Koaguliantas nuotekų valymui: kaip pasirinkti + naudojimo taisyklės

Nuotekų vandens valymo būdų yra nemažai. Įrengiant autonomines kanalizacijos sistemas, be įprastų filtrų, galinčių atsijoti kenksmingas medžiagas ir taip padaryti vandenį švaresnį, vis dažniau taikomas nuosėdinis valymo metodas – koaguliacija.

Mes papasakosime, kokiu principu veikia koaguliantas vandens valymui. Šiame straipsnyje išsamiai aprašytos visos praktikoje taikomos rūšys. Jūs sužinosite, į ką reikia atsižvelgti renkantis priemonę ir kaip tinkamai ją naudoti.

Koaguliantų veikimo principas

Koaguliacija – vandens valymo metodas, kai teršiančios dispersinės medžiagos sujungiamos, kad vėliau būtų pašalintos mechaniniu būdu, filtravimu. Teršiančių dalelių sujungimas vyksta įvedant koaguliuojančius reagentus, kurie sukuria sąlygas paprasčiausiam susijusių teršalų pašalinimui iš valomo vandens.

Terminas «coagulatio» iš lotynų kalbos reiškia «sutirštėjimas» arba «sukrešėjimas». Patys koaguliantai yra medžiagos, galinčios cheminės reakcijos metu sukurti netirpius ir mažai tirpius junginius, kuriuos lengviau pašalinti iš vandens sudėties nei dispersinius komponentus.

Medžiagų veikimo principas pagrįstas tuo, kad jų molekulinė forma turi teigiamą krūvį, o dauguma teršalų – neigiamą. Dviejų neigiamų krūvių buvimas nešvarių dalelių atomų struktūroje neleidžia joms susijungti. Dėl šios priežasties nešvarus vanduo visada tampa drumstas.

Į skystį įpylus nedidelį kiekį koagulianto, medžiaga pradeda prie savęs traukti jame esančias suspensijas. Rezultatas: didėjant išsklaidytos šviesos intensyvumui, skystis trumpam tampa drumstesnis. Juk viena koagulianto molekulė gali lengvai pritraukti kelias nešvarumų molekules.

Koaguliantai skatina stabilių ryšių susidarymą tarp smulkių teršalų dalelių ir vandenyje esančių mikrobų

Pritrauktos nešvarumų molekulės pradeda reaguoti su koaguliantu, dėl ko jos susijungia į didelius sudėtingus cheminius junginius. Mažai tirpios, labai porėtos medžiagos palaipsniui nusėda ant dugno baltų nuosėdų pavidalu.

Savininko užduotis yra tik laiku pašalinti nuosėdas, naudojant bet kokį jam prieinamą filtravimo būdą.

Viena prie kitos traukiančios molekulės sudaro dideles daleles, kurios dėl padidėjusio svorio nusėda, o vėliau pašalinamos filtravimo būdu.

Apie preparato veikimo efektyvumą galima spręsti pagal ant dugno susidariusias baltas dribsnių pavidalo nuosėdas – flokulas. Dėl to terminas „flokuliacija“ dažnai vartojamas kaip „koaguliacijos“ sąvokos sinonimas.

Susidarantys dribsniai, kurių dydis gali siekti nuo 0,5 iki 3,0 mm, turi didelį paviršių, pasižymintį aukšta nusėdančių medžiagų sorbecija.

Be nuotekų valymo, koaguliantai naudojami vandens apdorojime baseinuose, techninio ir geriamojo vandens gerinimo procesuose regionuose, kuriuose yra riboti vandens ištekliai. Rekomenduojame susipažinti su koaguliuojančių cheminių kompozicijų galimybėmis, kurių ypatybės aprašytos mūsų svetainėje.

Reagentų naudojimas: už ir prieš

Šiuolaikinės įrangos, skirtos priemaišų neutralizavimui nuotekose, efektyvumas negali pasiekti maksimalaus lygio nepanaudojus reagentų.

Šiuolaikiniai koaguliantai leidžia žymiai padidinti nuotekų valymo proceso intensyvumą ir kokybę. Aukšta reagentų kaina atsiperka dėl daugybės jų privalumų.

Tarp neabejotinų sintetinių koaguliantų naudojimo pranašumų verta išskirti:

• efektyvumą;
• prieinama kaina;
• aukštą valymo kokybę;
• universalų pritaikomumą.

Nuotekos yra stabili agresyvi sistema. Koaguliacija padeda ją suskaidyti, suformuojant stambias daleles, kurios vėliau pašalinamos filtruojant.

Reagentų naudojimas duoda gerų rezultatų pašalinant iš nuotekų suspenduotas ir koloidines daleles.

Iš tiesų, koaguliuojančios fazės dalelės, susidariusios veikiant koaguliantams, yra ir dribsnių susidarymo centras, ir svorio priemonė.

Tačiau nuosėdinis metodas naudojant reagentus nėra be trūkumų. Tarp jų verta paminėti:

• būtinybę griežtai laikytis dozavimo;
• didelio antrinių atliekų kiekio susidarymą, kurias reikia papildomai filtruoti;
• proceso derinimo savo jėgomis sudėtingumą.

Pramoniniu mastu koaguliacijos procesai naudojami visur, jie yra nustatyti į srautą. Norint sukurti sistemą namų sąlygomis, teks įsigyti specialius įrenginius, kurių kaina yra gana didelė.

Dauguma savininkų šią problemą sprendžia naudodami atskirus buitinius koaguliantus, kurie parduodami mažose talpose.

Veikliosios medžiagos tiesiog įpilamos į skystį, o tada nufiltruojamos dugne nusėdusios nuosėdos; tačiau šis procesas yra gana daug darbo reikalaujantis, todėl jo įgyvendinimas užima daug laiko.

Kai kuriais atvejais koaguliacija gali būti atliekama tiesiogiai mechaninėje filtravimo sistemoje. Tam reagentas įvedamas į vamzdyno atkarpą su apdorojamu skysčiu prieš jo padavimą į filtrą. Tokiu atveju į filtravimo sistemą patenka jau pašalinės dalelės, «paverstos» dribsniais.

Pagrindinės koaguliantų rūšys

Yra daug koaguliantų rūšių. Išsamiai išvardyti jų formules straipsnyje neketiname. Apsvarstysime tik dvi pagrindines grupes, kurios, priklausomai nuo žaliavos, skirstomos į organinius ir neorganinius.

Viena koaguliantų kategorija geba pašalinti geležį iš vandens ir iš jo išvesti aliuminio druskas, kita – didinti arba mažinti rūgštingumo rodiklį pH, kai kurie reagentai – duoti kompleksinį poveikį.

Šiandien koaguliantų gamyba užsiima daugybė vietinių ir užsienio kompanijų. Jų gaminami naujos kartos reagentai nuo dar Sovietų Sąjungos laikais gamintų koaguliantų skiriasi pagerintomis techninėmis charakteristikomis.

Organinės natūralios medžiagos

Jos yra specialiai sukurti reagentai, kurie, pagreitindami vandenyje esančių agresyviai nestabilių dalelių sulipimą, padeda palengvinti su jų atskyrimu ir nusodinimu susijusius procesus. Organika padeda skatinti teršalų susijungimą į tankias suspensijas ir emulsijas, kurios palengvina jų pašalinimą iš vandens.

Aukštos molekulinės masės medžiagos gerai kovoja su chloru ir veiksmingai šalina nemalonius skysčio „aromas“, pavyzdžiui: dažnai geležies turinčiame skystyje esantį sieros vandenilio kvapą.

Sąveikaudami su teršalų molekulėmis, organiniai koaguliantai žymiai sumažėja. Pasibaigus reakcijai, jie iškrenta kaip nedidelis nuosėdų kiekis.

Dėl sumažėjusio ant talpyklos dugno besikaupiančių nuosėdų tūrio daug lengviau ir greičiau filtruoti. Sumažėjęs nuosėdų kiekis jokiu būdu neturi įtakos valymo kokybei.

Dėl ribotos žaliavų bazės natūralūs reagentai nebuvo plačiai pritaikyti valant nuotekas pramoniniu mastu. Tačiau buitiniais tikslais jie dažnai naudojami.

Sintetiniai koaguliuojantys junginiai

Šių tipų reagentai gaminami iš mineralinių ir sintetinių elementų. Polimerai skatina aukšto katijoninio krūvio susidarymą, taip paskatindami greitą dribsnių atsiradimą. Jie puikiai sąveikauja su vandeniu, suteikdami jam kompleksinį poveikį: minkštindami jo struktūrą, taip pat pašalindami šiurkščias priemaišas ir druskas.

Didžiausią paplitimą įgijo daugiavalenčių metalų druskos, pagamintos iš geležies arba aliuminio. Geležis naudojama grubiam valymui.

Flokuliantai – antriniai koaguliantai, kurie suspensijas ir emulsijas paverčia dribsniais; jie naudojami kartu su pirminiais koaguliantais. Šis tandemas geba valyti tiek mažas buitinių atliekų porcijas, tiek didelius kiekius, kuriuos sukuria pramonės įmonės.

Tarp geležies junginių populiariausi yra:

• geležies chloridas – higroskopiniai kristalai, turintys tamsų metalinį blizgesį, puikiai pašalina dideles taršos daleles ir lengvai pašalina vandenilio sulfido kvapą;
• geležies sulfatas – kristalinis higroskopinis produktas gerai tirpsta vandenyje ir yra veiksmingas valant kanalizacijos nuotekas.

Dėl mažo klampumo ir mažos molekulinės masės tokie reagentai puikiai tirpsta bet kokiame apdorojamame skystyje.

Iš aliuminio pagrindu sukurtų koaguliantų plačiausiai paplitę:

• aliuminio oksichloridas (OChA) – naudojamas vandeniui, turinčiam didelį organinių natūralių medžiagų kiekį, apdoroti;
• aliuminio hidroksichlorosulfatas (GSChA) – puikiai susidoroja su natūraliomis nuotekų nuosėdomis;
• aliuminio sulfatas – nevalytas techninis produktas pilkai žalios spalvos gabalais naudojamas geriamojo vandens valymui.

Ankstesniais metais polimerai buvo naudojami tik kaip priedas prie neorganinių koaguliantų, juos naudojant kaip stimuliantus, skatinančius greitesnį dribsnių susidarymą. Šiandien šie reagentai vis dažniau naudojami kaip pagrindiniai, pakeičiantys neorganinius.

Jeigu lygintume organines ir sintetines medžiagas, pirmosios laimi tuo, kad veikia daug greičiau. Be to, jos gali veikti beveik bet kurioje šarminėje aplinkoje ir nesireaguoja su chloru.

Norint adsorbuoti vandenyje ištirpusias druskas, sunkiųjų metalų jonus ir kitas suspenduotas medžiagas, organinio reagento porcijos reikės kelis kartus mažiau nei sintetinio analogo (+)

Organiniai veikliosios junginiai laimi ir tuo, kad nekeičia vandens pH rodiklio. Tai leidžia juos naudoti vandens valymui ten, kur yra planktono kolonijų, auga dumbliai ir dideli mikroorganizmai.

Rekomendacijos renkantis priemones

Į koagulianto pasirinkimą nuotekų valymui reikia žiūrėti labai atidžiai. Nors medžiaga nekelia pavojaus žmogaus sveikatai, pagal savo veikimą ji turi gana siaurą specializaciją.

Renkantis koaguliantą nuotekų valymui, galima pasinaudoti ir žinynais, tačiau prieš įsigyjant eksploatacinę medžiagą vis dėlto verta pasikonsultuoti su vandens valymo srities specialistais.

Norėdami apsisaugoti nuo nusivylimo, jei koagulianto naudojimo veiksmingumas būtų mažas, rekomenduojame iš anksto pateikti vandenį analizei. Laboratoriniai tyrimai suteiks informacijos apie sudėtį ir padės nuspręsti dėl tinkamiausio apdorojimo būdo.

Žinant užteršto vandens sudėtį, daug lengviau bus parinkti optimalų koagulianto variantą, kuris padės greitai išspręsti problemą

Koaguliantai – gana specifinės medžiagos. Vienais atvejais jie gali atstumti elementus vandenyje, kitais – priešingai, sustiprinti savo veikimą. Pavyzdžiui, aktyviosios medžiagos, sukurtos iš aliuminio ir geležies sulfato, naudojimas gali suteikti trigubą efektą: išvalyti turinį, taip pat pašalinti geležį ir gerokai suminkštinti.

Naudojant bet kokį koaguliantą, svarbiausia laikytis gamintojo rekomenduojamos dozės. Per maža aktyviosios medžiagos dozė sukels reakciją, tačiau ji vyks ne taip intensyviai, kaip reikia tinkamam valymui. Nuosėdos iškris lėtai, o skystis nebus išvalytas nuo kenksmingų priemaišų.

Be to, pažeidus dozavimą, dribsniai pradeda nusėsti netolygiai. Dėl to vandenyje susidaro daug mikrodribsnių, kurie dėl mažo dydžio nėra sulaikomi filtrų.

Aktyvūs reagentai rinkoje pateikiami granulių, frakcijų ir gabalėlių, taip pat mažų beformių plokštelių pavidalu

Kad būtų lengviau apskaičiuoti reikiamą aktyviosios medžiagos kiekį, gamintojai koaguliantus išleidžia pakuotėse su dozatoriais, nepamiršdami pridėti išsamios naudojimo instrukcijos.

Sąlygos procesui vykti

Maksimalus nuotekų valymo efektyvumas pasiekiamas taikant integruotą požiūrį į problemos sprendimą. Todėl įrengiant autonomines valymo konstrukcijas, koaguliacija taikoma kartu su mechaniniu ir biologiniu valymu.

Tam statomos konstrukcijos, sudarytos iš vertikalių nusodintuvų, atskirtų pertvaromis. Dėl to nuotekos yra daugiapakopiai valomos. Pirmiausia jos nusėda, tada valomos bakterijų perdirbimu, po to patenka į kamerą, kurioje vyksta koaguliacija, o paskutiniame etape filtruojamos.

Koaguliantas gali būti dedamas į atskirą plastikinį konteinerį, pakabintą klozeto dubenyje, todėl kiekvieno nuleidimo metu reagento dalelės patenka kartu su nuotekomis į sistemą

Specializuotos įrangos montavimą, apytikslės eksploatacinių medžiagų dozės apskaičiavimą ir pradinę visų nuotekų valymo proceso etapų kontrolę geriau patikėti profesionalams.

Koaguliacijos schema apima tris pagrindinius etapus:

1. Koagulianto įterpimas į užterštą skystį.
2. Sąlygų sudarymas maksimaliam aktyviojo reagento sąveikai su priemaišomis.
3. Nusodinimas su vėlesniu nusėdusių dalelių filtravimu.

Būtina koaguliacijos vyksmo sąlyga yra priešingo krūvio dalelių lygybė. Todėl, norint užtikrinti norimo rezultato pasiekimą, gavus didžiausią nuotekų drumstumo sumažėjimą, labai svarbu laikytis naudojamo reagento koncentracijos.

Naudojant koaguliantus nuotekų valymui, reikia atsižvelgti, kad šios medžiagos veikia tik esant teigiamai temperatūrai.

Reagentų darbinis diapazonas svyruoja nuo 10 iki 40°C, o jei temperatūra viršija šį rodiklį, reakcija pradeda vykti daug lėčiau.

Todėl labai svarbu užtikrinti apdorojamo vandens šildymo stabilumą.

Siekiant pagreitinti koaguliacijos procesą, į vandens sudėtį galima pridėti medžiagų, galinčių sudaryti koloidines dispersines sistemas – flokuliantus. Šiam tikslui dažniausiai naudojami: krakmolas, poliakrilamidas, aktyvintas silikatas. Jie adsorbuosis ant koagulianto dribsnių, paversdami juos tvirtesniais ir didesniais agregatais.

Flokuliantas įvedamas į kontaktinės terpės zoną praėjus 1-3 minutėms nuo koagulianto įvedimo. Iki to laiko mikrodribsnių susidarymo procesai ir po jų sekanti nusodinančių medžiagų sorbcija baigiasi.

Kontaktiniuose rezervuaruose iškrentančių nuosėdų kiekis priklauso nuo naudojamo reagento tipo ir apdorotinų nuotekų išankstinio valymo laipsnio.

Vidutiniškai po mechaninio valymo nuosėdų tūris vienam žmogui per parą sudaro apie 0,08 litro, po biofiltrų – 0,05 l, o po apdorojimo aerotanke – 0,03 litro. Jį reikia tik laiku pašalinti, kai rezervuaras prisipildo.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Koagulianto veikimo principas:

Buitinių koaguliuojančių produktų vaizdo pristatymas:

Taikydami koaguliacijos metodą, gausite puikią galimybę pasiekti aukštų rezultatų su nedidelėmis investicijomis. Tinkamai pasirinkę reagentą ir sukūrę būtinas jo veikimo sąlygas, be vargo išvalysite nuotekas nuo daugybės priemaišų ir teršalų.

Ar kilo klausimų susipažįstant su mūsų pateikta informacija? Žinote koaguliantų naudojimo praktikoje subtilybių? Prašome, dalinkitės žiniomis ir įspūdžiais, taip pat užduokite klausimus žemiau esančiame bloke.