Koagulant för rening av avloppsvatten: hur man väljer + användningsregler

Det finns många sätt att rena avloppsvatten. Vid byggande av autonoma avloppssystem, utöver installation av vanliga filter som kan sila bort skadliga ämnen och göra vattnet renare, används allt oftare en fällningsmetod för rening – koagulering.

Vi berättar enligt vilken princip en koagulant för vattenrening fungerar. I den föreslagna artikeln beskrivs i detalj alla varianter som används i praktiken. Du får veta vad du bör tänka på när du väljer medel och hur du använder det på rätt sätt.

Koagulanters funktionsprincip

Koagulering är en metod för vattenrening genom att sammanfoga förorenande dispersa ämnen för efterföljande avlägsnande med mekanisk metod, filtrering. Sammanfogningen av föroreningspartiklar sker genom tillsats av koagulerande reagenser som skapar förutsättningar för enklast möjliga avlägsnande av bundna föroreningar från det renade vattnet.

Termen 'coagulatio' från latin betyder 'förtjockning' eller 'koagulering'. Själva koagulanterna är ämnen som genom kemisk reaktion kan bilda olösliga eller svårlösliga föreningar, som är enklare och lättare att avlägsna från vattnet än dispersa komponenter.

Ämnenas funktionsprincip bygger på att deras molekylära form har en positiv laddning, medan de flesta föroreningar har en negativ laddning. Närvaron av två negativa laddningar i de smutsiga partiklarnas atomstruktur hindrar dem från att förenas. Därför blir smutsigt vatten alltid grumligt.

När en liten mängd koagulant tillsätts vätskan börjar ämnet dra till sig de suspenderade partiklarna. Resultatet: med ökad ljusspridning blir vätskan tillfälligt grumligare. En enda molekyl koagulant kan nämligen lätt dra till sig flera smutsmolekyler.

Koagulanter främjar bildning av stabila bindningar mellan små föroreningspartiklar och mikrober i vattnet

De attraherade smutsmolekylerna börjar reagera med koagulantet, vilket leder till att de förenas till stora komplexa kemiska föreningar. Svårlösliga, högporösa ämnen sjunker gradvis till botten som en vit fällning.

Din uppgift är bara att avlägsna fällningen i tid med hjälp av någon tillgänglig filtreringstyp.

Molekyler som attraheras till varandra bildar stora partiklar som på grund av sin ökade vikt sjunker och sedan avlägsnas genom filtrering

Effektiviteten av preparatet kan bedömas utifrån bildandet av en vit, flingliknande fällning på botten – flockar. Därför används termen 'flockning' ofta som synonym för 'koagulation'.

De bildade flockarna, som kan vara mellan 0,5 och 3,0 mm stora, har en stor yta med hög sorptionsförmåga för de utfällda ämnena

Förutom rening av avloppsvatten används koagulanter i vattenbehandling i pooler, vid beredning av process- och dricksvatten i regioner med begränsade vattenresurser. Vi rekommenderar dig att utforska möjligheterna med koagulerande kemikalier, vars egenskaper beskrivs på vår webbplats.

Användning av reagenser: för och emot

Den moderna utrustningens effektivitet för att neutralisera föroreningar i avloppsvatten kan inte nå maximal nivå utan användning av reagenser.

Moderna koagulanter gör det möjligt att avsevärt öka intensiteten och kvaliteten på avloppsvattenreningen. Den höga kostnaden för reagenserna kompenseras av en rad fördelar som de har.

Bland de obestridliga fördelarna med att använda syntetiska koagulanter bör man framhäva:

• effektivitet;
• överkomligt pris;
• hög reningskvalitet;
• mångsidighet i användningen.

Avloppsvatten utgör ett stabilt aggressivt system. Koagulering hjälper till att bryta ner det genom att bilda stora partiklar som sedan kan avlägsnas genom filtrering.

Användning av reagens ger goda resultat för att avlägsna suspenderade och kolloidala partiklar från avloppsvatten.

I grund och botten är partiklarna i koaguleringsfasen, som bildas under inverkan av koagulanter, både centrum för flockbildning och tyngdmedel.

Men sedimenteringsmetoden med reagens är inte utan nackdelar. Till dessa räknas:

• behov av noggrann dosering;
• bildning av en stor mängd sekundärt avfall som kräver ytterligare filtrering;
• arbetskrävande process att ställa in på egen hand.

I industriell skala används koaguleringsprocesser överallt, de är standardiserade. För att installera systemet i hemmet måste man köpa speciella anläggningar, vars kostnad är ganska hög.

De flesta husägare löser detta genom att använda enskilda hushållskoagulanter som säljs i små behållare.

De aktiva ämnena tillsätts helt enkelt till vätskan, och sedan filtreras sedimentet som fallit till botten bort; men denna process är ganska arbetskrävande och tar därför mycket tid att genomföra.

I vissa fall kan koagulering utföras direkt i det mekaniska filtersystemet. För detta införs reagenset i en del av rörledningen med vätskan som ska behandlas före platsen där den matas till filtret. Och i detta fall kommer de främmande partiklarna, som har "omvandlats" till flingor, in i filtersystemet.

Huvudtyper av koagulanter

Det finns många olika typer av koagulanter. Vi kommer inte att räkna upp deras formler i detalj i denna artikel. Vi tar bara upp två huvudgrupper som, beroende på råmaterial, delas in i organiska och oorganiska.

En kategori koagulanter kan avjärna vatten och avlägsna aluminiumsalter, en annan kan höja eller sänka pH-värdet, och vissa reagens har en kombinerad effekt.

Idag ägnar sig många inhemska och utländska företag åt tillverkning av koaguleringsmedel. De nya generationens reagenser som de producerar skiljer sig från koaguleringsmedlen som tillverkades redan under Sovjetunionen genom förbättrade tekniska egenskaper.

Organiska naturliga ämnen

De är specialtillverkade reagenser som genom att påskynda sammanfogningen av aggressivt instabila partiklar i vattnet bidrar till att underlätta processerna för deras avskiljning och sedimentering. Organiska ämnen hjälper till att stimulera sammanslagning av föroreningar till täta suspensioner och emulsioner, vilket underlättar processen att avlägsna dem från vattnet.

Högmolekylära ämnen bekämpar klor effektivt och eliminerar obehagliga 'aromer' i vätskan, till exempel: den lukt av svavelväte som ofta förekommer i järnhaltig vätska.

Vid interaktion med föroreningsmolekyler minskar organiska koaguleringsmedel avsevärt i storlek. När reaktionen är klar faller de ut som en liten mängd sediment.

Tack vare minimeringen av den sedimentvolym som samlas på botten av kärlet blir det mycket enklare och snabbare att filtrera. Samtidigt påverkar den minskade mängden sediment inte reningens kvalitet på något sätt.

På grund av den begränsade råvarubasen har naturliga reagenser inte fått någon bred användning vid rening av avloppsvatten i industriell skala. Men för hushållsändamål används de ofta.

Syntetiska koagulerande föreningar

Dessa typer av reagenser skapas på basis av mineraliska och syntetiska element. Polymerer bidrar till bildandet av en hög katjonladdning, vilket stimulerar snabb flockbildning. De interagerar utmärkt med vatten och har en komplex effekt: de mjukgör vattnets struktur och befriar det från grova föroreningar och salter.

Störst spridning har salter av flervärda metaller, baserade på järn eller aluminium. Järn används för grov rening.

Flockningsmedel – är sekundära koaguleringsmedel som omvandlar suspensioner och emulsioner till flingor och används tillsammans med primära koaguleringsmedel. Tandem kan rena både små mängder hushållsavfall och stora volymer från industrianläggningar.

Bland järnbaserade föreningar är de mest populära:

• järnklorid – hygroskopiska kristaller med mörk metallglans, som effektivt avlägsnar stora föroreningspartiklar och lätt tar bort svavelväte lukt;
• järnsulfat – en kristallin hygroskopisk produkt som löser sig väl i vatten och är effektiv vid rening av avloppsvatten.

Tack vare låg viskositet och låg molekylvikt löser sig dessa reagenser utmärkt i alla typer av behandlad vätska.

Av koaguleringsmedel baserade på aluminium har följande blivit mest använda:

• aluminiumoxiklorid (OHA) – används för behandling av vatten med högt innehåll av organiska naturliga ämnen;
• aluminiumhydroklorosulfat (GSHA) – klarar utmärkt av naturliga avlagringar i avloppsvatten;
• aluminiumsulfat – en orenad teknisk produkt i grågröna bitar som används för rening av dricksvatten.

Tidigare användes polymerer endast som tillsats till oorganiska koaguleringsmedel, för att påskynda flingbildningen. Idag används dessa reagenser allt oftare som primära medel och ersätter oorganiska.

Om man jämför organiska och syntetiska ämnen, vinner de förra genom att verka mycket snabbare. Dessutom kan de fungera i nästan alla alkaliska miljöer och reagerar inte med klor.

För adsorption av lösta salter, tungmetalljoner och andra suspensioner krävs en mycket mindre mängd organiskt reagens jämfört med syntetiska motsvarigheter (+)

Organiska aktiva föreningar vinner också genom att de inte ändrar pH-värdet i vattnet. Det gör att de kan användas för rening av vatten där planktonkolonier, alger och stora mikroorganismer finns.

Rekommendationer för val av medel

Valet av koaguleringsmedel för avloppsrening måste göras mycket noggrant. Trots att ämnet inte är hälsofarligt har det en ganska smal specialisering i sin verkan.

När du väljer koaguleringsmedel för avloppsrening kan du använda referenshandböcker, men innan du köper förbrukningsmaterial bör du ändå rådgöra med proffs som är specialiserade på vattenrening.

För att undvika besvikelser om koaguleringsmedlet har låg effektivitet, rekommenderar vi att du först lämnar in vattnet för analys. Laboratorieundersökningar ger en uppfattning om sammansättningen och hjälper dig att bestämma den mest lämpliga behandlingsmetoden.

Genom att känna till sammansättningen av det förorenade vattnet blir det mycket lättare att välja den optimala koagulanten som snabbt löser problemet

Koagulanter är ganska specifika substanser. I vissa fall kan de stöta bort element i vattnet, i andra fall förstärka sin verkan. Till exempel kan användning av en aktiv substans baserad på aluminiumsulfat och järn ge en trippeleffekt: rena innehållet, avjärna det och avsevärt mjukgöra det.

Vid användning av någon typ av koagulant är det viktigaste att följa den dosering som tillverkaren rekommenderar. En för liten mängd aktiv substans kommer att utlösa en reaktion, men den kommer inte att vara lika intensiv som krävs för en ordentlig rening. Fällningen kommer att sjunka långsamt och vätskan kommer inte att renas från skadliga föroreningar.

Dessutom, om doseringen bryts, börjar flingorna att sedimentera ojämnt. Som ett resultat bildas många mikroflingor i vattnet som på grund av sin lilla storlek inte fångas upp av filtren.

De aktiva reagenserna på marknaden finns i form av granulat, fraktioner och bitar, samt små formlösa plattor

För att förenkla beräkningen av den nödvändiga volymen aktiv substans, tillverkar tillverkare koagulanter i förpackningar utrustade med doserare, och glömmer inte att bifoga en detaljerad bruksanvisning.

Förutsättningar för processens förlopp

Maximal effektivitet vid rening av avloppsvatten uppnås genom en integrerad strategi för problemet. Därför, vid byggande av autonoma reningsverk, används koagulering i kombination med mekanisk och biologisk rening.

För detta byggs konstruktioner som består av vertikala sedimenteringsbassänger avdelade med skiljeväggar. Tack vare detta genomgår avloppet flerstegsrening. Först sedimenteras det, sedan renas det genom bearbetning av bakterier, varefter det kommer in i en kammare där det går in i koaguleringsprocessen och i slutskedet filtreras.

Koagulanten kan placeras i en separat plastbehållare som hängs i toalettskålen, så att partiklar av reagenset vid varje spolning följer med avloppsvattnet in i systemet

Installation av specialiserad utrustning, beräkning av ungefärlig dos av förbrukningsmaterial och initial kontroll över reningsprocessen i alla steg är bäst att överlåta till proffs.

Koaguleringsschemat omfattar tre huvudsteg:

1. Tillsats av koagulant i den förorenade vätskan.
2. Skapande av förutsättningar för maximal interaktion mellan det aktiva reagenset och föroreningarna.
3. Sedimentering följt av filtrering av de sedimenterade partiklarna.

En nödvändig förutsättning för koagulering är att partiklarna har motsatt laddning. Därför, för att uppnå önskat resultat med största möjliga minskning av grumlighet i avloppet, är det så viktigt att hålla rätt koncentration av det använda reagenset.

När man använder koagulanter för rening av avloppsvatten bör man komma ihåg att dessa ämnen endast fungerar vid plusgrader.

Reagensernas arbetsområde varierar mellan 10 och 40 °C, och om temperaturen överstiger detta intervall börjar reaktionen ske mycket långsammare.

Därför är det så viktigt att säkerställa en stabil uppvärmning av det behandlade vattnet.

För att påskynda koaguleringsprocessen kan man tillsätta ämnen som bildar kolloidala dispersionssystem – flockningsmedel. För detta ändamål används oftast: stärkelse, polyakrylamid, aktiverat silikat. De adsorberas på koagulantens flingor och omvandlar dem till starkare och större aggregat.

Flockningsmedlet införs i kontaktzonen 1-3 minuter efter tillsatsen av koagulanter. Vid denna tidpunkt är processerna för mikroflingbildning och den efterföljande sorpionen av fällande ämnen avslutade.

Mängden slam som faller ut i kontaktbassängerna beror på typen av använt reagens och graden av förbehandling av avloppsvattnet.

I genomsnitt efter mekanisk rening är slamvolymen per person och dygn cirka 0,08 liter, efter passage genom biofilter 0,05 liter, och efter behandling i en aerotank 0,03 liter. Det behöver bara avlägsnas i tid allteftersom bassängen fylls.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Koagulantens verkningsprincip:

Videopresentation av koagulerande produkter för hushållsbruk:

Genom att använda koaguleringsmetoden får du en utmärkt möjlighet att uppnå höga resultat med små investeringar. Om du väljer reagenset klokt och skapar de nödvändiga förutsättningarna för dess användning, blir det enkelt att rena avloppsvattnet från många föroreningar och föroreningar på en gång.

Har du fått frågor när du tagit del av informationen vi presenterat? Känner du till finesser med att använda koagulanter i praktiken? Dela gärna med dig av dina kunskaper och intryck, och ställ frågor i blocket nedan.