Koagulace a flokulace při čištění vody

Koagulace (z latinského Coagulatio ─ zahušťování) je spojení částic koloidního systému, které zaujímají mezilehlou polohu mezi skutečnými roztoky a hrubě dispergovanými systémy.

Připomeňme si: disperzní systém se skládá z několika (dvou nebo více) fází, mezi nimiž je vyvinuté rozhraní. Příklady disperzních systémů jsou suspenze a emulze.

V suspendovaném stavu ti, kteří jsou v visutém stavu (odtud slovo suspenze, používá se k jejich označení a emulze) jsou nejmenší částice pevné látky rovnoměrně rozptýleny v kapalině. Pokud se v ní „mikrokapičky“ jiné kapaliny „potulují“ v suspendovaném stavu, jedná se o emulzi.

Kapalné koloidní systémy se nazývají soly; pokud je touto kapalinou voda, nazývají se hydrosoly.

Ve Slovníku cizích slov, která se stala součástí ruského jazyka, který editoval A. N. Čudinov a byl vydán před více než sto lety, je termín „koagulace“ vysvětlen jako „srážení mléka, bílkovin atd.“. Není to příliš úzký výklad? Taková formulace však jasně ilustruje podstatu procesu.

. jeho vědecké vysvětlení

Koloidní chemie, která studuje mimo jiné fenomén koagulace, je z historických měřítek mladou vědou. Jako samostatná disciplína se formovala ve druhé polovině 19. století. U jejích počátků stál skotský chemik T. Graham, který si jako první všiml, že některé látky při přesycení roztoků netvoří očekávané krystaly, ale lepkavou želatinovou hmotu. Zpočátku se dokonce rozhodlo, že existuje samostatná třída látek – koloidy. Pak se ukázalo – za určitých podmínek je koloidní (disperzní) stav vlastní všem látkám.

Důvodem propojení částic, které tvoří dispergovanou fázi, jsou jejich vzájemné srážky, ke kterým dochází v důsledku pohybu – chaotického Brownova (čím menší částice, tím jasnější) nebo směrovaného pod vlivem silového pole, dále mícháním, ohřevem a dalšími faktory. V důsledku sil mezimolekulární interakce se k sobě “lepí”. Čím vyšší je podíl srážek vedoucích ke spojení částic, tím rychleji dochází ke koagulaci (tzv. rychlá koagulace). Čím více částic se během srážky rozletí různými směry, tím pomalejší je koagulace (pomalá koagulace).

Výsledek je ale stejný ─ počet samostatných částic klesá. Spojováním tvoří aglomeráty, které jsou mnohem větší než každá zvlášť. I když tato sdružení částic nejsou příliš velká, volně migrují po celé tloušťce kapaliny. Jakmile se však zvětší, začnou se buď shromažďovat na povrchu, nebo se srážejí.

Koagulanty a flokulanty

Koagulace je spontánní proces. Ne vždy k němu ale dochází. Z řady důvodů může systém bránit agregaci částic. Například pokud mají stejný elektrický náboj, pak se budou navzájem silněji odpuzovat, než se budou snažit sjednotit působením gravitačních přitažlivých sil.

Existují různé způsoby, jak spustit koagulační mechanismus ─ zahušťování koloidního roztoku, změna jeho teploty, mechanické zatížení (třesení, vibrace), vystavení elektromagnetickému poli, ultrazvuku atd.

Nejúčinnější je přidání koagulantů, tj. látek, které podporují koagulaci. Díky nim se naruší rovnovážný stav systému a spustí se proces koagulace.

Přečtěte si více

Mochna Belissimo: popis, výsadba a péče, recenze

Koagulant lze považovat za „antirozpouštědlo“ a koagulaci za opačný proces rozpouštění.

Příklady koagulantů jsou hlinité soli (síran hlinitý, Al₂(TAK₄)₃), železo (síran železnatý, FeSO4₄chlorid železitý FeCl₃), kyselina akrylová (CH₂=CHCOOH).

Používají se také následující termíny:

flokulace, označující jeden z typů koagulace, která vede k tvorbě vloček – flokulantních útvarů;
flokulanty ─ látky, které tento proces způsobují.

. a praxe

Aplikace koagulace

Koagulace usnadňuje separaci látek, což se široce používá v různých technologiích. Nejzřetelnějšími příklady jsou obohacování minerálů a čištění odpadních vod.

Fenomén koagulace a koagulanty se používají k likvidaci odpadních barev a laků ve vodních lakovacích komorách. Umožňují efektivně a zároveň snadno a rychle odstranit kaly, které končí ve vodě.

Tyto materiály si můžete zakoupit od společnosti BITEH (https://bi-teh.ru/), která dodává širokou škálu lakovacích zařízení, filtrů, filtračních materiálů, kompresorů, chladičů a dalších průmyslových produktů.

Sortiment společnosti Hydro Italia Srl (a tedy i společnosti BITEH) zahrnuje koagulanty, flokulanty, odpěňovače a baktericidy.

Vysoká kvalita produktů pro čištění vody v lakovacích kabinách od společnosti Hydro Italia Srl. je mimo jiné dána její úspěšnou prací při vytváření tak komplexních a high-tech zařízení, jako jsou membránové systémy reverzní osmózy, biologické čistírny, demineralizátory, filtrační a adsorpční zařízení atd.

Koagulanty pro lakovací kabiny od společnosti Hydro Italia Srl se dodávají v nádobách různých formátů ─ 25 kg / 60 kg / 220 kg / 1000 kg 25, 60, 220, 1000 kg ─ což umožňuje zvolit optimální kapacitu pro rozsah a podmínky konkrétní výroby.

Proč jsou potřeba koagulanty?

I s efektivním vybavením obsluhovaným kvalifikovaným personálem se na natíraných površích dostane pouze část stříkané barvy. Zbytek je ve formě cákance a mlhy:

odpařuje se a opouští komoru spolu s odpadním vzduchem;
narazí na vodní clonu lakovací kabiny a „proudí“ do cirkulující vody;
usazuje se na stěnách lakovací kabiny.

Dispergované (rozdrcené) částice barev a laků (rozpouštědla, pigmenty, oxidy kovů atd.), které se dostanou do vody, musí být odstraněny. Jejich přítomnost narušuje práci až do selhání čerpadel, trysek, potrubí, kde způsobují ucpávání a přispívají k tvorbě usazenin.

Před vypuštěním vody do kanalizace je nutné odstranit nebo výrazně snížit koncentraci zbytků barev a laků v ní obsažených, které jsou nebezpečné pro přírodu a člověka.

Výhody použití koagulantů a flokulantů v lakovacích kabinách s vodními clonami:

je možné efektivně čistit cirkulující vodu a dehydratovat kal;
voda v lakovací kabině se může měnit méně často, což snižuje celkové množství spotřebované vody;
snižují se časové, materiálové a mzdové náklady na údržbu lakovacích kabin, což je způsobeno snížením poruch zařízení;
snižuje se koncentrace škodlivých látek ve vzduchu a eliminují se nepříjemné pachy.

Koupit koagulanty

Co je důležité vědět při výběru koagulantu pro lakovací kabiny:

trvanlivost a skladovací podmínky:
- čas
- teplota;
- forma dodání: skupenství, vzhled;
- hustota;
- pH;
- chemické složení;
Trvanlivost koagulantů a flokulantů je omezená. U kapalin je to obvykle 6–12 měsíců, u suchých prášků jeden a půl roku nebo i déle. Je však nutné dodržovat teplotní režim a správně je přepravovat.

Skladovací teplota se pohybuje od několika stupňů nad nulou do 35-40 °C.

Forma dodání může být různá: kapaliny, viskózní kapaliny, pasty, suchý prášek. Nejoblíbenější barvy jsou žlutá, béžová, hnědá nebo bezbarvá (průhledná kapalina).

Hustota se příliš neliší od hustoty vody, nejčastěji se pohybuje v rozmezí 0,95-1,10 g/cm3. Hustota suchých prášků je nižší.

Výrobci udávají kyselost koagulantů. Obvykle v jednoprocentním roztoku, někteří neředění. Hodnota pH 7,0–8,5 znamená, že koagulant je neutrální. Používají se také kyselé koagulanty.

Chemické složení nemá pro spotřebitele zásadní význam, ale společnost Hydro Italia Srl informuje, že některé z jejích produktů jsou vyrobeny na bázi jílu.

Důležitější informací je, jaký má koagulant (flokulant). Flotace, pak dispergovaná fáze bude plavat. Nebo sedimentace, v tomto případě se usadí.

Účel, ─ pro jaké typy barev a laků je složení určeno. Mohou to být:
- organorozpustné barvy a laky;
- vodou ředitelné barvy a laky;
- současně vodou ředitelné/organy rozpustné barvy a laky.
Někdy je „cílová skupina“ specifičtější. Například polyesterové pryskyřice, kyselá tvrdidla, transparentní barvy.

Dávkování ─ výrobce informuje o tom, kolik koagulantu je potřeba k zahájení koagulačního procesu a kolik je třeba přidat k jeho udržení. V prvním případě se používá ukazatel kg/m3; obvykle 1-3 kg na metr krychlový vody. Ve druhém případě se pracuje s procenty objemu stříkané barvy a laku. Množství flokulantů závisí na množství barvy unášené cirkulující vodou z hydrofiltrů.

Pracovní koncentrace koagulantů (flokulantů) se upravuje v závislosti na druhu a složení barev a laků. K jejich dodávání se používají dávkovací zařízení.

Odpěňovače

Odpěňovače pomáhají bojovat proti nadměrné pěně ve vodě cirkulující ve stříkací kabině. Pěna se může zpevnit a přispět ke zhoršení kvality nátěru nebo způsobit nepříjemnosti během práce.

Protipěnidla společnosti Hydro Italia Srl na bázi esterů mastných/polyglykolových kyselin neobsahují silikon, takže jsou absolutně nehořlavá. Poskytují vysokou rychlost usazování pěny a jsou odolná vůči polymerním pryskyřicím. Hodnota pH jednoprocentního roztoku je 6-8, hustota produktu je 0,8-0,9 g/cm3.

Odpěňovače se používají v malém množství, a to v setinách a desetinách procenta celkového objemu vody.

Antiprach

Mnoho lidí ví, jak si chránit ruce při špinavé práci (například před litinovým prachem, který se obtížně smývá z pokožky) nanesením mýdlové pěny. Ta zaschne a aniž by překážela při práci, absorbuje všechny nečistoty a poté se spolu s nimi snadno smyje vodou.

Stejný princip je uplatněn i u samolepicích nátěrů na stěny lakovacích kabin. Různí výrobci je mohou nazývat různě ─ kapalina pro ochranu vnitřních stěn lakovacích kabin, tekutý povlak na zachycování prachu, ochranný nátěr pro lakovací kabiny, protiprachový atd. Lepkavý povrch váže nečistoty, jako je prach a barevná mlha.

Složení se nanáší v jedné nebo dvou vrstvách štětcem, válečkem, pneumatickým nebo bezvzduchovým stříkáním. Doba schnutí závisí na tloušťce vrstvy.

Pravidelně, když zcela vyschne a ztratí schopnost absorbovat suchý prach, se obnovuje. Omyje se vodou, buď silným proudem, nebo houbou. Existují produkty, které lze odstranit loupáním. Čím vyšší je teplota v komoře, tím častěji se to musí dělat.

Tepelná stabilita většiny přípravků je 60-80 °C. Výrobci uvádějí minimální teplotní limit pro použití – ne nižší než plus pět stupňů.

Odstraňování prachu uvnitř komory je velmi důležité, protože čím méně prachu je uvnitř, tím lepší je kvalita laku.

Některé produkty mají příjemné vůně a poutavé barvy. Například aroma borovicového jehličí a zářivě žlutou barvu.

Ochranný lepicí nátěr Talwind Protected si můžete zakoupit od společnosti BITEH (https://bi-teh.ru/). Aktualizuje se jednou za několik týdnů až jeden měsíc.

Talwind Protected je ekologický, biologicky odbouratelný nátěr bez rozpouštědel. Dodává se připravený k aplikaci. Optimální tloušťka nátěru je 0,075–0,095 mm.

V moderních technologiích nejsou žádné maličkosti. Konečný výsledek – produkt nebo služba žádaná na trhu – není určen pouze zařízením, organizací jeho údržby a provozu.

Koagulanty, které přímo ovlivňují kvalitu práce v Lakovací kabiny jsou toho jen jedním příkladem. Možná nejsou středem výrobního procesu, ale hodně na nich závisí.

Koagulace a flokulace jsou procesy, které výrazně zjednodušují čištění vody od koloidů a suspendovaných látek. S jejich pomocí se nečistoty koncentrují do vločkovité formy, kterou lze snadněji odstranit usazováním, flotací a filtrací.

Koagulace a flotace jsou nezbytnými kroky při úpravě povrchových vod. S jejich pomocí můžete odstranit bahno, jíl, koloidy a živé organismy s nimi spojené: bakterie, řasy, plankton. Koagulace pomáhá snižovat obsah těžkých kovů a huminových kyselin, které určují barvu vody.

Proč se používá koagulace?

Ne všechny látky lze odstranit usazením na krátkou dobu. Čím menší je částice, tím déle trvá usazení a tento proces může trvat dny i roky.

Jako příklad porovnejme čas potřebný k usazení různých částic.

Částice Průměr, mikrony Doba usazení ve vrstvě 1 m

Štěrk 10000 1 s

Песок 1000 10 s

jíl 1 2 den

Bakterie 1 8 den

Koloidy 0,01 20 let

Koloidní částice se prakticky neusazují přirozeně. K jejich vysrážení je nutné spojovat částice do větších agregátů. Toho je dosaženo přidáním koagulantu do vody – nelze jej vyčistit běžným filtrem pod dřezem.

Koloidní částice samy o sobě netvoří agregáty díky tomu, že se navzájem odpuzují vlivem elektrostatické síly.

Koloidní částice ve vodě nesou záporný náboj. Je neutralizován kladnými ionty, které kolem částic tvoří tzv. dvojitou iontovou vrstvu.

Existuje několik modelů, které vysvětlují chování koloidů: Helmholtz, Gouy-Chapman, Stern. Pro úpravu vody je zajímavější mechanismus, kterým koloidní suspenze přechází ze stabilního stavu za vzniku komplexních komplexů, které se vysrážejí nebo tvoří film.

Koagulační mechanismus

Jakýkoli koloid může být charakterizován termodynamickými a elektrokinetickými potenciály. První se také nazývá Nernstův potenciál. Tvoří se na povrchu částice. Na povrchu dvojité vrstvy je generován elektrokinetický nebo zeta potenciál. Vzhledem k tomu, že negativní náboj částice není zcela kompenzován, zeta potenciál si zachovává negativní náboj.

Když se dvě koloidní částice přiblíží k sobě, na každou z nich působí van der Waalsova přitažlivá síla a síla elektrostatického odpuzování. V přírodních vodách jsou odpudivé síly mnohonásobně větší než síly přitažlivé, takže koloidy jsou v přírodních podmínkách odolné vůči agregaci.

Zavedením koagulantu se snižují elektrostatické odpudivé síly v důsledku neutralizace povrchových nábojů koloidních částic a snížení zeta potenciálu.

Koagulant je zdrojem multivalentních kationtů, které se mohou vázat na organickou makromolekulu. Vločkovací činidlo zesíťuje vytvořené struktury díky vazbám tvořeným hydroxylovými sloučeninami. Jako flokulanty se používají minerální, přírodní a syntetické polymery.

Procesy probíhající během koagulace a flokulace:
1. Přidání koagulantu. Činidlo se rozpouští ve vodě, dochází k ionizaci a hydrolýze-polymeraci koagulantu. Rychlost hydrolýzy závisí na teplotě a iontové síle roztoku, zpravidla probíhá okamžitě.
2. Destabilizace koloidní suspenze. V důsledku adsorpce koagulačních iontů na povrchu částic a snížení síly elektrochemického odpuzování částic dochází ke koagulaci. To trvá od několika sekund do několika minut.
3. Přidání flokulantu. Koloid je obsažen v suspenzi hydroxidu a díky polymerním složkám flokulantu se agregáty zvětšují. Flokulace probíhá pomaleji než koagulace, ale také trvá několik minut.
Účinnost koagulace je ovlivněna následujícími faktory:
- valence kationtu obsaženého v koagulantu. Přímá závislost;
- hodnota pH. Závisí na povaze koloidu a koagulantu. Opravte přidáním zásad nebo solí silných kyselin.
Koagulanty a flokulanty pro čištění vody

Nejoblíbenější koagulační kompozice jsou vyrobeny na bázi solí železa a hliníku. To je způsobeno jejich účinností, dostupnou cenou a relativní neškodností.

Nejčastěji používaná činidla jsou:
- síran hlinitý (aluminium alum);
- chlorid hlinitý;
- hlinitan sodný;
- polychloridy a polychlorsulfáty hliníku;
- léky PAC, PACS, WAC atd.;
- sublimovaný nebo krystalizovaný chlorid železitý;
- síran železitý (III) a (II);
- malanminformol;
- epiDMA;
- polyDADMAC
Jako flokulanty lze použít následující látky:
- aktivovaný oxid křemičitý;
- silikoaluminát;
- algináty sodné;
- škroby;
- přírodní polysacharidy, jako jsou deriváty celulózy, taniny, rostlinné pryskyřice, xantheny;
- kopolymery akrylamidu a kyseliny akrylové;
- polyakrylamidy;
- dimethylamin ethylmethakrylát;
- dimethylamin ethylakrylát;
Dávky činidel se volí s ohledem na předběžné testování.

Hledáte stanici na čištění vody, domácí filtr nebo komponenty pro systémy úpravy vody? Náš katalog obsahuje několik stovek produktů, které vám pomohou učinit vaši vodu čistou a nezávadnou k pití. Pracujeme po celém Bělorusku. Poradíme s výběrem produktů prostřednictvím chatu nebo telefonu. 10 let zkušeností v oboru úpravy vody.