Koagulant pro čištění odpadní vody: jak vybrat + pravidla použití

Způsobů čištění odpadních vod existuje mnoho. Při budování autonomních kanalizačních sítí se kromě instalace běžných filtrů, schopných odfiltrovat škodlivé látky a tím vodu čistit, stále častěji používá sedimentační metoda čištění – koagulace.

Řekneme vám, na jakém principu funguje koagulant pro čištění vody. V nabízeném článku jsou podrobně popsány všechny prakticky používané odrůdy. Dozvíte se, co je třeba zohlednit při výběru prostředku a jak jej správně používat.

Princip činnosti koagulantů

Koagulace je metoda čištění vody spojením znečišťujících disperzních látek za účelem následného odstranění mechanickou metodou, filtrací. Spojování znečišťujících částic probíhá díky zavedení koagulačních reagencií, které vytvářejí podmínky pro co nejjednodušší odstranění vázaných znečišťovatelů z čištěné vody.

Termín „coagulatio“ v překladu z latiny označuje „zahuštění“ nebo „srážení“. Samotné koagulanty jsou látky schopné díky chemické reakci vytvářet nerozpustné a málo rozpustné sloučeniny, které se z vody odstraňují snadněji a lehčeji než disperzní složky.

Princip fungování látek spočívá v tom, že jejich molekulární forma má kladný náboj, zatímco většina nečistot má náboj záporný. Přítomnost dvou záporných nábojů ve struktuře atomů špinavých částic jim brání se spojit. Z tohoto důvodu špinavá voda vždy získává zákal.

V okamžiku přidání malého množství koagulantu do kapaliny začne látka přitahovat suspendované částice. Výsledkem je, že se zvýšením intenzity rozptýleného světla se kapalina na krátkou dobu stává více zakalenou. Jedna molekula koagulantu totiž snadno přitáhne několik molekul nečistot.

Koagulanty vyvolávají vznik stabilních vazeb mezi jemnými částicemi nečistot a mikroby přítomnými ve vodě

Přitahované molekuly nečistot začnou reagovat s koagulantem, v důsledku čehož se spojují do velkých složitých chemických sloučenin. Málo rozpustné vysoce porézní látky postupně klesnou ke dnu jako bílá sraženina.

Úkolem majitele je pouze včas odstranit sraženinu pomocí libovolného dostupného typu filtrace.

Molekuly, které se přitahují, tvoří velké částice, které díky své zvýšené hmotnosti klesají a následně jsou odstraněny filtrací

O účinnosti přípravku lze usuzovat podle tvorby bílých vločkovitých útvarů – flokulí – na dně. Díky tomu se termín „flokulace“ často používá jako synonymum pro „koagulaci“.

Vznikající vločky, jejichž velikost může dosahovat od 0,5 do 3,0 mm, mají velký povrch s vysokou sorpcí usazovaných látek

Kromě čištění odpadní vody se koagulanty používají při úpravě vody v bazénech, při úpravě technické a pitné vody v regionech s omezenými vodními zdroji. Doporučujeme seznámit se s možnostmi koagulačních chemických složení, jejichž vlastnosti jsou popsány na našich webových stránkách.

Použití reagencií: pro a proti

Účinnost moderního zařízení na neutralizaci nečistot v odpadních vodách není schopna dosáhnout maximální úrovně bez použití reagentů.

Moderní koagulanty umožňují výrazně zvýšit intenzitu a kvalitu procesu čištění odpadních vod. Vysoká cena činidel je vyvážena řadou výhod, které mají.

Mezi nesporné přednosti použití syntetických koagulantů patří:

• efektivita;
• dostupná cena;
• vysoká kvalita čištění;
• univerzálnost použití.

Odpadní vody představují stabilní agresivní systém. K jeho rozrušení a vytvoření velkých částic, které lze následně odstranit filtrací, pomáhá koagulace.

Použití činidel přináší dobré výsledky při odstraňování suspendovaných a koloidních částic z odpadních vod.

V podstatě částice koagulační fáze vytvořené působením koagulantů jsou současně střediskem tvorby vloček i zátěží.

Ale srážecí metoda s použitím činidel není bez nedostatků. K těm patří:

• nutnost přísného dodržování dávkování;
• tvorba velkého objemu sekundárního odpadu, který vyžaduje dodatečnou filtraci;
• pracnost nastavení procesu vlastními silami.

V průmyslovém měřítku se procesy koagulace používají všude a jsou zavedeny do sériové výroby. Pro zprovoznění systému v domácích podmínkách bude nutné zakoupit speciální zařízení, jejichž cena je poměrně vysoká.

Většina majitelů řeší tento problém použitím jednotlivých koagulantů domácího typu, které se prodávají v maloobjemových nádobách.

Účinné látky se jednoduše přidávají do kapaliny a poté se odfiltruje sediment, který se usadil na dně; tento proces je však poměrně pracný, a proto jeho realizace zabere mnoho času.

V některých případech může koagulace probíhat přímo v mechanické filtrační soustavě. K tomu se činidlo vstřikuje do úseku potrubí s kapalinou určenou k úpravě před místem jejího přivedení na filtr. A v tomto případě vstupují do filtračního systému již cizorodé částice "přeměněné" na vločky.

Hlavní druhy koagulantů

Existuje mnoho druhů koagulantů. Jejich vzorce nebudeme v článku podrobně vypisovat. Zaměříme se pouze na dvě hlavní skupiny, které se podle výchozí suroviny dělí na organické a anorganické.

Jedna kategorie koagulantů dokáže odželezňovat vodu a odstraňovat z ní hliníkové soli, druhá – zvyšovat nebo snižovat kyselost pH, některá činidla – mít komplexní účinek.

Dnes se výrobou koagulantů zabývá mnoho domácích i zahraničních společností. Nová generace reagentů, které vyrábějí, se liší od koagulantů vyráběných ještě za Sovětského svazu lepšími technickými vlastnostmi.

Organické přírodní látky

Jedná se o speciálně vytvořené reagenty, které urychlením slepování agresivně nestabilních částic přítomných ve vodě usnadňují procesy související s jejich oddělením a usazováním. Organické látky pomáhají stimulovat spojování nečistot do hustých suspenzí a emulzí, což usnadňuje proces jejich odstraňování z vody.

Vysokomolekulární látky dobře bojují s chlorem a účinně odstraňují nepříjemné „aroma“ v kapalině, například: často přítomný zápach sirovodíku v tekutině s obsahem železa.

Při interakci s molekulami nečistot se organické koagulanty výrazně zmenšují. Po dokončení reakce vypadávají jako malé množství sedimentu.

Díky minimalizaci objemu sedimentu hromadícího se na dně nádoby je filtrace mnohem snazší a rychlejší. Snížené množství sedimentu přitom nijak neovlivňuje kvalitu čištění.

Kvůli omezené surovinové základně nenašly přírodní reagenty široké uplatnění při čištění odpadních vod v průmyslovém měřítku. Pro domácí účely se však používají často.

Syntetické koagulační sloučeniny

Tyto typy reagentů jsou vytvářeny na bázi minerálních a syntetických prvků. Polymery přispívají k vytvoření vysokého kationtového náboje, čímž stimulují rychlý vznik vloček. Výborně interagují s vodou a poskytují komplexní účinek: změkčují její strukturu a zbavují ji hrubých nečistot a solí.

Nejrozšířenější jsou soli polyvalentních kovů vytvořené na bázi železa nebo hliníku. Železo se používá pro hrubé čištění.

Flokulanty – sekundární koagulanty, které přeměňují suspenze a emulze na vločky, se používají v páru s primárními koagulanty. Tandem je schopen čistit jak malé dávky domácího odpadu, tak velké objemy vytvářené průmyslovými podniky.

Mezi železnými sloučeninami jsou nejoblíbenější:

• chlorid železitý – hygroskopické krystaly s tmavým kovovým leskem, dokonale odstraňují velké částice nečistot a snadno odstraňují pach sirovodíku;
• síran železnatý – krystalický hygroskopický produkt se dobře rozpouští ve vodě a je účinný při čištění odpadních vod.

Díky nízké viskozitě při malé molekulové hmotnosti se tato činidla výborně rozpouštějí v jakémkoliv typu zpracovávané kapaliny.

Z koagulantů na bázi hliníku se nejvíce rozšířily:

• oxychlorid hlinitý (OChA) – používá se k úpravě vody se zvýšeným obsahem organických přírodních látek;
• hydroxychlorsíran hlinitý (GSChA) – výborně si poradí s přírodními usazeninami odpadních vod;
• síran hlinitý – nečištěný technický produkt ve formě šedozelených kusů se používá k čištění pitné vody.

V dřívějších letech se polymery používaly pouze jako přísady k anorganickým koagulantům, sloužily jako stimulátory urychlující tvorbu vloček. Dnes se tato činidla stále častěji používají jako primární a nahrazují anorganické.

Pokud porovnáme organické a syntetické látky, první vítězí v tom, že působí mnohem rychleji. Navíc jsou schopny fungovat prakticky v jakémkoli alkalickém prostředí a nereagují s chlorem.

Pro adsorpci solí rozpuštěných ve vodě, iontů těžkých kovů a dalších suspenzí bude potřeba dávka organického činidla několikanásobně menší než syntetického analogu (+)

Organické účinné sloučeniny vítězí také v tom, že nemění hodnotu pH ve vodě. To umožňuje jejich použití k čištění vody, kde jsou přítomny kolonie planktonu, rostou řasy a velké mikroorganismy.

Doporučení pro výběr prostředků

K výběru koagulantu pro čištění odpadních vod je třeba přistupovat velmi pečlivě. I když látka nepředstavuje nebezpečí pro lidské zdraví, má poměrně úzkou specializaci svého působení.

Při výběru koagulantu pro čištění odpadních vod lze použít i referenční příručky, ale před zakoupením spotřebního materiálu je přesto vhodné poradit se s odborníky specializujícími se na oblast úpravy vody.

Abyste se vyvarovali zklamání v případě nízké účinnosti aplikace koagulantu, doporučujeme předem odevzdat vodu na rozbor. Laboratorní vyšetření poskytnou představu o složení a pomohou určit nejvhodnější způsob úpravy.

Se znalostí složení znečištěné vody bude mnohem snazší vybrat optimální variantu koagulantu, která pomůže rychle vyřešit problém.

Koagulanty jsou dosti specifické substance. V některých případech jsou schopny odpuzovat prvky z vody, v jiných naopak zesilovat svůj účinek. Například použití účinné látky na bázi síranu hlinitého a železa může mít trojí efekt: vyčistit vodu, zbavit ji železa a výrazně ji změkčit.

Při použití jakéhokoli druhu koagulantu je hlavní dodržovat dávkování doporučené výrobcem. Příliš malá dávka účinné látky vyvolá reakci, ale nebude probíhat tak intenzivně, jak je nutné pro řádné čištění. Sediment bude vypadávat pomalu a kapalina se nezbaví škodlivých nečistot.

Kromě toho při porušení dávkování začnou vločky usazovat nerovnoměrně. V důsledku toho se ve vodě tvoří mnoho mikrovloček, které kvůli své malé velikosti nejsou zachycovány filtry.

Účinné reagencie jsou na trhu k dispozici ve formě granulí, frakcí a kusů, stejně jako malých beztvarých destiček.

Aby výrobci usnadnili výpočet potřebného objemu účinné látky, vyrábějí koagulanty v baleních vybavených dávkovači a nezapomínají přiložit podrobný návod k použití.

Podmínky pro průběh procesu

Maximální účinnosti čištění odpadních vod se dosahuje komplexním přístupem k řešení problému. Proto se při budování autonomních čistíren koagulace používá v kombinaci s mechanickým a biologickým čištěním.

Za tímto účelem se staví konstrukce skládající se z vertikálních usazovacích nádrží oddělených přepážkami. Díky tomu odpadní vody procházejí vícestupňovým čištěním. Nejprve se usazují, poté se čistí pomocí bakterií, poté vstupují do komory, kde dochází ke koagulaci, a v závěrečné fázi se filtrují.

Koagulant může být umístěn v samostatné plastové nádobě zavěšené v misce toalety, díky čemuž se při každém spláchnutí částice reagencie dostávají spolu s odpadní vodou do systému.

Instalaci specializovaného zařízení, výpočet přibližné dávky spotřebního materiálu a prvotní kontrolu všech fází procesu čištění odpadních vod je lepší svěřit odborníkům.

Schéma koagulace zahrnuje tři hlavní fáze:

1. Přidání koagulantu do znečištěné kapaliny.
2. Vytvoření podmínek pro maximální interakci účinné reagencie s nečistotami.
3. Usazování s následnou filtrací usazených částic.

Nezbytnou podmínkou průběhu koagulace je rovnost částic s opačným nábojem. Proto, aby bylo dosaženo žádoucího výsledku a nejvyššího snížení zákalu odpadních vod, je tak důležité dodržovat koncentraci použitého činidla.

Při použití koagulantů k čištění odpadních vod je třeba mít na paměti, že tyto látky fungují pouze při teplotě nad nulou.

Pracovní rozsah činidel se pohybuje v rozmezí od 10 do 40 °C, a pokud teplota překročí tuto hodnotu, reakce začne probíhat mnohem pomaleji.

Proto je tak důležité zajistit stabilitu ohřevu upravované vody.

Pro urychlení procesu koagulace lze do vody přidávat látky schopné vytvářet koloidní disperzní systémy – flokulanty. K tomuto účelu se nejčastěji používá: škrob, polyakrylamid, aktivovaný křemičitan. Ty se adsorbují na vločkách koagulantu a přeměňují je na pevnější a větší agregáty.

Flokulant se zavádí do zóny kontaktního prostředí 1–3 minuty od okamžiku zavedení koagulantu. Do té doby jsou ukončeny procesy tvorby mikrovloček a následující sorpce srážejících látek.

Množství kalu, který se usazuje v kontaktních nádržích, závisí na typu použitého činidla a stupni předběžného čištění odpadních vod, které mají být zpracovány.

V průměru po mechanickém čištění činí objem kalu na jednu osobu za den přibližně 0,08 litru, po průchodu biofiltry – 0,05 l a po zpracování v aerotanku – 0,03 litru. Je třeba jej pouze včas odstraňovat podle míry naplnění nádrže.

Závěry a užitečné video k tématu

Princip fungování koagulantu:

Video prezentace domácích koagulačních produktů:

Použitím metody koagulace získáte skvělou možnost dosáhnout vysokého výsledku při malých investicích. Pokud pečlivě přistoupíte k výběru činidla a vytvoříte potřebné podmínky pro jeho provoz, nebude problém vyčistit odpadní vody od mnoha nečistot a znečištění najednou.

Máte dotazy při seznamování s informacemi, které jsme vám předložili? Znáte nuance použití koagulantů v praxi? Prosím, podělte se o své znalosti a dojmy a také pokládejte dotazy v bloku níže.