метода явились разложение каолина избытком серной кислоты для повышения степени извлечения Al2O3 и нейтрализация избыточной кислоты нефелином. Успешное применение нефелина в качестве добавки к каолину послужило основанием для производства нефелинового коагулянта из одного нефелина (без каолина):

(Na, K)2O·Al2O3·2SiO2 + 4h3SO4 → (Na, K)2SO4 + Al2(SO4)3 + 4h3O + 2SiO2

Нефелиновый коагулянт

При смешении нефелинового концентрата с башенной серной кислотой без последующего разбавления водой смесь быстро загустевает, так как находящаяся в ней вода связывается с образовавшимися солями в твердые кристаллогидраты. Это сопровождается сильным повышением температуры, вызывающим значительное парообразование, что приводит к резкому увеличению объема смеси, которая превращается в твердую пористую массу, легко рассыпающуюся в порошок. Этот продукт, состоящий из смеси сульфата алюминия, калиевых, натриевых квасцов, SiO2 и прочих примесей, находившихся в нефелине и образовавшихся при обработке его серной кислотой, называется нефелиновым коагулянтом. Его правильней  было бы назвать неочищенным нефелиновым коагулянтом в отличие от очищенного нефелинового коагулянта, которым является смесь продуктов, полученная кристаллизацией раствора после отделения от него кремнеземистого осадка. Температура реакции, количество испарившейся воды, выход и свойства коагулянта зависят от концентрации исходной кислоты. В продукте, полученном при разложении нефелина 63-84,5%-ной кислотой, обнаружен бисульфат алюминия. Это объясняется неполной нейтрализацией серной кислоты. Наличие в коагулянте гигроскопичных кислых солей обусловливает поглощение им влаги из воздуха. В результате обводнения продукта происходит дальнейшее разложение непрореагировавшего нефелина. Этот процесс "дозревания" протекает на воздухе медленно около 12 суток, вследствие покрытия зерен непрореагировавшего нефелина кристаллами коагулянта. При растворении кристаллов в воде процесс дальнейшего разложения ускоряется и завершается в холодной воде в течение часа, а в горячей воде - в течение 5 минут. Таким образом, замедление взаимодействия нефелина с концентрированной серной кислотой (выше 63% h3SO4) объясняется недостатком воды в жидкой фазе. С наибольшей скоростью нефелин разлагается 47-73%-ной серной кислотой. Получение неочищенного нефелинового коагулянта производится смешением нефелинового концентрата с башенной серной кислотой в котлах с мешалками и выливанием полученной пульпы до ее загустевания в аппараты для "созревания", т.е. затвердевания массы.

Твердая масса подвергается измельчению. При смешении нефелина с 92% серной кислотой реакция идет очень медленно и незагустевшая пульпа может легко перетекать в желоб со шнеком, куда добавляется вода для разбавления кислоты. После этого реакция идет очень быстро, и масса, интенсивно перемешиваемая шнеком и передвигаемая им вдоль аппарата, быстро затвердевает, превращаясь в мелкие зерна. Процесс смешения ведется в двух аппаратах, соединенных последовательно. В один из смесителей подают непрерывно кислоту и нефелиновый концентрат. Образующаяся пульпа перетекает во второй смеситель, откуда выходит из нижней части его через гидравлический затвор в ковшевой дозатор. В выходящей пульпе должно содержаться от 1,5 до 4% избыточной серной кислоты (в зависимости от качества нефелина). Под избыточной понимают кислоту, содержащуюся в пульпе сверх того количества, которое может прореагировать к концу процесса при гидратации. Из ковшевого дозатора пульпа поступает в шнек реактор, куда добавляют воду из расчета разбавления кислоты до 70−73% h3SO4. Продолжительность пребывания массы в шнеке-реакторе составляет 28−30 сек и степень разложения нефелина за это время достигает 85−88%. Из реактора сухая рассыпчатая масса с температурой 80−100оС поступает на склад, где происходит дозревание и охлаждение продукта в течение 2−4 суток. На производство этим методом 1 т нефелинового коагулянта требуется: 0,32 т нефелиновой муки (до 1% влаги) или 0,105 т Al2O3 (100%), 0,378 т серной кислоты (100%). Технология производства нефелинового коагулянта реализована в ОАО "Святогор", а также в ОАО "Апатит", где получаемый реагент используется при сгущении апатитового и нефелинового концентратов.  Промышленный процесс комплексной переработки нефелинов, был разработан советскими специалистами и опробован на "Волховском алюминиевом заводе" в 1952 г. Сущность процесса заключается в спекании нефелина с известняком при температуре 1250-1300оC. Полученную массу выщелачивают водным щелочным раствором, раствор алюмината натрия отделяют от шлама, затем освобождают от SiO2, осаждая его в автоклаве при давлении около 0,6 МПа, а затем известью при атмосферном давлении, и разлагают алюминат газообразным CO2. Полученный Al(OH)3, отделяют от раствора, а затем используют по назначению: при взаимодействии с серной кислотой получают сульфат алюминия, при прокаливании (t ~ 1200оС) –глинозем. При таком способе переработки нефелина помимо глинозема и сульфата алюминия получают кальцинированную соду, поташ и цемент. Подобная технология получения сульфата алюминия из нефелина применяется в настоящее время на "Ачинском глиноземном комбинате".

Получение очищенного сульфата алюминия из гидроксида алюминия или оксида алюминия (глинозема)

Большинство российских производителей сульфата алюминия в качестве сырья используют гидроксид алюминия или окись алюминия (глинозем).

2Al(OH)3 + 3h3SO4 → Al2(SO4)3 + 6h3O

Al2O3 + 3h3SO4 → Al2(SO4)3 + 3h3O

При производстве очищенного сернокислого алюминия растворением в серной кислоте гидроокиси алюминия (или окиси алюминия) процесс осуществляют следующим образом. В реакционный котел (стальной резервуар, футерованный кислотоупорным кирпичом по слою диабазовой плитки) одновременно загружают гидроокись алюминия, серную кислоту и воду в приблизительно стехиометрическом соотношении,соответствующем содержанию в продукте примерно 90% Al2(SO4)3·18h3O и 10% свободной воды.

Перемешивание ведут острым паром, поддерживая температуру на уровне 110−120оС, и заканчивают его через 20-30 минут, когда количество свободной серной кислоты в пробе реакционной массы станет меньше 0,1%.  Реакционную массу, содержащую 13,5−15% Al2O3 (в виде сульфата алюминия), для ускорения последующей кристаллизации охлаждают в реакторе до 95оС, продувая через нее в течение 10 мин воздух. Затем ее сливают на кристаллизационный стол, оборудованный автоматической машиной для срезки застывшего продукта. Кристаллизация плава на столе продолжается около 50 мин и столько же времени занимает извлечение продукта из кристаллизатора, имеющего площадь 32-34 м2 (емкость примерно 6 т).

Расход материалов на 1 т продукта составляет: 0,142 т гидроокиси алюминия (в пересчете на Al2O3) и 0,40 т серной кислоты (100%). Кристаллизацию ведут также на охлаждаемой изнутри наружной поверхности горизонтального вращающегося барабана – на холодильных или кристаллизационных вальцах. Барабан частично погружен в находящийся в поддоне плав, имеющий температуру 90−100оС. Кристаллизация на вальцах облегчает условия труда, обеспечивает непрерывный режим производства, улучшает товарные свойства продукта. Снимаемый с вальцев чешуйчатый продукт, содержащий 13,5−14% Al2O3, при хранении

слеживается. Неслеживающийся продукт получают, повышая содержание Al2O3 до 15,3−15,8% (15,3% соответствует концентрации Al2O3 в кристаллогидрате Al2(SO4)3·18h3O). При длине барабана вальцев 2,2 м и диаметре 1,8 м (поверхность теплообмена 12,4 м2), при выпуске продукта с содержанием 13,5–14% Al2O3, число оборотов барабана составляет 4,3 в минуту и средняя рабочая производительность вальцев равна 2,4 т/ч; при выпуске продукта, содержащего 15,3−15,8% Al2O3, барабан делает 1−1,2 об/мин и производительность снижается до 1 т/ч.

Для получения неслеживающегося продукта предложено также смешивать пульпу гидроокиси алюминия с 60%-ной серной кислотой, взятой в количестве 95-97% от стехиометрического и образующийся раствор с температурой 100оС направлять для кристаллизации на холодные вальцы. Продукт содержит примесь основной соли.  Запатентован непрерывный способ получения сульфата алюминия, в котором водная суспензия Al(OH)3 и серная кислота в стехиометрическом отношении подаются с большой скоростью дозирующими насосами в смесительные форсунки реактора, в котором масса находится не менее 30 секунд. Затем она охлаждается до температуры ниже 100 оС в проточном холодильнике и продавливается через сопла или прорези для образования мелкогранулированного продукта.

Получение оксихлорида алюминия

Кристаллы оксихлорида алюминия Al2(OH)5Cl·6h3O получаются растворением свежеосажденного гидроксида алюминия в 0,5−1% растворе соляной кислоты. Реагент содержит 40−44% Al2O3 и 20−21% NaCl. Выпускается в виде 35%-ного раствора. Кроме того, полиоксихлорид алюминия получают при взаимодействии HCl с чистым алюминием:

2Al(OH)3 + HCl → Al2(OH)5Cl + h3O

2Al + HCl + 5h3O → Al2(OH)5Cl + 3h3

vseokraskah.net

Чем отличается коагулянт от флокулянта для очистки воды

Нет ничего лучше, чем поплавать в бассейне жарким летним днем. Для того чтобы сделать такое времяпрепровождение приятным, следует позаботиться о чистоте бассейна.

Услуги профессионалов стоят довольно дорого, сделать воду кристально прозрачной можно самостоятельно. Качественные средства для очистки бассейнов можно приобрести здесь http://www.watermart.ua/himiya-dlya-basseynov/koagulyanty-flokulyanty/ по приемлемой цене.

Коагулянт и флокулянт

Существует огромное количество самых разнообразных веществ, способных очистить воду в бассейне. Самыми популярными из них являются коагулянты и флокулянты. На сегодняшний день эти категории средств включают в себя синтетические полимеры органического происхождения.

До недавнего времени для очистки воды применялись вещества неорганические, а полимеры использовались в качестве добавок. Постепенно органика стала основным коагулянтом.

Применение полимерных очистительных средств имеет следующие преимущества:

  • более экономичный расход, необходимая доза снижена более чем в десять раз;
  • кислотная и щелочная среда воды не оказывает значительного влияния на их работоспособность, рН очищенной жидкости остается в пределах нормы;
  • после их использования в воде не повышается концентрация растворенных металлов;
  • способствуют удалению одноклеточных водорослей;
  • образуемый осадок легче обезвоживается, обрабатывается и удаляется.

Отличия

Основным отличием коагулянтов от флокулянтов является размер осаждаемых хлопьев, а также механизм действия. Первая группа веществ осаждает загрязнения путем электролитического воздействия. В результате заряд взвешенных частиц нейтрализуется, и они соединяются в более крупные объединения.

Вторая группа реагентов работает по-другому, происходит образование полимерных мостиком между осаждаемыми частицами. При этом процессе изменение электролитического свойства системы не происходит.

Коагулянты способны образовать устойчивый осадок, который отфильтровывается при прохождении воды через очистные сооружения. Однако многие фильтры не способны удерживать мелкие частицы.

Для более качественной очистки воды применяются флокулянты. Эти реагенты объединяют полученные в ходе коагуляции частицы в более крупные хлопья, что значительно облегчает их механическое удаление.

Смотрите также:

Как установить алюминиевые двери http://domkrat.org/kak-ustanovit-alyuminievyie-dveri/.

Интересное по теме: Что входит в ремонт квартиры под ключ

Советы в статье "Урны из бетона в интерьере загородного дома" здесь.

Очистка воды коагулянтами – как это смотрим в видео:

Tweet

domkrat.org

Коагулянты для бассейна - коагулянт для очистки воды в бассейне

Вода в бассейне должна быть чистой и прозрачной, тогда от купания можно получить истинное удовольствие. А как не допустить критического загрязнения и оперативно очистить воду, в этом информационном материале.

Что такое коагулянты

Все существующие бассейны, оборудованы системой фильтрации, которая эффективно очищает воду от различных механических примесей.

Но идеальных фильтров ученые еще не придумали, поэтому они отфильтровывают примеси определенной фракции. Более мелкие частицы постепенно накапливаются в воде, и она становиться сначала мутной, а потом и затхлой. Купаться в ней опасно для здоровья, а может и для жизни.

Вернуть воде первоначальный кристально чистый вид можно. Для этого надо использовать коагулянты (собиратели, загустители). Эти вещества имеют способность собирать в более крупные фракции мельчайшие частицы грязи, которая потом задерживается на фильтрах и смывается в канализацию.

На рынках присутствует такое количество этих веществ, что разобраться в этом многообразии не просто. Тем более что в случае подделки или контрафакта, можно нанести вред своему здоровью. Выбрать качественный коагулянт для бассейна можно, если взять за основу информацию, которая приводится ниже.

к содержанию ↑

Разновидности

Эти вещества делятся на две категории, коагулянты и флокулянты. Многие считают, что это одно и то же, но между ними есть разница. Они отличаются друг от друга размером коагулированных частиц. У флокулянтов они имеют вид рыхлых хлопьев, а коагулянтов они плотные и более мелкие. На практике эта разница не имеет большого значения, поэтому называются эти препараты по-разному.

Коагулянты

Выпускаются в виде жидкости и твердых частиц. По составу их можно разделить на несколько разновидностей:

  1. Наиболее распространенный и дешевый вариант такого вещества, это сульфат алюминия. Он представляет собой твердое кристаллическое вещество белого цвета и производится в виде кусков различных фракций. Поставляется в полиэтиленовых мешках или навалом. Используется для очистки воды в бассейнах и станциях очистки воды.

    1. Водный раствор гидроксихлоридов алюминия. По сравнению с сульфатом алюминия обладают более высокой коагулирующей способностью и пониженной нормой для дозирования. Не изменяют щелочной показатель воды и могут использоваться в более широких диапазонах pH. Температура воды не оказывает особого влияния на скорость реакции. Поставляется в канистрах, контейнерах и наливом в цистернах.
    2. Разновидность гидроксихлоридов алюминия, соответствующая коагулянтам типа PAC в европейской классификации. С высокой эффективностью удаляют взвешенные вещества, фосфаты, нефтепродукты, тяжелые металлы и хлорорганические соединения. Имеют способность к полимеризации, что ускоряет коагуляцию. Значительно снижают показатель бактериального загрязнения.
    3. Композитные коагулянты представляют собой смесь оксихлоридов, сульфатов и оксисульфатов алюминия. Обладают высокой скоростью коагуляции даже при низкой температуре воды в бассейне. Поставляются в жидком виде в канистрах и контейнерах. Некоторые разновидности имеют твердую форму в виде брикетов или пластинок белого цвета с оттенками серого или голубого.

Видео: метод коагуляции воды в бассейне

  1. Органические коагулянты представляют собой низкомолекулярные полиэлектролиты. Принцип их действия основан на адсорбции молекулярных цепочек загрязнений, с последующим образованием связей между ними. Применяются в основном для приготовления питьевой воды, но могут также использоваться для очистки воды в бассейнах совместно с неорганическими коагулянтами. Имеют продолжительный срок хранения.
к содержанию ↑

Флокулянты

Разделяются на органические и неорганические. Используются в качестве дополнений к коагулянтам для увеличения размеров хлопьев. К органическим относятся флокулянты в виде полиакриламидов. Представляют собой аморфное вещество, которое легко растворяется в воде. Повышают уровень очистки и продлевают срок службы фильтров. Поставляются в твердом и жидком виде.

К неорганическим относятся очистители на основе кремневой кислоты, каолиновых глин, мела, мелкого песка.

к содержанию ↑

Как купить

Приобретать их желательно у компаний, которые являются непосредственными представителями известных и проверенных производителей. Цена коагулянтов зависит от размера партии и постоянного сотрудничества с продавцом.

К каждой партии должны быть приложены подробные инструкции по применению препаратов и указан срок годности. Доставка по Москве должна осуществляться специализированным транспортом, который может предоставить отправитель.

housedb.ru

Очистка сточных вод коагулянтами и флокулянтами

Увеличение объема внедрения и совершенствование существующих технологий очистки воды с применением коагулянтов и флокулянтов воз можно при наличии широкого ассортимента реагентов и высокого их качества. В Советском Союзе производилось ограниченное количество коагулянтов и флокулянтов с неудовлетворительными товарными характеристиками. Развитие рыночных отношений после распада Советского Союза изменило структуру производства и потребления реагентов. Появилось множество отечественных, крупных и мелких фирм, производящих коагулянты и флокулянты. Увеличилась доступность, и расширился ассортимент импортных коагулянтов и флокулянтов. Появились высокоэффективные реагенты нового поколения с улучшенными техническими и товарными характеристиками. В этой связи в данном разделе рассмотрены виды коагулянтов и флокулянтов и основные тенденции в развитии их производства и расширении ассортимента в России и за рубежом.

Все реагенты, применяемые в технологии коагуляционной очистки воды, принято разделять на коагулянты и флокулянты.

К коагулянтам для воды относят низкомолекуляриые гидролизующиеся в воде неорганические электролиты (как правило, соли алюминия или железа), способные нейтрализовать заряд взвешенных частиц, в результате чего происходит агрегация (укрупнение) частиц. В последние годы к коагулянтам стали относить органические низкомолекулярные полиэлектролиты со 100%-ным содержанием ионогенных групп.

Флокулянтами для очистки сточных вод обычно называют вещества, которые образуют хлопья за счет связывания частиц полимерными мостиками без изменения электрических свойств системы. Однако в настоящее время известно большое количество ионогенных высокомолекулярных флокулянтов, макромолекулы которых заряжены положительно или отрицательно, а, следовательно, при их применении агрегация частиц может происходить вследствие электростатических взаимодействий.

Поэтому коагулянтами для очистки сточных вод принято называть гидролизующиеся неорганические соли, а флокулянтами — все полимерные вещества, образующие гомогенные водные растворы и способные взаимодействовать с различными дисперсными системами.

В общем виде все неорганические коагулянты можно представить химической брутто-формулой:

В качестве катиона может выступать калий, натрий, аммоний, а основной металл-ион — железо или алюминий. В твердом виде неорганические коагулянты, как правило, представляют собой кристаллогидраты, хорошо растворимые в воде.

Промышленно выпускаемые неорганические коагулянты для очистки сточных вод

Флокулянты обычно делятся на неорганические (активная кремниевая кислота) и органические флокулянты. Органические флокулянты в зависимости от исходного сырья, в свою очередь, делятся на природные и синтетические (таблица 2.2), а в зависимости от наличия и знака заряда в макромолекуле полимера — на неионные, ионные отрицательно заряженные (анионные) и ионные положительно заряженные (катионные).

Виды полимерных флокулянтов для очистки сточных вод

Природные флокулянты не нашли широкого применения для очистки промышленных сточных вод из-за ограниченности сырьевой базы и сравнительно низкой молекулярной массы. Синтетические водорастворимые полимеры, получаемые на основе различных виниловых мономеров, являются самыми распространенными реагентами, применяемыми в процессах очистки воды. Это объясняется прежде всего широкими возможностями варьирования свойств получаемых флокулянтов (химического состава, молекулярной массы, пространственной структуры), которое достигается изменением исходных мономеров, условий и способов синтеза.

Химический состав основных типов флокулянтов

ПДАДМАХ — полидиаллилдиметиламмонийхлорнд, ЧАС ДМАЭМА (ДМАЭА) — четвертичная аммониевая соль димстиламиноэтилмстакрилата (диметиламиноэтилакрилата).

Похожие статьи

mastrerkon.ru

Коагулянт Гиацинт

Здравствуйте уважаемая администрация и Наталья! Временно нахожусь на Украине и познакомился с новым для меня способом очистки водопрповодной воды-коагулянтом "Гиацинт". Попробовал, понравилось и возник вопрос-почему на Российском пространстве не слышно вообще о коагулянтах и о Международной Академии по Экологии и Безопасности. Если это не противоречит Вашим интересам, прошу ответить. Здоровья и удачи

Здравствуйте, уважаемый Николай! Большое спасибо за интерес к нашему сайту и за ваши пожелания.

Обработка воды коагулянтами - самый распространенный метод очистки больших объемов воды от грубодисперсных грязевых и коллоидных загрязнений. Масштабы применения метода коагуляции в централизованной водоподготовке в последние годы возросли, и данная тенденция продолжает сохраняться.

В последнее время значительно увеличилось разнообразие примесей в природных водах со значительным сезонным колебанием их состава и цветности. Это требует больших усилий по осветлению и обесцвечиванию вод, для чего традиционно используются различные коагулянты.

В связи с этим быстро растет ассортимент коагулянтов и сопутствующих им реагентов, предлагаемых для очистки природных вод с целью улучшения качества питьевой воды. В настоящее время все более широкое распространение находят коагулянты высокой основности - гидроксохлориды алюминия.

Коагулянты — вещества (химические реагенты) способные вызывать или ускорять процесс объединения мелких взвешенных частиц в группировки (агрегаты) вследствие их сцепления при соударениях. Использование коагулянтов позволяет увеличить скорость осаждения взвешенных частиц при очистке жидкостей.

Традиционные природные коагулянты – глины, алюмосиликаты, которые состоят в основном из солей металлов алюминия, железа и др. Именно соли металлов и обладают коагулирующими (связывающими) свойствами. Первыми опытами коагулирования можно считать попытки очистки воды солевыми растворами NаС1, но одновалентный Nа обладает очень малой степенью коагуляции. Двухвалентные металлы обладают степенью коагуляции в 30 раз большей, чем одновалентные, а трехвалентный Аl - обладает степенью коагуляции в 1000 раз большей, чем одновалентный Nа.

 

Химический состав коагулянтов

Компонент,%масс.

Импортный

ЗАО "Нижегородские Сорбенты"

По ГОСТ12966-85

Аl2O3

17,0±0,5

не менее 17,0

не менее15,0

Al

9,1±0,2

не менее 9,0

не менее 8,0

Fe

менее 0,01

не более 0,005

не более 0,2

Нерастворимые

менее 0,1

не более 0,05

не более 0,7

В настоящее время ассортимент коагулянтов и сопутствующих им реагентов, предлагаемых для очистки природных вод с целью улучшения качества питьевой воды постоянно растёт.

Сейчас для очистки воды обычно применяют соли алюминия и железа (по данным сайта: www.sorbent.su/production/coagulants/)

Гидроксохлорид алюминия

ТУ 6-00-05795731-250-96

Гидроксохлорид алюминия («оксихлорид алюминия», «полиалюминия хлорид») — коагулянт нового поколения, предназначен для подготовки питьевой воды при обработке поверхностных и подземных вод, а также для очистки сточных и оборотных промышленных вод металлургических заводов, целлюлозно-бумажных комбинатов, нефтеперерабатывающих и химических предприятий, бытовых и городских стоков.

Применение гидроксохлорида алюминия позволяет интенсифицировать процесс водоподготовки и улучшить качество воды. Очень эффективен при обработке воды с температурой 0—9 °C.

Гидроксохлорид алюминия выпускают в виде водного раствора (марка А) и в виде твердого продукта (марка Б).

Внешний вид водного раствора — прозрачная бесцветная жидкость (допускаются серый или белый оттенок), срок хранения 6 месяцев; внешний вид твердого продукта — пластинки и гранулы неопределенной формы различного размера белого или желтого цвета; срок хранения 3 года.

Технические характеристики

Наименование показателя

Норма по ТУ

Марка А

Марка Б

1 сорт

2 сорт

Массовая доля основного вещества в пересчете на Al2 O3, %, не менее

18,0

42,0*

30,0

Массовая доля хлоридов в пересчете на Cl, %, не более

18,0

30,0

30,0

Атомное отношение хлора к алюминию, (Cl/Al), (хлорное число), не более

1,5

0,8

1,6

Водородный показатель (pH) водного раствора с массовой долей основного вещества 0,5% в пересчете на Al2O3

4,0±0,5

4,0±0,5

4,0±0,5

Достоинства:

  • гидроксохлорид алюминия (ГХА) обладает высокой коагулирующей способностью, не зависящей от температуры очищаемой воды;

  • эффективен при очистке маломутных высокоцветных вод с низкой температурой;

  • остаточное содержание алюминия в очищенной воде на порядок ниже требований СанПиН 2.1.4.1074-01;

  • обладает полимерными свойствами, позволяющими в ряде случаев отказаться от использования флокулянтов;

  • фактически не изменяет щелочность воды, имеет расширенный диапазон оптимальных рН;

  • является своеобразным дезинфектантом, допускает снижение дозы хлорирующего реагента;

  • хорошо растворим в воде (без остатка), не требует предварительного подогрева воды на стадии приготовления рабочего раствора;

  • исключает или резко снижает образование гипсовых отложений в технологическом оборудовании и трубопроводах;

  • отличается высоким содержанием основного вещества, снижающим транспортные расходы на единицу полезного компонента; имеет преимущества при сезонном завозе материальных ресурсов в труднодоступные регионы страны.

 

Сульфат алюминия технический очищенный (неслеживающиеся пластинки, куски неопределенной формы и размера)

ГОСТ 12966-85

Сульфат алюминия представляет собой неслеживающиеся пластинки, брикеты, куски неопределенной формы и разного размера, массой не более 10 кг белого цвета.

Сульфат алюминия технический используется в качестве коагулянта при очистке воды хозяйственно-питьевого и промышленного назначения, а также применяется в бумажной, текстильной, кожевенной и других отраслях промышленности.

Технические характеристики

Наименование показателя

Норма

1 сорта

2 сорта

Массовая доля оксида алюминия, %, не менее

16,0

15,0

Массовая доля нерастворимого в воде остатка, %, не более

0,3

0,7

Массовая доля железа в пересчете на оксид железа (III), %, не более

0,02

0,3

Массовая доля свободной серной кислоты, (h3SO4), %, не более

Выдерживает испытание

0,1

Массовая доля мышьяка в пересчете на оксид мышьяка (III), %, не более

0,001

0,003

Достоинства:

  • традиционность использования;

  • относительно несложные способы транспортировки;

  • простые методы складирования;

  • длительные сроки хранения;

  • относительно невысокая стоимость.

Сульфат алюминия технический очищенный (водный раствор)

ТУ 2163-162-05795731-2004

Очищенный технический сульфат алюминия (водный раствор) получают взаимодействием гидроксида алюминия с серной кислотой.

Алюминия сульфат технический очищенный представляет собой прозрачный раствор с серым оттенком.

Алюминия сульфат технический очищенный используется в качестве коагулянта при очистке воды хозяйственно-питьевого и промышленного назначения, а также применяется в бумажной, текстильной, кожевенной и других отраслях промышленности.

Достоинства:

  • традиционность использования;

  • упрощение методики использования у потребителя;

  • относительно невысокая стоимость.

Технические характеристики

Наименование показателя

Норма

1 сорт

2 сорт

Массовая доля оксида алюминия, %

7,5±0,5

7,0±0,5

Массовая доля нерастворимого в воде остатка, %, не более

1,0

1,0

Водородный показатель (рН) водного раствора с массовой долей основного вещества 0,5% в пересчете на оксид алюминия

3,2±0,2

2,5±0,2

Срок хранения: 3 месяца со дня изготовления

Массовая доля мышьяка в пересчете на оксид мышьяка (III) не более 0,0015% гарантируется качеством исходного сырья и технологией производства.

Массовая доля железа в пересчете на оксид железа (III) не более 0,15% гарантируется качеством исходного сырья и технологией производства.

 

Гидроксохлоросульфат алюминия (коагулянт смешанного типа)

ТУ 2163-001-05795731-99

Алюминия гидроксохлоросульфат — смешанный коагулянт на основе сульфата алюминия, предназначен для очистки воды хозяйственно-питьевого назначения и промышленных стоков, для использования в бумажной, текстильной, кожевенной и других отраслях промышленности.

Является отличным реагентом при очистке высокомутных вод при температуре ниже 10°С, особенно в паводковый период.

Алюминия гидроксохлоросульфат выпускают в виде водного раствора (марка А) и в виде твердого продукта (марка Б).

Внешний вид водного раствора — прозрачная жидкость с желтоватым оттенком, внешний вид твердого продукта — неслеживающиеся пластины и куски неопределенной формы различного размера массой не более 3 кг белого или слегка желтоватого цвета.

Технические характеристики

Наименование показателя

Норма

Марка А

Марка Б

Массовая доля основного вещества в пересчете на Al2O3, %

7,5±0,3

не менее 15,0

Массовая доля хлоридов в пересчете на Cl, %, не более

3,0

6,0

Массовая доля нерастворимых в воде веществ, %, не более

0,5

1,0

Водородный показатель (рН) водного раствора с массовой долей основного вещества 0,5% в пересчете на Al2O3

3,0±0,5

3,0±0,5

Плотность раствора, кг/м3

1275–1300

Достоинства:

  • эффективен при очистке высокомутных вод при температуре ниже +10 °С, особенно в паводковый период;

  • коагулирующая способность реагента одинакова зимой и летом (содержание ионов хлора и сульфата)

Срок хранения: не ограничен

 

Алюможелезный коагулянт (коагулянт смешанного типа)

ТУ 2163-141-05795731-2004

Алюможелезный коагулянт относится к категории смешанных коагулянтов на основе сульфата алюминия, получаемый частичной заменой алюминия на соединения железа.

Используется для очистки воды хозяйственно-питьевого назначения, сточных вод, для использования в текстильной, кожевенной и других отраслях промышленности.

Технические характеристики

Наименование показателя

Норма

Внешний вид

Неслеживающиеся пластины, куски неопределенной формы и разного размера массой не более 10 кг желтого или коричневато-желтого цвета

Массовая доля нерастворимых в воде веществ, %, не более

2,0

Массовая доля соединений алюминия в пересчете на оксид алюминия, %, не менее

12,0

Массовая доля соединений железа в пересчете на оксид железа (III), %, не менее

2,5

Мольное отношение железа к алюминию

0,13—0,15

Водородный показатель (рН) раствора с массовой долей основного вещества 0,5% в пересчете на сумму окислов Аl2О3 и Fе2О3

2,5±0,3

Массовая доля мышьяка в пересчете на оксид мышьяка (III), %, не более

0,003

Достоинства:

  • снижение дозы коагулянта, в пересчете на оксид аалюминия на 20—25%, не ухудшает качество очищенной воды,

  • при условии правильного подбора режима очистки содержание остаточного алюминия и железа в очищенной воде не превышает требований СаН ПиН 2.1.4.1074-01,

  • независимость коагуляционной способности от температуры очищаемой воды,

  • возможность применения на стоках со значительным щелочным запасом,

  • повышает степень очистки вод от органических загрязнений, определяемых показателем перманганатной окисляемости на 30—50% по сравнению с сульфатом алюминия,

  • рекомендуется использовать при подготовке воды хозяйственно-питьевого назначения взамен сульфата алюминия в холодное время года при температуре воды ниже 10 °С.

Срок хранения: не ограничен

Алюминия сульфат технический очищенный модифицированный

ТУ 2163-173-05795731-2005

Алюминия сульфат технический очищенный модифицированный представляет собой неслеживающиеся пластинки, куски неопределенной формы и разного размера, массой не более 3 кг темно-серого цвета.

Введенный в сульфат алюминия уголь одновременно является замутнителем, ускорителем процесса гидролиза алюминия, в тоже время служит адсорбентом для металлов и органических веществ, что в большей степени выражено при очистке сред в холодный период года. Концентрирование сорбента на поверхности фильтров формирует дополнительный адсорбционный слой, что повышает степень очистки.

Алюминия сульфат технический очищенный модифицированный используется в качестве коагулянта при очистке воды хозяйственно-питьевого и промышленного назначения, а также сточных вод различного происхождения.

Технические характеристики

Наименование показателя

Норма

Массовая доля оксида алюминия, %, не менее

14,0

Массовая доля нерастворимого в воде остатка, %, не более

1

Массовая доля угля, %, не более

3

Водородный показатель (рН) водного раствора с массовой долей основного вещества 0,5% в пересчете на оксид алюминия

3,2±0,3

Достоинства:

  • повышенная скорость хлопьеобразования;

  • дополнительная сорбция солей металлов, нефтепродуктов и фенолов

Срок хранения: не ограничен

Область применения коагулянтов:

  • Очистка воды хозяйственно-питьевого и промышленного назначения;

  • Очистка природных вод в процессе водоподготовки;

  • Очистка воды для плавательных бассейнов;

  • Использование в различных отраслях промышленности в качестве связующего, обессмоливание целлюлозы и т.д.)

Рекомендации по использованию коагулянтов

Исходный состав стоков, мг/дм

Условия очистки

Анализ очищенных стоков по элементам, мг/дм. куб.

рН

Тип коагулянта

Доза по АI2O3 мг/дм. куб.

рН коагул.

рН фильтр.

АI

Ni

Zn

Сч3+

АI - 1,96

Fе - 82,6

Ni - 8,56

Zn - 1,86

9,0

10,0

ГХА

5

10

20

10

8,2

8,6

8,5

9,5

7,3

7,3

8,5

9,0

0,06

0,14

н/обн.

0,30

0,15

0,10

0,05

0,34

н/обн.

0,18

0,09

0,30

н/обн.

н/обн.

0,09

н/обн.

0,17

0,08

0,02

0,02

не обна-ружено

Сu - 0,46

Сr6+ - 28,4

Сr3+ - 12,2

9,0

10,0

АЖК

5

10

10

7,6

6,5

8,5

6,8

6,5

7,3

н/обн.

0,03

0,17

0,92

0,56

0,14

0,78

0,76

0,04

0,03

0,04

0,03

0,16

0,15

0,23

рН = 1,72

9,0

СА

510

7,87,3

7,27,1

н/обн.0,02

0,020,02

0,680,45

0,030,01

0,150,23

Примечание:

Сr6+ — при рассмотренных условиях не удаляется, необходим перевод его в Сr3+.

Разрешенные нормы сброса, мг/дм.куб.:

  • АI - 4,0

  • Fе - 3,5

  • Ni - 0,1

  • Сr3+ - 0,07

     В настоящее время практически все развитые страны имеют свои технологии получения коагулянтов на основе оксидов и гидроксидов алюминия, которые отличаются используемым сырьем, специальными добавками, катализаторами и др.

В этом аспекте актуально использование коагулянта нового поколения – оксихлорида алюминия (полиалюминийгидрохлорид) высшей категории качества с показателем основности «5/6», получивший 1 место на международном конкурсе коагулянтов, проведенном в мае-декабре 1995 г.

Оксихлорид алюминия отличается тем, что алюминий в нем содержится не в виде ионов (как у сульфата алюминия), а в виде аквагидроксокомплексов, имеющих достаточно высокий заряд и молекулярную массу. Благодаря своей большой удельной поверхности гидрокомплексы и продукты их гидролиза способны захватить, адсорбировать на себе и удалить из очищаемой воды большое количество растворенных в воде примесей.

Разработка технологии производства и применения оксихлорида алюминия для очистки питьевой воды в городах России проводилась в рамках межрегиональной экологической программы на основании приказа Министерства охраны окружающей среды и природных ресурсов Российской Федерации № 47 от 9. 02. 1996 г.

Технология очистки поверхностных вод оксихлоридом алюминия рекомендована к применению как ресурсосберегающая и природоохранная технология Министерством природных ресурсов Российской Федерации (письмо № НМ-61/6837 от 14. 12. 2000 г.).

Производство  оксихлорида алюминия для организаций - водоканалов осуществляется в г. Азове, Ростовской области и г. Екатеринбурге по ТУ 216350-002-39928758-02.

Коагулянт оксихлорид аллюминия - малоопасное соединение 3 класса опасности, лимитирующий показатель вредности - санитарно-токсикологический, ПДК - 0,5 мг/л (по алюминию)

Гарантированные показатели качества очистки воды и технико-экономические преимущества использования оксихлорида алюминия:

 

  • вызывает высокоэффективную коагуляцию коллоидно-диспергированных частиц и органических веществ из воды, в результате которой образуется быстро выпадающий и хорошо отфильтрованный флок;

  • снижение содержания хлорорганических соединений;

  • обеспечение содержания остаточного алюминия менее 0,2 мг/л;

  • расход реагента в пределах 0,3 – 3,0 мг Al/литр воды;

  • стабильность процесса коагуляции, в т.ч. при низких температурах воды;.

  • при введении в воду практически не снижает щелочность и рН обрабатываемой воды, как в сравнении с традиционно используемыми коагулянтами, что способствует:

     - уменьшению скорости коррозии металлов в системах водоснабжения и теплоснабжения, за счет исключения образования агрессивной углекислоты;

     - возможность отказа от использования щелочных агентов;

  • в сравнении с традиционными коагулянтами в 10 раз сокращает количество введенных в воду анионов;

  • просто применяемый и хранящийся раствор, который перед дозировкой легко разбавляется до нужной степени;

  • переход на новый реагент в условиях действующих станций, как правило, не требует реконструкции существующего реагентного хозяйства, значительно облегчает работу обслуживающего персонала;

  • разрешен для применения в системах питьевого и горячего водоснабжения – санитарно-эпидемиологическое заключение Государственной санитарно-эпидемиологической службы Российской Федерации № 77.99.11.216.Д.004701.07.03 от 04.07.03 г.

Технические характеристики коагулянта:

формула продукта

 

Al2(OH)5CI, водный раствор;

основность

  

5/6

массовая доля алюминия

 

(10 ± 1)%;

массовая доля Al2O3

 

(17.0  - 20.8) %;

массовая доля хлоридов

 

(6,2  ± 0,5) %;

удельная масса

 

(1,27 ± 0,03) кг/дм3;

рН

 

4,5 ± 0,5;

вязкость

 

30 ± 10 сПз;

молекулярная масса

 

174,5;

массовая доля железа по Fe2O3

 

не более 0,01 %;

температура замерзания

  

минус 18 оС, после размораживания не теряет коагуляционных свойств

   

Область применения:

- в системах подготовки питьевой воды;

- очистка коммунальных, промышленных сточных вод;

- подготовка воды для технических нужд, для теплоэнергетики.

- в парфюмерной, целлюлозно-бумажной, кожевенной промышленности.

 С целью определения эффективности применения коагулянта, возможно проведение лабораторного анализа в соответствии с ГОСТ Р 51642-2000 «Коагулянты для хозяйственно-питьевого водоснабжения. Общие требования и метод определения эффективности».

Однако, споры о токсичности используемых коагулянтов не утихают. Алюминий является веществом второй категории токсичности и в домашних условиях контролировать остаток коагулянта в воде невозможно. Алюминий может накапливаться в печени, а также в жизненно важных областях головного мозга, что приводит к тяжёлым расстройствам центральной нервной системы и болезни Альцгеймера. Так, например, используемый кое-где сернокислый алюминий имеет ряд серьезных недостатков, проигнорировать которые сегодня, в начале 21-го века невозможно. От него уже давно отказались все передовые страны мира. Америка, Англия, Германия. Франция, Италия, Испания, Япония используют для очистки питьевой воды и сточных вод промышленных предприятий полигидроксохлориды

Дело в том, что при очистке воды домашних условиях концентрацию остаточного алюминия проконтролировать очень сложно, как бы не рекламировали свой товар производители. Предельная концентрация алюминия в воде должна быть не выше 500 микрограмм/литр. Поэтому подбор коагулянта и выбор дозы, необходимой для очистки, должна определяться в каждом конкретном случае индивидуально. Кроме того, все эти коагулянты промышленные и используются для очистки питьевой воды на станциях водоподготовки, а, следовательно, они не предназначены для домашнего пользования. Но об этом все производители этих коагулянтов почему-то умалчивают, как и о непредсказуемых последствиях длительного потребления такой воды. Если в Вашей семье есть дети я бы вообще не рекомендовал потреблять воду, обработанную коагулянтами, а посоветовал бы Вам предоставить это специалистам или выбирать безвредные альтернативные "бытовые" методы очистки воды.

С уважением,

к.х.н. Мосин

www.o8ode.ru

Виды флокулянтов и принцип их действия

Для очистки больших объемов питьевой воды из открытых водоемов (сильно загрязненной) при водоканалах существуют фильтровальные станции.

На этих объектах на промышленном профессиональном оборудовании работники доводят состав воды до требований существующих нормативных документов.

На начальных этапах проведения очистки воды выполняется извлечение из коллоидной суспензии (каковой является вода из водозабора) твердых и расчиненных остатков органических и химических соединений.

Этот этап очистки состоит из нескольких стадий:

  1. Стадия коагуляции (образование микрохлопьев остатков загрязнений).
  2. Стадия флокуляции с образованием макрохлопьев. На этой стадии используется флокулянт для очистки воды.
  3. Выпадение и извлечение осадка.

Рассмотрим стадию флокуляции.

Что такое флокулянты?

Название этого реагента для очистки воды происходит от слова «флокулы», что означает хлопья. Именно образование макрохлопьев из взвешенных в заборной воде частиц является основной функцией флокулянтов.

Сначала коллоидные частицы связываются в хлопья коагулянтом, а флокулянт производит агломерирование этих малозаметных хлопьев в большие образования с достаточным для осаждения весом. Загрязнения в виде осадка легче фильтровать и удалять из очистных сооружений.

Флокуляция сточных вод

Большей частью, флокулянты представляют собой высокомолекулярные электролиты природного или синтетического происхождения. К природным флокулянтам относятся высшие полисахариды:

  • целлюлоза;
  • крахмал;
  • их производные.

Синтетическим флокулянтом является:

  • полиэтилен и производные полиэтилена;
  • полиакрилы;
  • полиамиды;
  • полиамины.

Большинство флокулянтов поставляются в виде порошков, но продается и флокулянт жидкий в виде эмульсии.

Флокулянт жидкий

 

Очистка воды при помощи флокулянтов

Алгоритм флокулирующего процесса следующий: нейтрализация заряда микрохлопьев; химическое взаимодействие с микрохлопьями; связывание отдельных частиц полимерными мостиками. Подразделяются флокулянты в основном на два вида:

  1. Анионные.
  2. Катионные.

Существуют на практике и неионные химикаты, но их применение ограничено.

Название химикатов связано с электродами электро-химического процесса: А – анод с положительным потенциалом; К – катод с отрицательным потенциалом. Использование анионитов и катионитов позволяет отказаться от дорогостоящего электротехнического оборудования и, в некотором смысле, сделать процесс более безопастным.

Флокулянт анионный

Анионо-активный флокулянт, притягивающий к себе загрязнения с отрицательным зарядом. Основой для изготовления флокулянта анионного служат сополимеры акриламида. Это может быть акриловая кислота со стабилизирующими добавками.

К анионным флокулянтам относится, например, продукциякомпании ЭнвироХЕМИ :

  • Envifloc 1100;
  • Envifloc 5110;
  • Envifloc 5100.

«Специализацией» этих химикатов является связывание в осадок катионов металлов.

Конкретная марка реагента выбирается по результатам химического анализа неочищенной воды и применяемого в технологическом процессе очистки коагулянта. Еще раз следует отметить, что применение флокулянтов наиболее эффективно при очень сильных загрязнениях воды.

Флокулянт катионный

Эти флокулянты очищают воду от осадка с положительными ионами на поверхности благодаря хемосорбции. Свои отрицательным зарядом они нейтрализуют положительный заряд и связывают загрязнения в длинные молекулярные цепочки. Примером таких химикатов могут быть:

  • Envifloc 5215;
  • Envifloc 5700;
  • Envifloc 5644.

Катионные флокулянты решают вопрос очистки воды от многих промышленных загрязнений. Химики-технологи фильтровальных станций хорошо осведомлены о составе и количестве загрязнений в воде из водозабора, знают применяемую технологию коагуляции, поэтому только они могут сделать окончательный выбор марки реагента для флокуляции.

Не лишним будет проконсультироваться с производителем или дистрибутором препарата.

Флокулянт неионогенный

В отличие от флокулянтов с предварительным зарядом, эти реагенты не несут ионов с определенным зарядом. Их действие связано с образованием водородных мостиков, которыми реагенты связывают в макрохлопья загрязнения в воле.

Эти флокулянты хорошо очищают воду от нефтяных загрязнений.

Как пример, можно привести неионогенные флокулянты BESFLOC.

В отличие от ионогенных (катионных, анионных), флокулянты этой группы менее эффективны. Особенно эта разница заметна при очистке маломутных вод.

Эффективность данного метода очистки воды

Этот метод очистки «работает» только после применения коагулянтов. Он позволяет в значительной степени интенсифицировать процесс на фильтровальной станции с минимальными затратами.

Очистка вод с применением флокулянтов эффективна при больших объемах очищаемой воды и ее сильном загрязнении. Применение их в таких случаях позволяет:

  1. Исключить перенос загрязняющих частиц на следующую стадию очистки.
  2. Значительно ускорить этап осаждения загрязнений.
  3. Значительно уменьшить расходы, связанные с длительностью процесса очистки и удалением осадка.
  4. Отказаться от дополнительных капитальных затрат для увеличения производительности очистных сооружений.
  5. Увеличит время службы механических фильтров на следующих этапах очистки.

Априори принимаем при оценке эффективности, что фильтровальная станция уже имеет налаженный поэтапный процесс очистки и необходимое оборудование для удаления осадка и фильтрации воды на конечных стадиях. Только в таком случае применение флокулянтов эффективно, сам по себе метод не работает.

Если уже существующие очистные сооружения требуют увеличения количества очищенной воды, но средств на капитальные затраты нет, достаточно добавить в технологию очистки флокулянты. Коагулянты и механические фильтры, обычно, на фильтровальных станциях уже присутствуют и необходимо понести затраты только для приобретения порошка или эмульсии флокулянта.

Выбор конкретной марки реагента и его количества будет зависеть от состава загрязнений в заборной воде и определяются они химиками фильтровальной станции после консультации с продавцами.

Применение флокулянтов – самый эффективный метод реконструкции фильтровальной станции без больших затрат.

oskada.ru