Koagulant za čiščenje odpadne vode: kako izbrati + pravila uporabe

Načinov čiščenja odpadnih voda ni malo. Pri urejanju avtonomnih kanalizacijskih omrežij se poleg namestitve običajnih filtrov, ki lahko izločijo škodljive snovi in pri tem očistijo vodo, vse pogosteje uporablja sedimentacijska metoda čiščenja – koagulacija.

Povedali vam bomo, po kakšnem načelu deluje koagulant za čiščenje vode. V predstavljenem članku so podrobno opisane vse v praksi uporabljene vrste. Izvedeli boste, kaj morate upoštevati pri izbiri sredstva in kako ga pravilno uporabljati.

Načelo delovanja koagulantov

Koagulacija je metoda čiščenja vode s povezovanjem onesnažujočih disperznih snovi, da se nato mehansko odstranijo s filtracijo. Povezovanje onesnaženih delcev poteka z vnosom koagulirajočih reagentov, ki ustvarijo pogoje za najenostavnejše odstranjevanje povezanih onesnaževalcev iz prečiščene vode.

Izraz 'coagulatio' v prevodu iz latinščine pomeni 'zgostitev' ali 'strjevanje'. Sami koagulanti so snovi, ki lahko zaradi kemijske reakcije ustvarijo netopne in slabo topne spojine, ki jih je lažje in preprosteje odstraniti iz vode kot disperzne komponente.

Princip delovanja snovi temelji na tem, da ima njihova molekularna oblika pozitiven naboj, medtem ko ima večina onesnaževal negativnega. Prisotnost dveh negativnih nabojev v zgradbi atomov umazanih delcev jim preprečuje, da bi se povezali. Zato umazana voda vedno postane motna.

V trenutku, ko v tekočino dodamo majhno količino koagulanta, začne snov privlačiti suspendirane delce v njej. Posledično: s povečanjem intenzivnosti razpršene svetlobe postane tekočina za kratek čas bolj motna. Ena molekula koagulanta namreč zlahka pritegne več molekul umazanije.

Koagulanti spodbujajo nastanek stabilnih vezi med majhnimi delci onesnaževal in mikrobi, prisotnimi v vodi.

Pritegnjene molekule umazanije začnejo reagirati s koagulantom, zaradi česar se združijo v velike kompleksne kemične spojine. Težko topne visoko porozne snovi postopoma usedejo na dno v obliki bele usedline.

Naloga lastnika je le, da pravočasno odstrani usedlino z uporabo katerega koli razpoložljivega tipa filtracije.

Molekule, ki se med seboj privlačijo, tvorijo velike delce, ki zaradi svoje povečane teže usedejo in se nato odstranijo s filtracijo.

O učinkovitosti delovanja pripravka lahko sodimo po nastanku usedline na dnu v obliki belih kosmičastih tvorb – flokul. Zato se izraz 'flokulacija' pogosto uporablja kot sinonim za 'koagulacijo'.

Nastajajoči kosmiči, katerih velikost lahko doseže od 0,5 do 3,0 mm, imajo veliko površino z visoko sorpcijo usedljivih snovi.

Poleg čiščenja odpadne vode se koagulanti uporabljajo tudi v obdelavi vode v bazenih, pri pripravi tehnološke in pitne vode v regijah z omejenimi vodnimi viri. Priporočamo, da se seznanite z možnostmi koagulirajočih kemičnih sestav, katerih značilnosti so opisane na naši spletni strani.

Uporaba reagentov: prednosti in slabosti

Učinkovitost sodobne opreme za nevtralizacijo primesi v odpadnih vodah ne more doseči najvišje ravni brez uporabe reagentov.

Sodobni koagulanti omogočajo bistveno povečati intenzivnost in kakovost postopka čiščenja odpadnih voda. Visoka cena reagentov se povrne z vrsto prednosti, ki jih imajo.

Med nespornimi prednostmi uporabe sintetičnih koagulantov velja izpostaviti:

• učinkovitost;
• dostopna cena;
• visoka kakovost čiščenja;
• univerzalnost uporabe.

Odpadne vode predstavljajo stabilen agresiven sistem. In uničiti ga s tvorjenjem velikih delcev, da bi jih nato odstranili s filtracijo, pomaga koagulacija.

Uporaba reagentov daje dobre rezultate pri odstranjevanju suspendiranih in koloidnih delcev iz odpadnih voda.

V bistvu so delci koagulirajoče faze, oblikovane pod delovanjem koagulantov, hkrati središče tvorbe kosmičev in uteževalec.

Vendar usedalna metoda z uporabo reagentov ni brez pomanjkljivosti. Mednje spadajo:

• potreba po strogem upoštevanju odmerka;
• nastajanje velike količine sekundarnih odpadkov, ki potrebujejo dodatno filtracijo;
• zahtevnost vzpostavitve postopka z lastnimi močmi.

V industrijskih merilih se koagulacijski procesi uporabljajo povsod, so serijski. Za vzpostavitev sistema v domačih pogojih bo treba kupiti posebne naprave, katerih cena je precej visoka.

Večina lastnikov rešuje to vprašanje z uporabo posameznih koagulantov gospodinjskega tipa, ki se prodajajo v manjših posodah.

Aktivne snovi preprosto dodajo v tekočino, nato pa filtrirajo usedlino, ki je padla na dno; vendar je ta postopek precej naporen in zato se za njegovo izvedbo porabi veliko časa.

V nekaterih primerih se lahko koagulacija izvaja neposredno v mehanskem filtrirnem sistemu. V ta namen reagent vnesejo v del cevovoda s tekočino, ki jo je treba obdelati, pred mestom dovajanja na filter. In v tem primeru v filtrirni sistem vstopajo že tujki, "pretvorjeni" v kosmiče.

Glavne vrste koagulantov

Obstaja veliko vrst koagulantov. Njihovih formul ne bomo podrobno naštevali v članku. Oglejmo si le dve glavni skupini, ki se glede na izvorno surovino delita na organski in anorganski.

Ena kategorija koagulantov lahko odstrani železo iz vode in iz nje odstrani aluminijeve soli, druga lahko zviša ali zniža kislinski pH, nekateri reagenti pa imajo kompleksen učinek.

Danes se s proizvodnjo koagulantov ukvarjajo številna domača in tuja podjetja. Reagenti nove generacije, ki jih proizvajajo, se od koagulantov, proizvedenih še v času Sovjetske zveze, razlikujejo po izboljšanih tehničnih lastnostih.

Organske naravne snovi

Gre za posebej ustvarjene reagente, ki s pospeševanjem lepljenja agresivno nestabilnih delcev v vodi olajšajo procese, povezane z njihovim ločevanjem in usedanjem. Organske snovi pomagajo spodbuditi združevanje onesnaževal v goste suspenzije in emulzije, kar olajša postopek njihovega odstranjevanja iz vode.

Visokomolekularne snovi se dobro spopadajo s klorom in učinkovito odpravljajo neprijetne 'arome' v tekočini, na primer: pogosto prisoten vonj po vodikovem sulfidu v tekočini, ki vsebuje železo.

Pri interakciji z molekulami onesnaževal se organski koagulanti znatno zmanjšajo. Po končani reakciji izpadejo v obliki majhne količine usedline.

Zaradi zmanjšanja količine usedline, ki se nabira na dnu posode, je filtriranje veliko lažje in hitrejše. Pri tem zmanjšana količina usedline nikakor ne vpliva na kakovost čiščenja.

Zaradi omejenosti surovinske baze naravni reagenti niso našli široke uporabe pri čiščenju odpadnih voda v industrijskem obsegu. Vendar se za gospodinjske namene pogosto uporabljajo.

Sintetične koagulirajoče spojine

Te vrste reagentov so ustvarjene na osnovi mineralnih in sintetičnih elementov. Polimeri prispevajo k tvorjenju visokega kationskega naboja, s čimer spodbujajo hitro nastajanje kosmov. Odlično delujejo z vodo ter imajo celovit učinek: mehčajo njeno strukturo in odstranjujejo grobe nečistoče ter soli.

Najbolj razširjene so soli polivalentnih kovin, ustvarjene na osnovi železa ali aluminija. Železo se uporablja za grobo čiščenje.

Flokulanti – sekundarni koagulanti, ki pretvarjajo suspenzije in emulzije v kosmiče, se uporabljajo v paru s primarnimi koagulanti. Tandem je sposoben čistiti tako majhne količine gospodinjskih odpadkov kot velike količine, ki jih ustvarjajo industrijska podjetja.

Med železovimi spojinami so najbolj priljubljene:

• železov klorid – higroskopični kristali s temnim kovinskim leskom, odlično odstranjujejo velike delce nečistoč in zlahka odpravljajo vonj po vodikovem sulfidu;
• železov sulfat – kristalinični higroskopični produkt se dobro topi v vodi in je učinkovit pri čiščenju kanalizacijskih odplak.

Zaradi nizke viskoznosti pri majhni molekulski masi se takšni reagenti odlično topijo v kateri koli vrsti obdelane tekočine.

Med koagulanti na osnovi aluminija so najbolj razširjeni:

• aluminijev oksiklorid (AOK) – uporablja se za obdelavo vode s povišano vsebnostjo organskih naravnih snovi;
• aluminijev hidroksiklorosulfat (AHKS) – odlično se spopada z naravnimi usedlinami odpadnih vod;
• aluminijev sulfat – neočiščen tehnični produkt v obliki kosov sivo-zelene barve se uporablja za čiščenje pitne vode.

V preteklih letih so polimere uporabljali le kot dodatek k anorganskim koagulantom, pri čemer so jih uporabljali kot pospeševalce, ki pospešujejo nastajanje kosmičev. Danes se ti reagenti vedno pogosteje uporabljajo kot glavni, pri čemer nadomeščajo anorganske.

Če primerjamo organske in sintetične snovi, prve zmagajo v tem, da delujejo veliko hitreje. Poleg tega so sposobne delovati v skoraj vsakem alkalnem okolju in ne reagirajo s klorom.

Za adsorpcijo v vodi raztopljenih soli, ionov težkih kovin in drugih suspenzij bo potrebna za večkrat manjša količina organskega reagenta kot sintetičnega analoga (+)

Organske delujoče spojine zmagujejo tudi v tem, da ne spreminjajo pH vrednosti v vodi. To omogoča njihovo uporabo za čiščenje vode, kjer so prisotne kolonije planktona, rastejo alge in veliki mikroorganizmi.

Priporočila za izbiro sredstev

K izbiri koagulanta za čiščenje odplak je treba pristopiti zelo previdno. Čeprav snov ne predstavlja nevarnosti za zdravje ljudi, ima glede na svoje delovanje precej ozko specializacijo.

Pri izbiri koagulanta za čiščenje odplak lahko uporabite tudi priročnike, vendar se je pred nakupom potrošnega materiala vseeno vredno posvetovati s strokovnjaki, specializiranimi na področju čiščenja vode.

Da bi se izognili razočaranjem v primeru nizke učinkovitosti uporabe koagulanta, priporočamo, da vodo predhodno daste na analizo. Laboratorijske preiskave bodo dale predstavo o sestavi in pomagale določiti najprimernejšo vrsto obdelave.

Ob poznavanju sestave onesnažene vode bo veliko lažje izbrati optimalno različico koagulanta, ki bo pomagal hitro rešiti težavo.

Koagulanti so dokaj specifične snovi. V nekaterih primerih lahko odrivajo elemente v vodi, v drugih, nasprotno, okrepijo svoje delovanje. Na primer, uporaba aktivne snovi, ustvarjene na osnovi aluminijevega sulfata in železa, lahko doseže trojni učinek: očisti vsebino, jo tudi razželezi in znatno omehča.

Pri uporabi katere koli vrste koagulanta je glavno upoštevati priporočeni odmerek proizvajalca. Premajhen odmerek aktivne snovi bo sprožil reakcijo, vendar ne bo potekala tako intenzivno, kot je potrebno za ustrezno čiščenje. Obloge bodo padale počasi, tekočina pa se ne bo očistila škodljivih primesi.

Poleg tega ob nepravilnem odmerku kosmiči začnejo neenakomerno sedimentirati. Zaradi tega se v vodi tvori veliko mikrokosmičev, ki zaradi majhne velikosti niso ujeti s filtri.

Aktivni reagenti so na trgu na voljo v obliki zrnc, frakcij in kosov ter majhnih brezobličnih ploščic.

Da bi poenostavili nalogo izračuna potrebne količine aktivne snovi, proizvajalci izdajajo koagulante v embalaži z dozirniki, ne da bi pozabili priložiti podrobna navodila za uporabo.

Pogoji za potek procesa

Maksimalna učinkovitost čiščenja odpadnih voda se doseže s celovitim pristopom k reševanju problema. Zato se pri urejanju avtonomnih čistilnih naprav koagulacija uporablja v kombinaciji z mehanskim in biološkim čiščenjem.

V ta namen se gradijo konstrukcije, sestavljene iz vertikalnih usedalnikov, ločenih s pregradami. Zahvaljujoč temu odpadne vode prehajajo večstopenjsko čiščenje. Najprej se usedejo, nato se očistijo z obdelavo z bakterijami, nato vstopijo v komoro, kjer vstopijo v proces koagulacije, in na končni stopnji se filtrirajo.

Koagulant je lahko nameščen v ločeni plastični posodi, obešeni v školjki stranišča, zaradi česar pri vsakem splakovanju delci reagenta skupaj z odpadno vodo vstopijo v sistem.

Montažo specializirane opreme, izračun približnega odmerka potrošnega materiala ter začetni nadzor vseh faz procesa čiščenja odpadnih voda je bolje prepustiti strokovnjakom.

Shema koagulacije vključuje tri glavne faze:

1. Vnos koagulanta v onesnaženo tekočino.
2. Ustvarjanje pogojev za maksimalno interakcijo aktivnega reagenta z nečistočami.
3. Usedanje s kasnejšo filtracijo usedlih delcev.

Nujni pogoj za potek koagulacije je enakost delcev z nasprotnim nabojem. Zato je za dosego želenega rezultata, s katerim dosežemo največje zmanjšanje motnosti odpadne vode, tako pomembno upoštevati koncentracijo uporabljenega reagenta.

Pri uporabi koagulantov za čiščenje odpadnih voda je treba upoštevati, da te snovi delujejo samo pri pozitivni temperaturi.

Delovno območje reagentov se giblje med 10 in 40 °C, in če temperatura preseže to vrednost, začne reakcija potekati veliko počasneje.

Zato je tako pomembno zagotoviti stabilnost segrevanja obdelane vode.

Za pospešitev procesa koagulacije lahko vodi dodajamo snovi, ki tvorijo koloidne disperzne sisteme – flokulante. V ta namen se najpogosteje uporabljajo: škrob, poliakrilamid, aktiviran silikat. Ti se bodo adsorbirali na kosmičih koagulanta in jih spremenili v bolj trdne in večje agregate.

Flokulant se vnese v območje kontaktnega medija 1–3 minute po vnosu koagulanta. Do takrat se zaključijo procesi tvorbe mikrokosmičev in njihova sorpcija usedajočih snovi.

Količina usedline, ki nastaja v kontaktnih rezervoarjih, je odvisna od vrste uporabljenega reagenta in stopnje predhodnega čiščenja odpadnih voda, ki jih je treba obdelati.

V povprečju po mehanskem čiščenju znaša količina usedline na osebo na dan približno 0,08 litra, po prehodu skozi biofiltre – 0,05 l, po obdelavi v aerotanku pa 0,03 litra. Treba ga je le pravočasno odstraniti, ko se rezervoar napolni.

Zaključki in koristen video na to temo

Načelo delovanja koagulanta:

Video predstavitev gospodinjskih koagulirajočih izdelkov:

Z uporabo metode koagulacije boste dobili odlično priložnost, da dosežete visoke rezultate z majhnimi vložki. Če pravilno izberete reagent in ustvarite potrebne pogoje za njegovo uporabo, ne bo težko očistiti odpadne vode številnih primesi in onesnaževal.

Ali imate vprašanja med seznanjanjem s predstavljenimi informacijami? Ali poznate podrobnosti uporabe koagulantov v praksi? Prosimo, delite svoje znanje in vtise ter postavljajte vprašanja v spodnjem bloku.