Каковы основы действия флокулянтов на обрабатываемую воду?

 

Правильно подобранный флокулянт отвечает следующим параметрам воды:

 

- заряду взвешенных частиц;
- концентрацией растворенных солей;
- следующей за флокуляцией стадией обработки воды.

 

Заряд молекулы флокулянта взаимодействует с зарядом взвешенных частиц (противоположные притягиваются!). Ионы солей блокируют рабочие группы флокулянта по тому же правилу снижая уровень его заряда. В случае положительного заряда частиц используются флокулянты анионного типа, а при отрицательном - катионного. Неионные флокулянты применяются для флокуляции частиц, имеющих практически нейтральный заряд, например при осаждении гидрооксидов цветных и тяжелых металлов. Определять предварительно заряд частиц или нет - зависит от постановки задачи.

В общем случае, чем более крупные частицы должны быть осаждены, тем более высокомолекулярный флокулянт должен быть подобран. Это объясняется просто: длинная молекула флокулянта должна быть способна закрепиться на двух частицах взвешенного, а при недостаточных линейных размерах молекулы флокулянта она не в состоянии закрепиться на нескольких частицах. При этом чем выше молекулярная масса используемого флокулянта, тем меньше его рабочая дозировка  и эффект очистки.

Концентрации флокулянтов тем выше, чем ниже температура обрабатываемой воды. Это связано с тем, что взвешенные частицы при повышении температуры могут агрегировать самостоятельно. Следует учитывать, что в летний период, если температура обрабатываемой воды повышается, дозировку флокулянтов теоретически можно снизить. Это поможет соответственно снизить расходы на обработку воды.

Следующая за флокуляцией и коагуляцией стадия обработки воды определяет молекулярную массу флокулянта. Очистка воды - это всегда отделение твердого от жидкого. Если для этого используется флотация или фильтрации на скором фильтру применяются флокулянты с меньшей молекулярной массой. При гравитационном разделении используются высокомолекулярные флоккулирующие реагенты Праестол, так как с их помощью образуются более крупные и плотные хлопьевидные осадки.   

 

Зачем при использовании флокулянтов Praestol рекомендуют использовать также и коагулянты?

 

Совместное применение коагулянтов и флокулянтов позволяет регулировать (то есть снижать!) дозировку флокулянтов, ускоряя выпадение осадка в более широком температурном диапазоне с образованием более крупных частиц осадка. Коагулянт также способен действовать на коллоидные и растворенные вещества, заставляя их переходить во взвешенное состояние и выпадать в осадок вместе со взвешенными частицами.

 

Дозировка коагулянта

 

Дозировка коагулянта обычно в разы больше дозировки флокулянта. Коагулянт в этом случае способствует образованию значительно меньшего объема осадка, обладающего при этом высоким уровнем влагоотдачи, чем при использовании только флокулянта Praestol. Разумеется, чем выше концентрация загрязняющих веществ, растворенных в сточной воде, тем более высокие дозировки коагулянтов и флокулянтов должны быть рекомендованы.

 

 

Флокулянты с высоким зарядом и низким зарядом

 

Чем выше заряд флокулянта, тем больше количество ионогенных групп в макромолекуле, приходящихся на единичную длину участка макромолекулы. Казалось бы, нужно использовать наиболее высокозаряженные флокулянты, которые, даже при низком молекулярном весе, увеличат эффект очистки и будут способствовать снижению требуемой дозы.Однако это не всегда так, поскольку высоких заряд молекулы флокулянта не всегда позволяет ей с наибольшей эффективностью провзаимодействовать с частицей, взвешенной в воде.

 

С чего начинают подбор флокулянтов Praestol и коагулянтов PAX

 

Подбор коагулянтов и флокулянтов, а так же их сочетаний, начинают с моделирования в лаборатории условий реального их применения, затем проводят  пробное коагулирование отобранных проб сточной воды. Оно должно проводиться при одинаковых условиях с производственными условиями! Сам лабораторный метод пробного коагулирования заключается в обработке проб сточной воды в цилиндрах, или стаканах, химическими реагентами при одинаковых условиях, соответствующих стандартному режиму перемешивания.

При подборе реагентов для действующих установок очистки сточной воды, он должен моделировать существующий режим физико-химической очистки. Обычно перемешивание проводят, чередуя высокую скорость, способствующую распределению реагента по всему объему пробы, и низкой, при которой создаются условия формирования плотного осадка, обладающего хорошей склонностью к осаждению. Перемешивание может производиться с помощью магнитной мешалки, или стеклянной палочки. Стандартный режим перемешивания составляет 180 об/мин одну минуту, и 50 об/мин в течение следующих десяти минут, при этом должно наблюдаться образование крупных хлопьевидных агрегатов. Тем не менее, всегда нужно учитывать при моделировании условия реального производства.

 

Основные критерии оценки действия флокулянтов - визуальные - мутность, в случае преобладания взвешенных и коллоидных веществ, и цветность – при преобладании растворенных веществ, придающих окраску сточной воде. Эти наблюдения также служат для определения оптимальной дозы выбранного реагента. Эффективность того, или иного реагента определяется исходя из минимального времени осаждения или всплывания хлопьев образующегося осадка, а также качестве очистки воды. После периода отстаивания образовавшегося осадка, который составляет обычно около получаса, оценивается визуальный эффект воздействия исследуемого реагента.

Учитывают:

- мутность;
- цветность;
- концентрации нефтепродуктов и взвешенных веществ;
- концентрации других загрязнений;
- объем и качество образованного осадка. Осадок предпочтительнее наиболее твердый.

Квалифицированные производители флокулянтов, например Praestol, проводят испытания на специальных установках, обеспечивающих одновременное тестирование различных реагентов в одинаковых условиях. Для исследования применения коагулянта, или флокулянта методом пробной коагуляции используются лабораторные мерные цилиндры, или стаканы, емкость которых может составлять от полулитра до двух литров. Это позволяет увеличить точность и снизить время подбора флокулянта.

 

Какие обычно используют дозировки флокулянтов и коагулянтов

 

Коагулянты используют в виде водных растворов в диапазоне концентраций 5-10%. Дозировка коагулянта обычно обеспечивает минимальную концентрацию около 50 мг/л по оксиду алюминия, или оксиду железа. Для сульфата алюминия в порошкообразной форме и 40 % раствора хлорида трехвалентного железа эта доза может составлять от 40 до 300 мг/л, в зависимости от степени загрязнения сточной воды.

Флокулянты используют как  0,1 - 0,05% водные растворы.

Для флокулянтов с низким молекулярным весом доза реагента около 7 мг/л, а для высокомолекулярных около 3 мг/л. Чем выше загрязненность воды - тем выше дозировка флокулянта Praestol.

При расчете дозировки раствора учитывают:  дозировку товарного коагулянта, которую необходимо ввести в сточную воду; дозировку реагента по активному веществу; концентрацию активного вещества в реагенте.

 

Как оценивать результаты испытаний

 

Очень мелкий, рыхлый осадок свидетельствует либо о недостаточном периоде перемешивания или уровне рН среды, либо, при коррекции этих показателей, о недостаточности дозы реагента или неправильном подборе флокулянтов Praestol.

Осадок слишком влажный, липкий, плохо отдающий воду - свидетельствует о неправильном выборе флокулянта.

Низкая скорость отделения воды от осадка свидетельствует о неправильной дозировке флокулянта или коагулянта, их следует увеличить.

На второй (медленной) стадии перемешивания, следует оценить эффективность действия флокулянта по скрости образования хлопьев осадка. При подборе комбинации реагентов следует обращать внимание на то, чтобы выбрать ту комбинацию, которая обеспечивает минимальную длительность стадий осаждения.

Скорость гравитационного разделения осадка (осаждения в мерном цилиндре). Эта характеристика оценивается сравнением времени осаждения воды с реагентами и без.

При применении коагулянтов на основе хлоридов алюминия или железа, кислотность воды растет. Для нейтрализации для нейтрализации кислоты добавляют щелочь.

Оптимальная дозировка флокулянта и коагулянта определяется как то количество, при котором достигается самая большая, или же требуемая, степень очистки сточной воды при самом меньшем времени осаждения.

Сравнивая показатели рН осадка и осветленной воды, также определяют эффективность действия коагулянта. Минимальная разница между ними указывает на оптимальную дозу коагулирующего реагента.

Определение оптимальной дозы совместно используемого флокулянта также проводится по результатам отстаивания и анализа очищенной воды.