Koagulant za pročišćavanje otpadnih voda: kako odabrati + pravila korištenja

Načina pročišćavanja otpadnih voda ima mnogo. Pri uređenju autonomnih kanalizacijskih mreža, osim ugradnje uobičajenih filtera koji mogu izdvojiti štetne tvari i pritom učiniti vodu čišćom, sve se češće primjenjuje taložna metoda pročišćavanja – koagulacija.

Reći ćemo vam po kojem principu djeluje koagulant za pročišćavanje vode. U članku koji vam je na uvid detaljno su opisane sve vrste koje se primjenjuju u praksi. Saznat ćete što treba uzeti u obzir pri odabiru sredstva i kako ga pravilno koristiti.

Princip rada koagulanata

Koagulacija je metoda pročišćavanja vode povezivanjem zagađujućih disperznih tvari radi naknadnog uklanjanja mehaničkim putem, filtracijom. Ujedinjavanje zagađujućih čestica događa se uvođenjem koagulirajućih reagensa koji stvaraju uvjete za najjednostavnije uklanjanje vezanih zagađivača iz pročišćavane vode.

Izraz «coagulatio» u prijevodu s latinskog označava «zgušnjavanje» ili «sgrušavanje». Sami koagulanti su tvari koje kemijskom reakcijom mogu stvoriti netopljive i slabo topljive spojeve koje je lakše i jednostavnije izvesti iz sastava vode nego disperzne komponente.

Princip rada tvari temelji se na tome što njihov molekularni oblik ima pozitivan naboj, dok većina onečišćenja ima negativan naboj. Prisutnost dva negativna naboja u strukturi atoma prljavih čestica ne dopušta im da se povežu. Zbog toga prljava voda uvijek postaje mutna.

U trenutku dodavanja male količine koagulanta u tekućinu, tvar počinje privlačiti prisutne suspenzije. Kao rezultat: s povećanjem intenziteta raspršene svjetlosti, tekućina na kratko vrijeme postaje mutnija. Naime, jedna molekula koagulanta lako može privući nekoliko molekula prljavštine.

Koagulanti potiču stvaranje stabilnih veza između sitnih čestica onečišćenja i mikroba prisutnih u vodi

Privučene molekule prljavštine počinju reagirati s koagulantom, zbog čega se ujedinjuju u velike složene kemijske spojeve. Slabo topljive, visokoporozne tvari postupno se talože na dno u obliku bijelog taloga.

Zadatak vlasnika je samo da na vrijeme ukloni talog, koristeći bilo koji dostupni tip filtracije.

Molekule koje se međusobno privlače tvore velike čestice koje se zbog svoje povećane težine talože, a zatim se uklanjaju filtracijom.

O učinkovitosti djelovanja pripravka može se suditi po stvaranju taloga na dnu u obliku bijelih pahuljastih tvorevina – flokula. Zbog toga se termin "flokulacija" često koristi kao sinonim za pojam "koagulacija".

Nastale pahuljice, čija veličina može doseći od 0,5 do 3,0 mm, imaju veliku površinu s visokom sorpcijom taloženih tvari.

Osim pročišćavanja otpadnih voda, koagulanti se koriste u obradi vode u bazenima, u pripremi tehničke i pitke vode u regijama s ograničenim vodnim resursima. Preporučujemo da se upoznate s mogućnostima koagulirajućih kemijskih sastava, čije su značajke opisane na našoj web stranici.

Primjena reagensa: za i protiv

Učinkovitost moderne opreme za neutralizaciju nečistoća u otpadnim vodama ne može dosegnuti maksimalnu razinu bez korištenja reagensa.

Suvremeni koagulanti omogućuju znatno povećanje intenziteta i kvalitete procesa pročišćavanja otpadnih voda. Visoka cijena reagensa isplaćuje se nizom prednosti koje posjeduju.

Među neospornim prednostima primjene sintetskih koagulanata valja istaknuti:

• učinkovitost;
• pristupačna cijena;
• visoka kvaliteta pročišćavanja;
• svestranost primjene.

Otpadne vode predstavljaju stabilan agresivan sustav. A uništiti ga, formirajući krupne čestice kako bi ih se potom uklonilo filtracijom, pomaže koagulacija.

Primjena reagensa daje dobre rezultate u uklanjanju suspendiranih i koloidnih čestica iz otpadnih voda.

U biti, čestice koagulirajuće faze, formirane pod djelovanjem koagulanata, istovremeno su i središte stvaranja pahuljica i otežavatelj.

Ali taložna metoda s primjenom reagensa nije lišena nedostataka. Među njih valja ubrojiti:

• potreba strogog pridržavanja doziranja;
• stvaranje velike količine sekundarnog otpada koji zahtijeva dodatnu filtraciju;
• zahtjevnost uspostavljanja procesa vlastitim snagama.

U industrijskim razmjerima procesi koagulacije koriste se posvuda, oni su postavljeni na tok. Za uspostavljanje sustava u kućnim uvjetima morat će se nabaviti posebni uređaji, čija je cijena prilično visoka.

Većina vlasnika rješava ovo pitanje primjenom pojedinačnih koagulanata kućnog tipa, koji se prodaju u posudama malog volumena.

Djelatne tvari se jednostavno dodaju u tekućinu, a zatim se filtrira talog koji je pao na dno; ali taj proces je prilično zahtjevan i stoga se na njegovu provedbu troši puno vremena.

U nekim slučajevima koagulacija se može provoditi izravno u mehaničkom filtracionom sustavu. U tu svrhu reagens se uvodi u dionicu cjevovoda s tekućinom koja se obrađuje prije mjesta njezina dovoda na filtar. I u ovom slučaju u filtracioni sustav dolaze već strane čestice, «pretvorene» u pahuljice.

Osnovne vrste koagulanata

Postoji mnogo varijanti koagulanata. Nećemo detaljno nabrajati njihove formule u članku. Razmotrit ćemo samo dvije glavne skupine koje se ovisno o sirovini dijele na organske i anorganske.

Jedna kategorija koagulanata sposobna je ukloniti željezo iz vode i iz nje izbaciti soli aluminija, druga – povećati ili smanjiti kiselinski pokazatelj pH, neki reagensi – imati složeni učinak.

Danas se proizvodnjom koagulanata bave mnoge domaće i strane kompanije. Reagensi nove generacije koje proizvode razlikuju se od koagulanata proizvedenih još u Sovjetskom Savezu po poboljšanim tehničkim karakteristikama.

Organske prirodne tvari

One su posebno stvoreni reagensi koji ubrzavanjem lijepljenja prisutnih agresivno nestabilnih čestica u vodi olakšavaju procese povezane s njihovim odvajanjem i taloženjem. Organske tvari pomažu potaknuti udruživanje onečišćivača u guste suspenzije i emulzije, olakšavajući proces njihovog uklanjanja iz vode.

Visokomolekularne tvari dobro se bore s klorom i učinkovito uklanjaju neugodne 'arome' u tekućini, na primjer: često prisutan miris sumporovodika u tekućini zasićenoj željezom.

Pri interakciji s molekulama onečišćenja organski koagulanti značajno se smanjuju u svojoj veličini. Po završetku reakcije talože se u obliku male količine taloga.

Zahvaljujući minimizaciji volumena taloga koji se nakuplja na dnu spremnika, mnogo je lakše i brže filtrirati. Pritom smanjena količina taloga ni na koji način ne utječe na kvalitetu pročišćavanja.

Zbog ograničenosti sirovinske baze prirodni reagensi nisu našli široku primjenu pri pročišćavanju otpadnih voda u industrijskim razmjerima. No za kućanske svrhe često se koriste.

Sintetički koagulirajući spojevi

Ove vrste reagensa stvaraju se na bazi mineralnih i sintetskih elemenata. Polimeri doprinose stvaranju visokog kationskog naboja, potičući tako brzo pojavljivanje pahuljica. Oni izvrsno djeluju s vodom, pružajući složen učinak: omekšavajući njezinu strukturu, te uklanjajući grube nečistoće i soli.

Najveću rasprostranjenost dobile su soli polivalentnih metala, stvorene na bazi željeza ili aluminija. Željezo se koristi za grubo pročišćavanje.

Flokulanti – sekundarni koagulanti koji pretvaraju suspenzije i emulzije u pahuljice, koriste se u paru s primarnim koagulantima. Tandem je sposoban pročistiti kako male količine kućanskog otpada, tako i velike količine koje stvaraju industrijska poduzeća.

Među željeznim spojevima najpopularniji su:

• željezni klorid – higroskopni kristali, tamnog metalnog sjaja, odlično uklanjaju velike čestice nečistoća i lako uklanjaju miris sumporovodika;
• željezni sulfat – kristalinički higroskopni proizvod dobro se otapa u vodi i učinkovit je pri pročišćavanju kanalizacijskih otpadnih voda.

Zbog niske razine viskoznosti pri maloj molekularnoj masi, takvi reagensi se odlično otapaju u bilo kojem tipu tekućine koja se obrađuje.

Od koagulanata stvorenih na bazi aluminija, najveću rasprostranjenost imaju:

• aluminijev oksoklorid (OHA) – koristi se za obradu vode s povišenim sadržajem organskih prirodnih tvari;
• aluminijev hidroksoklorsulfat (GSHA) – odlično se nosi s prirodnim naslagama otpadnih voda;
• aluminijev sulfat – nepročišćeni tehnički proizvod u obliku komada sivo-zelene boje koristi se za pročišćavanje pitke vode.

U ranijim godinama polimeri su se koristili samo kao dodaci neorganskim koagulantima, koristeći ih kao stimulanse koji pospešuju ubrzanje stvaranja pahuljica. Danas se ovi reagensi sve češće koriste kao glavni, zamjenjujući njima neorganske.

Ako usporedimo organske i sintetičke tvari, prve imaju prednost u tome što djeluju mnogo brže. Osim toga, one su sposobne funkcionirati praktički u bilo kojem alkalnom okruženju i ne stupaju u interakciju s klorom.

Za adsorpciju soli otopljenih u vodi, iona teških metala i drugih suspenzija, potrebna je višestruko manja količina organskog reagensa nego sintetičkog analoga (+)

Organski djelatvorni spojevi imaju prednost i u tome što ne mijenjaju pH vrijednost vode. To omogućuje njihovu upotrebu za pročišćavanje vode gdje su prisutne kolonije planktiona, rastu alge i veliki mikroorganizmi.

Preporuke za odabir sredstava

Odabiru koagulanta za pročišćavanje otpadnih voda treba pristupiti vrlo pažljivo. Naime, iako tvar nije opasna za ljudsko zdravlje, po svom djelovanju ima prilično usku specijalizaciju.

Pri odabiru koagulanta za pročišćavanje otpadnih voda, može se poslužiti i priručnicima, ali prije kupnje potrošnog materijala ipak se isplati posavjetovati se s profesionalcima koji se specijaliziraju u području pročišćavanja vode.

Da biste se zaštitili od razočaranja u slučaju niske učinkovitosti primjene koagulanta, preporučujemo prethodno dati vodu na analizu. Laboratorijska istraživanja dat će uvid u sastav i pomoći odabrati najprikladniju vrstu obrade.

Poznavajući sastav onečišćene vode, bit će mnogo lakše odabrati optimalnu varijantu koagulanta koja će brzo riješiti problem.

Koagulanti su prilično specifične tvari. U nekim slučajevima mogu izdvajati elemente iz vode, u drugima, naprotiv, pojačavati svoje djelovanje. Na primjer, primjena djelatne tvari stvorene na bazi aluminijevog sulfata i željeza može pružiti trostruki učinak: pročistiti sadržaj, ukloniti željezo i znatno omekšati vodu.

Pri korištenju bilo koje vrste koagulanta glavno je pridržavati se preporučene doze proizvođača. Premala količina djelatne tvari izazvat će reakciju, ali ona neće teći tako intenzivno koliko je potrebno za pravilno pročišćavanje. Talozi će se sporo izdvajati, a tekućina se neće očistiti od štetnih nečistoća.

Osim toga, pri kršenju doze pahuljice se počinju neravnomjerno taložiti. Zbog toga se u vodi stvara mnogo mikropahuljica koje se zbog malih veličina ne hvataju filtrima.

Djelatni reagensi na tržištu dostupni su u obliku granula, frakcija i komada, te malih bezobličnih pločica.

Kako bi pojednostavili izračun potrebne količine djelatne tvari, proizvođači isporučuju koagulante u pakiranjima opremljenim dozatorima, ne zaboravljajući priložiti detaljne upute za uporabu.

Uvjeti za odvijanje procesa

Maksimalna učinkovitost pročišćavanja otpadnih voda postiže se cjelovitim pristupom rješavanju problema. Stoga se pri izgradnji autonomnih uređaja za pročišćavanje koagulacija primjenjuje u kombinaciji s mehaničkim i biološkim pročišćavanjem.

U tu svrhu grade se konstrukcije koje se sastoje od vertikalnih taložnika odvojenih pregradama. Zahvaljujući tome, otpadne vode prolaze višestupanjsko pročišćavanje. Prvo se talože, zatim pročišćavaju preradom bakterijama, nakon čega ulaze u komoru gdje ulaze u proces koagulacije i na završnom stupnju se filtriraju.

Koagulant se može nalaziti u zasebnoj plastičnoj posudi obješenoj u školjci zahoda, zbog čega pri svakom ispiranju čestice reagensa dospijevaju zajedno s otpadnom vodom u sustav.

Instalaciju specijalizirane opreme, izračun približne doze potrošnog materijala i početnu kontrolu na svim etapama procesa pročišćavanja otpadnih voda bolje je povjeriti profesionalcima.

Shema koagulacije uključuje tri glavne faze:

1. Unošenje koagulanta u onečišćenu tekućinu.
2. Stvaranje uvjeta za maksimalnu interakciju djelatnog reagensa s nečistoćama.
3. Taloženje s naknadnom filtracijom istaloženih čestica.

Nužan uvjet za odvijanje koagulacije je jednakost čestica suprotnog naboja. Stoga, kako bi se osiguralo postizanje željenog rezultata uz najveće smanjenje mutnoće otpadnih voda, vrlo je važno poštivati koncentraciju korištenog reagensa.

Pri korištenju koagulanata za pročišćavanje otpadnih voda treba uzeti u obzir da ove tvari djeluju samo pri plus temperaturama.

Radni raspon reagensa varira od 10 do 40 °C, a u slučaju prekoračenja temperature iznad te vrijednosti reakcija počinje teći mnogo sporije.

Stoga je vrlo važno osigurati stabilnost zagrijavanja vode koja se obrađuje.

Kako bi se ubrzao proces koagulacije, u vodu se mogu dodati tvari koje mogu stvoriti koloidne disperzijske sustave – flokulanti. U tu se svrhu najčešće koriste: škrob, poliakrilamid, aktivirani silikat. Oni će se adsorbirati na pahuljicama koagulanta, pretvarajući ih u čvršće i veće agregate.

Flokulant se uvodi u zonu kontaktnog medija 1-3 minute nakon uvođenja koagulanta. Do tog vremena završavaju se procesi formiranja mikropahuljica i naknadna sorpcija taloženih tvari.

Količina taloga koji se taloži u kontaktnim spremnicima ovisi o vrsti korištenog reagensa i stupnju prethodnog pročišćavanja otpadnih voda koje treba obraditi.

U prosjeku, nakon mehaničkog pročišćavanja, volumen taloga po osobi dnevno iznosi oko 0,08 litara, nakon prolaska kroz biofiltere – 0,05 l, a nakon obrade u aerotanku – 0,03 litara. Potrebno ga je samo na vrijeme ukloniti kako se spremnik puni.

Zaključci i koristan video na temu

Princip djelovanja koagulanta:

Video prezentacija kućanskih koagulirajućih proizvoda:

Primjenjujući metodu koagulacije, dobit ćete izvrsnu priliku za postizanje visokog rezultata uz mala ulaganja. Pametnim odabirom reagensa i stvaranjem potrebnih uvjeta za njegovu uporabu, neće biti teško očistiti otpadne vode od mnogih nečistoća i onečišćenja.

Jeste li imali pitanja tijekom upoznavanja s informacijama koje smo predstavili? Znate li nijanse primjene koagulanata u praksi? Molimo Vas, podijelite svoja znanja i dojmove, a također postavljajte pitanja u bloku ispod.