Подбор и дозировка коагулянта и флокулянта

Правильный выбор дозы коагулянта и флокулянта снижает нагрузку на оборудование и оптимизирует стоимость обработки воды. На первый взгляд, рассчитать процентное соотношение веществ несложно самостоятельно, однако мы рекомендуем доверить работу с цифрами компетентным специалистам. При подборе технологии необходимо учесть специфику примесей, температуру и объем жидкости, концентрацию растворенных солей, стадию обработки, следующую за коагуляцией и прочие факторы. Без соответствующего опыта есть шанс совершить ошибки, чреватые не только потерей средств, но и вредом для окружающей среды и человеческого здоровья.

Почему коагулянты и флокулянты используют вместе

Флокулянты – своеобразные катализаторы реакции коагуляции. Их применение дает возможность снижать концентрацию действующих веществ при приготовлении раствора коагулянта. Также формула «2 в 1» способствует ускорению процессов хлопьеобразования и выпадения осадка, укрупнению образующихся частиц, расширяет температурный диапазон эффективного действия обоих выбранных препаратов.

Расчет дозы коагулянта и флокулянта

Логично, что чем выше концентрация загрязняющий веществ, тем больше реагентов потребуется. Существуют формулы расчета дозы коагулянтов для очистки воды. Используют ту или иную из них в зависимости от агрегатного состояния препарата.

Порошкообразные средства (например, сульфат алюминия):

Стов = Скоаг*100/Какт, кг/м3

Здесь:

• Стов – дозировка товарного коагулянта;
• Скоаг – дозировка химреагента по активному компоненту;
• Какт – количество активного компонента в химреагенте.

Средства в виде водного раствора (например, хлорид железа, 40%):

Vтов= Скоаг100/pКакт, м3/ м3

Здесь:

• Vтов – объем дозировки средства;
• p – плотность препарата.

Средства в виде водного раствора, изготовленного из гранулята (например, сульфат алюминия, 10%):

Vкоаг= Стов100/ pрабКраб, м3/ м3

Здесь:

• Стов – рассчитанное количество препарата по весу;
• Краб – концентрация рабочего раствора;
• рраб – плотность рабочего раствора.

При приготовлении растворов флокулянтов для введения, их концентрацию доводят до 0,05-0,1%, что позволяет условно считать плотность сопоставимой с аналогичным показателем обычной воды. Соответственно, использовать последнюю из указанных формул можно также для расчета дозировки флокулянтов в виде порошка или эмульсии.

Как подбирают оптимальную дозу коагулянта и флокулянта

Подбор реагентов осуществляется в лаборатории путем моделирования условий, в которых будет проходить реакция. Далее отбирают пробы воды и выполняют их тестовое коагулирование. При определении дозы коагулянта ориентируются исключительно на соответствие лабораторных условий производственным реалиям.

Во время испытаний пробы воды обрабатывают в цилиндрах либо стаканах химреагентами, создавая условия, аналогичные обычному режиму смешивания. При этом важно в точности смоделировать действующий на предприятии режим физико-химической водоочистки. Воду с растворенными в ней реагентами перемешивают, чередуя высокие обороты (180 об/мин), позволяющие равномерно распределить препараты по всему объему, с низкими скоростями (до 50 об/мин). Во второй фазе формируются хлопья для дальнейшего выпадения в осадок. Для смешивания в лабораторных условиях применяют стеклянную палочку либо магнитную мешалку.

Визуальную оценку правильного подбора дозы коагулянта выполняют по мутности и цветности. Первый критерий говорит о присутствии взвешенных и коллоидных компонентов, второй – о преобладании растворенных компонентов, способных окрашивать воду. На основании наблюдений делают вывод о правильном выборе дозировки коагулянтов. Вывод об эффективности препаратов делают, ориентируясь на минимальное время выпадения в осадок или всплывание хлопьеобразных компонентов, а также на органолептические свойства воды.

После образования осадка воду отстаивают около 30 минут, затем оценивают результат по таким критериям:

• цветность;
• мутность;
• содержание нефтяных продуктов и взвешенных частиц;
• содержание прочих компонентов;
• объем и свойства образовавшихся хлопьев (чем плотнее осадок, тем эффективнее коагулянт).

В специализированных лабораториях взаимосвязь дозы коагулянта и процесса коагуляции исследуют при помощи специализированных агрегатов, рассчитанных на проверку эффективности различных препаратов в равных условиях. Тестирование по методике пробной коагуляции проводят с применением мерных цилиндров емкостью 0,5-2 литра.

Как зависят цветность и мутность воды от дозы коагулянта

Для понимания, как зависит цветность от дозы коагулянта, нужно учесть не только концентрацию пигментированных веществ, растворенных в воде, но и качество взаимодействия с ними гидроксида металла, который входит в состав реагента. Иными словами, оценку следует проводить, исходя из влияния, которое может оказать каждый компонент, присутствующий в исследуемой жидкости.

Зависимость дозы коагулянта от щелочности воды прямо пропорциональна. Чем выше показатели щелочности, тем больше расход реагента. И наоборот, повышение кислотности среды приводит к уменьшению расхода препарата.

Для грамотного определения дозы коагулянта в воде следует учесть состав растворенных органических компонентов, влияющих на цветность. К примеру, для нейтрализации гуминовых кислот требуются меньшая концентрация реагента, чем в случае с сульфокислотами или дубильными веществами. Если окрашивание воды вызвано присутствием железосодержащих растворимых агломераций, для их нейтрализации и скорейшего осаждения рекомендуется создать условия для ощелачивания среды.

На практике вопрос, как рассчитать дозу коагулянта, решается в зависимости от характеристик мутности и цветности воды. Также учитываются показатели щелочности и диапазон рН, в котором удалить их станет проще всего. Как правило, доза коагулянта для очистки воды с повышенной цветностью и небольшой мутностью рассчитывается по формуле: корень квадратный из показателя цветности. Если оба показателя примерно сопоставимы, в расчетах используется большее из значений.