Флокулянты: общее описание, виды, применение

Флокулянты: общее описание, виды, применение

Реагенты флокулянты – это синтетические высокомолекулярные полимерные соединения, которые способствуют выпадению мелких загрязняющих частиц в хлопьевидный рыхлый осадок путем механической, тепловой либо электролитической реакций.

Данные материалы отличаются сильным сродством к твердым поверхностям. Благодаря своей химической структуре они помогают адсорбировать нежелательные примеси, вызывающие мутность жидкости.

В результате использования флокулянтов частицы, связанные в хлопья, оседают на дно и в процессе фильтрации извлекаются. Обработанная таким образом вода может применяться в бытовых и технических целях.

Классификация

Полимеры для очистки воды классифицируются по различным признакам. В частности, выделяют следующие классификации:

  • По способу получения (природные, синтетические);
  • По составу/происхождению (неорганические, органические);
  • По электрическому заряду (катионные, неиногенные, анионные флокулянты);
  • По агрегатному состоянию (гранулы, порошки, гели, жидкие эмульсии).

На заметку! К природным соединениям относятся крахмал, водорослевая крупка, дрожжи, картофельная мезга, неорганическим – диоксид кремния, кремниевая кислота, синтетическим – полиэтилен, полиамины, полиамиды, производные акриламида.

Флокулянты для очистки воды: преимущества метода

Эти полимеры позволяют ускорить фильтровальный процесс, обеспечивают удаление примесей больших масштабов при минимальных затратах. Их принцип действия основан на разделении жидкой и твердой фазы. Для максимального эффекта следует применять такие реагенты после коагулянтов.

К основным достоинствам использования растворов флокулянтов для очистки воды относят следующие факторы:

  • ускорение процесса осаждения, придание жидкости прозрачности;
  • сокращение продолжительности процедуры фильтрации, что позволяет снизить затраты при значительных объемах;
  • продление эксплуатационного срока фильтрующих систем за счет удаления крупных загрязнений;
  • отсутствие влияния на показатель pH обрабатываемой субстанции;
  • частичное удаление вирусов, бактерий, водорослей;
  • повышение эффективности процедуры на 30% по сравнению с аналогичными методами.

Продукция также не требует подключения дополнительных очистных установок, что позволяет увеличить производительность предприятия. Может применяться там, где другие способы не работают. Не повышает концентрацию растворенных металлов, при соблюдении рекомендованных дозировок безопасна для здоровья.

Читайте также:  Канализация на даче своими руками

Отличия от коагулянтов

Коагулянты способствуют удалению мелкодисперсного мусора, объединяя его частицы между собой и впоследствии осаждая их. Но они имеют немного другой механизм действия: в его основе лежит дестабилизация зарядов загрязняющих веществ и устранение электростатического взаимодействия.

Процесс флокуляции протекает за счет создания полимерной связи. В результате фильтруемые частички укрепляются и значительно увеличиваются в объеме, а затем с легкостью удаляются со дна емкости.

Время воздействия данных реагентов тоже различается: коагуляция проходит в течение 1-3 минут при температуре 20-25°C после тщательного перемешивания, флокуляция – от 30 до 60 минут, так как требует большего времени для отстаивания. Это обусловлено продолжительной стадией формирования осадка.

Принцип действия флокулянтов

В соответствии с составом обрабатываемой субстанции и сферой ее применения выбирают отрицательно, положительно или нейтрально заряженные продукты. При этом сам процесс флокуляции осуществляется в две стадии:

  • адсорбция на поверхности частиц действующего вещества;
  • формирование грязевых хлопьев («флоккул»).

На заметку! Реагенты имеют длинную полимерную структуру и большой молекулярный вес, благодаря чему происходит образование так называемых «мостиков» и разрушение водно-солевой оболочки.

При попадании в воду полимеры помогают объединению и склеиванию загрязнений. Хлопья становятся более плотными, тяжелыми, увеличиваются в размерах, позволяя фильтрационным системам легко уловить их. При необходимости осаждения определенной группы соединений может быть применена избирательная флокуляция. Этот метод востребован для разделения тонких органических взвесей, повышения эффективности обогащения.

Основные типы

Как уже было указано в классификации, одной из главных характеристик флокулянтов является электрический заряд. В зависимости от него, полимерные соединения делятся на катионные, анионные и неионогенные.

К катионным флокулянтам относятся материалы, предназначенные для удаления положительно заряженных органических взвесей. Это обусловлено образованием прочных молекулярных цепочек между анионами загрязняющих частиц и катионами полимера. Рекомендуется для фильтрации жидкости промышленного назначения.

Читайте также:  Затопили соседей снизу

Анионная группа – это чистый полиакрилат, полиметакрилат натрия и прочие активные органические соединения. Они притягивают вещества, противоположные по заряду, формируя водородные связи. Используются для устранения фосфорных и других неорганических соединений, ускорения процедуры осаждения.

К неионогенным относят нейтрально заряженные реагенты, действие которых основано на формировании водородных связей. Водород в их составе реагирует с атомами кислорода, азота и прочими органическими составляющими, образуя плотное соединение. Имеют меньшую активность, поэтому применяются для очищения слабозагрязненных субстанций.

Применение флокулянтов

Полимерные соединения используются для физико-химической очистки промышленных, коммунальных стоков (обезвоживания осадка, водоочистки, водоподготовки), в химической отрасли при производстве магния, фосфорной кислоты, двуокиси титана, гидрофосфата кальция, при электролизе солей и пр.

Также продукция нашла применение в следующих сферах:

  • горно-обогатительной индустрии (при обработке хвостов флотации, сгущении концентратов: меди, железа, цинка, алюминия, золота, урана, бокситов, очищении стоков для предотвращения загрязнения окружающей среды, обеспечения замкнутого цикла водооборота);
  • целлюлозно-бумажной промышленности (для улучшения проклейки, дренажа, удержания наполнителей, волокон в бумажной массе, обеспечения замкнутого цикла воды);
  • нефтедобыче (при увеличении нефтеотдачи полимерными гелями, редкосшитыми полимерными системами, снижении гидравлических сопротивлений в трубопроводах, регулировании стабильности, реологических свойств, водоотдачи буровых растворов на водной основе, укреплении стенок скважин, полимерном заводнении);
  • сельском хозяйстве (в системах для гидропоники, для удержания влаги в почве, образования корки на поверхности грунта, улучшения его структуры, снижения формирования тумана при искусственном орошении).

Продукция может использоваться и в других отраслях промышленности, в зависимости от выбранного производителя.

Основные производители

Главными производителями флокулянтов являются такие страны, как Япония, Франция, Великобритания, Финляндия, Южная Корея, США, Германия. В России представлена следующая продукция зарубежного производства: Besfloc (Бесфлок), Zetag (Зетаг), Praestol (Праестол) и другие марки. Рассмотрим подробнее тройку лидеров.

Читайте также:  Сливная яма из покрышек своими руками

Besfloc (Бесфлок) – материалы производства южнокорейской компании Kolon Life Science, Inc. Они выпускаются в форме эмульсий, порошков, гранул, растворов. Применяются, главным образом, для доочистки после использования коагулянтов в нефтехимической, горнодобывающей, текстильной, целлюлозно-бумажной отраслях промышленности, при фильтрации коммунальных стоков.

На заметку! Эта продукция отличается экономичным расходом (0,01-0,5 мг/л), а также значительным молекулярным весом, за счет чего преобразует мелкие частицы в объемные хлопья.

Zetag (Зетаг) – полимеры от швейцарской фирмы Ciba Specialty Chemicals. Предназначены для ускорения процедуры устранения твердых взвесей, органических примесей. Обеспечивают выпадение твердой фазы в крупнофракционный осадок. Нашли применение при подготовке жидкости из водоемов для использования в коммунальном водопроводе.

Важный момент! Продукт следует вводить, постоянно помешивая, в противном случае реакция будет неполноценной. Необходимо сведение турбулентности к минимуму, иначе возможность разрушения предварительно сформированных хлопьев увеличивается.

Praestol (Праестол) – полимерные соединения, разработанные по совместной технологии Германии и России. Способствуют ускорению процесса фильтрации, уплотнению осадка. Уменьшают электрическую активность жидкости, обеспечивая более эффективное объединение загрязняющих частиц. Используются для очищения, дезинфекции жидкости питьевого назначения. Наиболее востребованы в коммунальном хозяйстве, химической, нефтехимической индустриях.

На заметку! Препарат выпускается в виде гранул на основе акриламида, разбавляется водой температурой 15-20°C для получения концентрации 0,1%, затем отстаивается в течение часа. Для лучшего хранения производитель рекомендует делать раствор 0,5% и при необходимости доводить до рабочей концентрации.

Выводы

Флокулянты – эффективные и практически безвредные реагенты для очистки воды. Они помогают быстро сформировать из загрязнений хлопья, легко удаляемые фильтрами. В сочетании с коагулянтами позволяют полностью реконструировать фильтрующую систему без временных вложений и лишних затрат.

Источник: tatsorb.com