Koagulants notekūdeņu attīrīšanai: kā izvēlēties + lietošanas noteikumi

Ir daudz veidu, kā attīrīt notekūdeņus.Ierīkojot autonomos kanalizācijas tīklus, papildus ierasto filtru uzstādīšanai, kas spēj izfiltrēt kaitīgās vielas un vienlaikus padarīt ūdeni tīrāku, arvien vairāk tiek izmantota nokrišņu attīrīšanas metode - koagulācija.

Mēs jums pateiksim, pēc kāda principa koagulants darbojas ūdens attīrīšanai. Pārskatīšanai piedāvātajā rakstā ir sīki aprakstītas visas praksē izmantotās šķirnes. Uzzināsiet, kas jāņem vērā, izvēloties produktu un kā to pareizi lietot.

Kā darbojas koagulanti

Koagulācija ir ūdens attīrīšanas metode ar izkliedētu piesārņotāju adhēziju, lai pēc tam tos noņemtu ar mehānisku metodi, filtrēšanu. Piesārņojošo daļiņu kombinācija rodas koagulējošo reaģentu ievadīšanas dēļ, radot apstākļus vienkāršākai saistīto piesārņotāju izvadīšanai no attīrītā ūdens.

Termins "coagulatio" tulkojumā no latīņu valodas nozīmē "sabiezēšana" vai "koagulācija". Koagulanti paši par sevi ir vielas, kas ķīmiskās reakcijas rezultātā var radīt nešķīstošus un nedaudz šķīstošus savienojumus, kas ir vienkāršāk un vieglāk noņemami no ūdens nekā izkliedētie komponenti.

Vielu darbības princips ir balstīts uz to, ka to molekulārajai formai ir pozitīvs lādiņš, savukārt lielākajai daļai piesārņotāju ir negatīvs lādiņš. Divu negatīvu lādiņu klātbūtne netīro daļiņu atomu struktūrā neļauj tiem savienoties. Šī iemesla dēļ netīrais ūdens vienmēr kļūst duļķains.

Tajā brīdī, kad šķidrumam tiek pievienota neliela koagulanta daļa, viela sāk piesaistīt tajā esošās suspensijas.Tā rezultātā, palielinoties izkliedētās gaismas intensitātei, šķidrums uz īsu laiku kļūst duļķains. Galu galā viena koagulanta molekula var viegli piesaistīt vairākas netīrumu molekulas.

Koagulanti provocē stabilu saišu veidošanos starp mazām piesārņotāju daļiņām un mikrobiem, kas atrodas ūdenī

Pievilktās netīrumu molekulas sāk reaģēt ar koagulantu, kā rezultātā tās apvienojas lielos sarežģītos ķīmiskos savienojumos. Viegli šķīstošās ļoti porainas vielas pakāpeniski nosēžas apakšā baltu nogulumu veidā.

Īpašnieka uzdevums ir tikai savlaicīgi noņemt nogulsnes, izmantojot jebkuru no viņam pieejamajiem filtrācijas veidiem.

Savstarpēji piesaistītās molekulas veido lielas daļiņas, kuras to palielinātā svara dēļ nosēžas un pēc tam tiek noņemtas filtrējot.

Par zāļu efektivitāti var spriest pēc nogulšņu veidošanās apakšā baltu pārslveida veidojumu – floku veidā. Sakarā ar to terminu “flokulācija” bieži lieto kā sinonīmu jēdzienam “koagulācija”.

Iegūtajām pārslām, kuru izmērs var sasniegt no 0,5 līdz 3,0 mm, ir liels virsmas laukums ar augstu nogulsnēto vielu sorbciju.

Papildus notekūdeņu attīrīšanai tiek izmantoti koagulanti baseina ūdens apstrāde, rūpnieciskā un dzeramā ūdens attīrīšanā reģionos ar ierobežotiem ūdens resursiem. Mēs iesakām iepazīties ar ķīmisko sastāvu koagulācijas iespējām, kuru īpašības ir aprakstītas mūsu vietnē.

Reaģentu izmantošana: plusi un mīnusi

Mūsdienu iekārtu efektivitāte notekūdeņu piemaisījumu neitralizēšanai nespēj sasniegt maksimālo līmeni bez reaģentu izmantošanas.

Mūsdienu koagulanti var ievērojami palielināt notekūdeņu attīrīšanas procesa intensitāti un kvalitāti. Reaģentu augstās izmaksas kompensē vairākas to priekšrocības.

Starp sintētisko koagulantu lietošanas nenoliedzamajām priekšrocībām ir vērts izcelt:

• efektivitāte;
• pieņemama cena;
• augstas kvalitātes tīrīšana;
• pielietojuma daudzpusība.

Notekūdeņi ir pastāvīgi agresīva sistēma. Un koagulācija palīdz to iznīcināt, veidojot lielas daļiņas, lai pēc tam tās varētu noņemt filtrējot.

Reaģentu izmantošana dod labus rezultātus suspendēto un koloidālo daļiņu atdalīšanai no notekūdeņiem.

Būtībā koagulācijas fāzes daļiņas, kas veidojas koagulantu ietekmē, ir gan flokulācijas centrs, gan svēršanas līdzeklis.

Bet nogulsnēšanas metode, izmantojot reaģentus, nav bez trūkumiem. Tie ietver:

• nepieciešamība stingri ievērot devu;
• liela apjoma sekundāro atkritumu veidošanās, kam nepieciešama papildu filtrēšana;
• procesa patstāvīgas iestatīšanas sarežģītība.

Rūpnieciskā mērogā koagulācijas procesus izmanto visur, tie tiek iedarbināti. Lai uzstādītu sistēmu mājās, jums būs jāiegādājas īpašas instalācijas, kuru izmaksas ir diezgan augstas.

Lielākā daļa īpašnieku šo problēmu risina, izmantojot atsevišķus mājsaimniecības tipa koagulantus, kurus pārdod maza tilpuma traukos.

Aktīvās sastāvdaļas vienkārši pievieno šķidrumam, un tad nogulsnes, kas nokrīt apakšā, tiek filtrētas; bet šis process ir diezgan darbietilpīgs un tāpēc tā īstenošanai tiek veltīts daudz laika

Dažos gadījumos koagulāciju var veikt tieši iekšā mehāniskā filtrēšanas sistēma. Lai to izdarītu, reaģents tiek ievadīts cauruļvada daļā ar apstrādājamo šķidrumu pirms vietas, kur tas tiek piegādāts filtram. Un šajā gadījumā svešas daļiņas nonāk filtrēšanas sistēmā un tiek “pārvēršas” pārslās.

Galvenie koagulantu veidi

Ir daudz veidu koagulantu. Mēs rakstā neuzskaitīsim to formulas sīkāk. Apskatīsim tikai divas galvenās grupas, kuras atkarībā no izejvielām iedala organiskajās un neorganiskajās.

Viena koagulantu kategorija spēj aizturēt ūdeni un noņemt no tā alumīnija sāļus, cita var paaugstināt vai samazināt skābes pH, un dažiem reaģentiem var būt sarežģīta iedarbība.

Mūsdienās daudzi vietējie un ārvalstu uzņēmumi nodarbojas ar koagulantu ražošanu. Viņu ražotie jaunās paaudzes reaģenti atšķiras no Padomju Savienības laikā ražotajiem koagulantiem ar uzlabotām tehniskajām īpašībām.

Organiskas dabīgas vielas

Tie ir īpaši radīti reaģenti, kas, paātrinot ūdenī esošo agresīvi nestabilo daļiņu saķeri, palīdz atvieglot procesus, kas saistīti ar to atdalīšanu un sedimentāciju. Organiskās vielas palīdz stimulēt piesārņojošo vielu apvienošanos blīvās suspensijās un emulsijās, atvieglojot to izvadīšanu no ūdens.

Augstmolekulārās vielas labi cīnās ar hloru un efektīvi novērš nepatīkamās “smaržas” šķidrumos, piemēram: sērūdeņraža smaku, kas bieži sastopama dzelzs saturošajos šķidrumos.

Mijiedarbojoties ar piesārņojošo vielu molekulām, organisko koagulantu izmērs ievērojami samazinās. Pēc reakcijas tie izgulsnējas kā neliels daudzums nogulšņu.

Samazinot nogulumu daudzumu, kas uzkrājas konteinera apakšā, to ir daudz vieglāk un ātrāk filtrēt. Tajā pašā laikā samazinātais nosēdumu daudzums nekādi neietekmē tīrīšanas kvalitāti.

Ierobežotās izejvielu bāzes dēļ dabiskie reaģenti nav atraduši plašu pielietojumu notekūdeņu attīrīšanā rūpnieciskā mērogā. Bet tos bieži izmanto mājsaimniecības vajadzībām.

Sintētiskie koagulējošie savienojumi

Šāda veida reaģenti ir izveidoti uz minerālu un sintētisku elementu bāzes. Polimēri veicina augsta katjonu lādiņa veidošanos, tādējādi stimulējot ātru floku parādīšanos. Tie labi mijiedarbojas ar ūdeni, sarežģīti iedarbojoties uz to: mīkstinot tā struktūru, kā arī atbrīvojoties no rupjiem piemaisījumiem un sāļiem.

Visplašāk izmantotie sāļi ir daudzvērtīgie metālu sāļi uz dzelzs vai alumīnija bāzes. Dzelzs tiek izmantots rupjai tīrīšanai.

Flokulanti ir sekundārie koagulanti, kas pārveido suspensijas un emulsijas pārslās un tiek izmantoti kopā ar primārajiem koagulantiem.Tandēms spēj iztīrīt gan nelielas sadzīves atkritumu porcijas, gan lielus rūpniecības uzņēmumu radītos atkritumus

Starp dzelzs savienojumiem populārākie ir:

• dzelzs hlorīds - higroskopiski kristāli ar tumšu metālisku spīdumu, lieliski noņem lielas piesārņotāju daļiņas un viegli novērš sērūdeņraža smaku;
• Dzelzs sulfāts ir kristālisks, higroskopisks produkts, kas labi šķīst ūdenī un efektīvi attīra notekūdeņus.

Zemā viskozitātes līmeņa un zemās molekulmasas dēļ šādi reaģenti lieliski šķīst jebkura veida apstrādājamā šķidrumā.

No koagulantiem, kas izveidoti uz alumīnija bāzes, visplašāk izmantotie ir:

• alumīnija oksohlorīds (OXA) – izmanto ūdens attīrīšanai ar augstu organisko dabas vielu saturu;
• alumīnija hidroksohlorsulfāts (HCHA) - labi tiek galā ar dabisko notekūdeņu nogulsnēm;
• Alumīnija sulfāts - dzeramā ūdens attīrīšanai tiek izmantots neattīrīts tehniskais produkts pelēkzaļu gabaliņu veidā.

Iepriekšējos gados polimēri tika izmantoti tikai kā piedeva neorganiskajiem koagulantiem, izmantojot tos kā stimulatorus, lai paātrinātu floku veidošanos. Mūsdienās šos reaģentus arvien vairāk izmanto kā pamata reaģentus, aizstājot neorganiskos.

Ja salīdzinām organiskās un sintētiskās vielas, pirmās uzvar, jo tās darbojas daudz ātrāk. Turklāt tie spēj darboties gandrīz jebkurā sārmainā vidē un nesadarbojas ar hloru.

Sāļu, smago metālu jonu un citu ūdenī izšķīdinātu suspendētu vielu adsorbcijai organiskā reaģenta daļa būs nepieciešama vairākas reizes mazāka nekā sintētiskā analoga (+)

Organiski aktīvie savienojumi gūst labumu arī no tā, ka tie nemaina pH līmeni ūdenī.Tas ļauj tos izmantot ūdens attīrīšanai, kur atrodas planktona kolonijas, aug aļģes un lieli mikroorganismi.

Ieteikumi līdzekļu izvēlei

Koagulanta izvēle notekūdeņu attīrīšanai ir jāpieiet ļoti uzmanīgi. Galu galā, lai gan viela nerada briesmas cilvēka veselībai, tās darbībai ir diezgan šaura specializācija.

Izvēloties koagulantu notekūdeņu attīrīšanai, varat izmantot arī uzziņu grāmatas, taču pirms palīgmateriālu iegādes tomēr jākonsultējas ar profesionāļiem, kas specializējas ūdens attīrīšanas jomā.

Lai pasargātu sevi no vilšanās zemas koagulanta lietošanas efektivitātes gadījumā, mēs iesakām vispirms nodot ūdeni analīzei. Laboratorijas pētījumi sniegs priekšstatu par sastāvu un palīdzēs noteikt piemērotāko ārstēšanas veidu.

Zinot piesārņotā ūdens sastāvu, būs daudz vieglāk izvēlēties optimālo koagulanta variantu, kas palīdzēs ātri atrisināt problēmu

Koagulanti ir diezgan specifiskas vielas. Dažos gadījumos tie spēj atgrūst elementus no ūdens, citos, gluži pretēji, uzlabo to iedarbību. Piemēram, aktīvās vielas, kuras pamatā ir alumīnijs un dzelzs sulfāts, izmantošanai var būt trīskāršs efekts: iztīrīt saturu, kā arī atlikt to un ievērojami mīkstināt.

Lietojot jebkura veida koagulantus, galvenais ir ievērot ražotāja ieteikto devu. Pārāk maza aktīvās vielas daļa izraisīs reakciju, taču tā nenotiks tik intensīvi, cik nepieciešams pareizai tīrīšanai. Nogulsnes izkritīs lēnām, un šķidrums netiks attīrīts no kaitīgiem piemaisījumiem.

Turklāt, ja tiek pārkāpta deva, pārslas sāk nosēsties nevienmērīgi.Šajā sakarā ūdenī veidojas daudzas mikropārslas, kuras to mazā izmēra dēļ filtri neuztver.

Tirgū esošie aktīvie reaģenti ir granulu, frakciju un gabaliņu, kā arī mazu bezveidīgu plākšņu veidā.

Lai vienkāršotu vajadzīgā aktīvās vielas daudzuma aprēķināšanas uzdevumu, ražotāji ražo koagulantus iepakojumos, kas aprīkoti ar dozatoriem, neaizmirstot iekļaut detalizētas lietošanas instrukcijas.

Nosacījumi procesa norisei

Maksimālā notekūdeņu attīrīšanas efektivitāte tiek sasniegta, izmantojot integrētu pieeju problēmas risināšanai. Tāpēc, izbūvējot autonomas attīrīšanas iekārtas, koagulāciju izmanto kombinācijā ar mehānisko un bioloģisko attīrīšanu.

Šim nolūkam tiek uzceltas konstrukcijas, kas sastāv no vertikālām nostādināšanas tvertnēm, kas atdalītas ar starpsienām. Pateicoties tam, notekūdeņi tiek attīrīti vairākos posmos. Vispirms tie nosēžas, pēc tam tiek attīrīti, apstrādājot baktērijas, pēc tam tās nonāk kamerā, kur tās nonāk koagulācijas procesā un beidzot tiek filtrētas.

Koagulantu var novietot atsevišķā plastmasas traukā, kas piekārts tualetes podā, lai ar katru skalošanu reaģenta daļiņas nonāktu sistēmā kopā ar notekūdeņiem.

Specializētā aprīkojuma uzstādīšanu, aptuvenās palīgmateriālu devas aprēķināšanu un sākotnējo kontroli visos notekūdeņu attīrīšanas procesa posmos labāk uzticēt profesionāļiem.

Koagulācijas shēma ietver trīs galvenos posmus:

1. Koagulanta pievienošana piesārņotam šķidrumam.
2. Radīt apstākļus maksimālai aktīvā reaģenta mijiedarbībai ar piemaisījumiem.
3. Nosēdināšana, kam seko nosēdušo daļiņu filtrēšana.

Nepieciešams nosacījums, lai notiktu koagulācija, ir daļiņu vienlīdzība ar pretējiem lādiņiem. Tāpēc, lai nodrošinātu vēlamā rezultāta sasniegšanu, iegūstot vislielāko notekūdeņu duļķainības samazināšanos, tik svarīgi ir saglabāt izmantotā reaģenta koncentrāciju.

Izmantojot koagulantus notekūdeņu attīrīšanai, jāņem vērā, ka šīs vielas darbojas tikai temperatūrā virs nulles.

Reaģentu darbības diapazons svārstās no 10 līdz 40°C, un, ja temperatūra pārsniedz šo vērtību, reakcija sāk noritēt daudz lēnāk.

Tāpēc ir tik svarīgi nodrošināt stabilu attīrītā ūdens sildīšanu.

Lai paātrinātu koagulācijas procesu, ūdenim var pievienot vielas, kas var veidot koloidālās dispersijas sistēmas – flokulantus. Šim nolūkam visbiežāk izmanto: cieti, poliakrilamīdu, aktivētu silikātu. Tie tiks adsorbēti uz koagulantu pārslām, pārvēršot tās stiprākos un lielākos agregātos.

Flokulants tiek ievadīts kontaktvides zonā 1-3 minūtes pēc koagulanta ievadīšanas. Līdz tam laikam ir pabeigti mikropārslu veidošanās procesi un sekojošā izgulsnējušo vielu sorbcija.

Kontakttvertnēs nogulsnēto nogulšņu daudzums ir atkarīgs no izmantotā reaģenta veida un attīrāmo notekūdeņu priekšattīrīšanas pakāpes.

Vidēji pēc mehāniskās apstrādes dūņu tilpums uz vienu cilvēku dienā ir aptuveni 0,08 litri, pēc izlaišanas caur biofiltriem - 0,05 litri un pēc apstrādes aerācijas tvertnē - 0,03 litri. Tas ir jānoņem tikai laikā, kad tvertne piepildās.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Koagulanta darbības princips:

Sadzīves koagulācijas produktu video prezentācija:

Izmantojot koagulācijas tehniku, jums būs lieliska iespēja ar nelieliem ieguldījumiem sasniegt augstus rezultātus. Pārdomāti izvēloties reaģentu un radot tā darbībai nepieciešamos apstākļus, nebūs grūti vienlaikus attīrīt notekūdeņus no daudziem piemaisījumiem un sārņiem.

Vai, lasot mūsu sniegto informāciju, radās kādi jautājumi? Vai jūs zināt koagulantu lietošanas sarežģījumus praksē? Lūdzu, dalieties savās zināšanās un iespaidos, kā arī uzdodiet jautājumus zemāk esošajā blokā.