Koaguláns szennyvíz tisztításához: hogyan válasszuk + használati szabályok

Számos módszer létezik a szennyvíz tisztítására. Az autonóm csatornahálózatok kiépítésekor a szokásos szűrők telepítése mellett, amelyek képesek kiszűrni a káros anyagokat és ezáltal tisztábbá tenni a vizet, egyre gyakrabban alkalmazzák az ülepítő eljárást – a koagulációt.

Elmondjuk, milyen elv szerint működik a víztisztító koaguláns. A cikkben részletesen bemutatjuk az összes gyakorlatban alkalmazott fajtát. Megtudhatja, mit kell figyelembe venni a szer kiválasztásakor, és hogyan kell azt helyesen használni.

A koagulánsok működési elve

A koaguláció a víztisztítás módszere, melynek során a szennyező diszpergált anyagokat összekapcsolják, hogy azokat később mechanikai úton, szűréssel eltávolítsák. A szennyező részecskék egyesítése koaguláló reagensek bejuttatásával történik, amelyek lehetővé teszik a kötött szennyezőanyagok egyszerű eltávolítását a tisztítandó vízből.

A „coagulatio” kifejezés latinul „besűrűsödést” vagy „alvadást” jelent. Maguk a koagulánsok olyan anyagok, amelyek kémiai reakció révén oldhatatlan vagy nehezen oldható vegyületeket hoznak létre, amelyek könnyebben és egyszerűbben eltávolíthatók a vízből, mint a diszpergált komponensek.

Az anyagok működési elve azon alapul, hogy molekuláris formájuk pozitív töltésű, míg a szennyeződések többsége negatív. A szennyezett részecskék atomszerkezetében lévő két negatív töltés jelenléte nem teszi lehetővé, hogy összekapcsolódjanak. Emiatt a szennyezett víz mindig zavarossá válik.

Amikor a folyadékhoz kis mennyiségű koagulánst adagolnak, az anyag magához vonzza a benne lévő lebegő részecskéket. Ennek eredményeként: a szórt fény intenzitásának növekedésével a folyadék rövid időre zavarosabbá válik. Hiszen egyetlen koagulánsmolekula könnyedén magához vonzhat több szennyeződésmolekulát is.

A koagulánsok stabil kötések kialakulását idézik elő a szennyeződések apró részecskéi és a vízben lévő mikrobák között.

A magához vonzott szennyeződésmolekulák reakcióba lépnek a koagulánssal, aminek következtében nagy, összetett kémiai vegyületekké egyesülnek. A rosszul oldódó, nagy porozitású anyagok fokozatosan, fehér üledék formájában leülepednek az aljára.

A felhasználó feladata csupán annyi, hogy időben eltávolítsa az üledéket, bármely rendelkezésére álló szűrési típust alkalmazva.

Az egymást vonzó molekulák nagy részecskéket képeznek, amelyek megnövekedett súlyuk miatt leülepednek, majd szűréssel eltávolításra kerülnek.

A készítmény hatásosságáról a fenéken képződő, fehér pelyhes lerakódások – flokkulátumok – alapján lehet megítélni. Emiatt a „flokkuláció” kifejezést gyakran a „koaguláció” szinonimájaként használják.

A képződő pelyhek, amelyek mérete 0,5 és 3,0 mm között lehet, nagy felülettel rendelkeznek, amely a leülepedő anyagok magas szorpciójával bír.

A szennyvíz tisztítása mellett a koagulánsokat a medencék vízkezelésében, valamint a korlátozott vízkészlettel rendelkező régiókban a műszaki és ivóvíz vízkezelésében is alkalmazzák. Javasoljuk, hogy ismerkedjen meg a koaguláló vegyi készítmények lehetőségeivel, amelyek sajátosságait weboldalunkon ismertetjük.

Reagensek használata: előnyök és hátrányok

A korszerű berendezések hatékonysága a szennyvízben lévő szennyeződések semlegesítésében nem érheti el a maximális szintet a reagensek alkalmazása nélkül.

A modern koagulánsok jelentősen növelhetik a szennyvíztisztítási folyamat intenzitását és minőségét. A reagensek magas költségét ellensúlyozzák azok az előnyök, amelyekkel rendelkeznek.

A szintetikus koagulánsok alkalmazásának vitathatatlan előnyei közül kiemelendő:

• hatékonyság;
• kedvező ár;
• magas tisztítási minőség;
• univerzális alkalmazhatóság.

A szennyvizek stabil, agresszív rendszert alkotnak. A koaguláció segít ezt lebontani azáltal, hogy nagy részecskéket képez, amelyeket később szűréssel távolítanak el.

A reagensek alkalmazása jó eredményeket ad a szennyvizekben lévő lebegő és kolloid részecskék eltávolítása terén.

Lényegében a koagulánsok hatására kialakuló koagulációs fázis részecskéi egyszerre a pelyhesedési központok és a nehezítők.

A reagensekkel történő ülepítéses módszer azonban nem mentes a hiányosságoktól. Ezek közé tartozik:

• az adagolás szigorú betartásának szükségessége;
• nagy mennyiségű másodlagos hulladék képződése, amely további szűrést igényel;
• a folyamat saját erőből történő beállításának munkaigényessége.

Ipari méretekben a koagulációs folyamatokat széles körben alkalmazzák, ezek folyamatosan működnek. Otthoni körülmények közötti rendszer kialakításához speciális berendezéseket kell beszerezni, amelyek költsége meglehetősen magas.

A legtöbb háztulajdonos ezt a problémát az egyedi, háztartási típusú koagulánsok alkalmazásával oldja meg, amelyeket kis térfogatú tartályokban árusítanak.

A hatóanyagokat egyszerűen hozzáadják a folyadékhoz, majd kiszűrik a leülepedett üledéket; de ez a folyamat meglehetősen munkaigényes, ezért sok időt vesz igénybe.

Bizonyos esetekben a koaguláció közvetlenül a mechanikus szűrőrendszerben is végrehajtható. Ehhez a reagenst a kezelendő folyadékot tartalmazó csővezeték azon szakaszába juttatják, amely a szűrőbe történő betáplálás előtt található. Ebben az esetben a szűrőrendszerbe már azok az idegen részecskék kerülnek, amelyeket pelyhekké „alakítottak át”.

A koagulánsok fő típusai

A koagulánsoknak számos fajtája létezik. Nem fogjuk felsorolni a kémiai képleteiket a cikkben. Csak két fő csoportot vizsgálunk meg, amelyek a kiindulási anyagtól függően szerves és szervetlen csoportokra oszlanak.

A koagulánsok egyik kategóriája képes a víz vastalanítására és az alumíniumsók eltávolítására, a másik a pH-érték növelésére vagy csökkentésére, egyes reagensek pedig komplex hatást fejtenek ki.

Manapság számos hazai és külföldi vállalat foglalkozik koagulánsok gyártásával. A forgalmazott új generációs reagensek technikai jellemzőikben javultak a Szovjetunió idején gyártott koagulánsokhoz képest.

Szerves természetes anyagok

Ezek speciálisan létrehozott reagensek, amelyek a vízben jelenlévő agresszíven instabil részecskék összetapadásának gyorsításával elősegítik azok elválasztásával és ülepítésével kapcsolatos folyamatokat. A szerves anyagok serkentik a szennyeződések sűrű szuszpenziókká és emulziókká való egyesülését, megkönnyítve ezzel a vízből való eltávolításukat.

A nagymolekulájú anyagok jól küzdenek a klórral és hatékonyan szüntetik meg a folyadékban lévő kellemetlen 'illatokat', például a gyakran vasas folyadékban előforduló kénhidrogén szagát.

A szennyeződések molekuláival való kölcsönhatás során a szerves koagulánsok mérete jelentősen csökken. A reakció végén kis mennyiségű üledékként válnak ki.

A tartály alján felhalmozódó üledék mennyiségének minimalizálásának köszönhetően a szűrés sokkal egyszerűbb és gyorsabb. Az üledék csökkent mennyisége semmilyen módon nem befolyásolja a tisztítás minőségét.

A nyersanyagbázis korlátozottsága miatt a természetes reagensek nem találtak széles körű alkalmazásra a szennyvíztisztításban ipari méretekben. De háztartási célokra gyakran használják őket.

Szintetikus koaguláló vegyületek

Ezek a reagenstípusok ásványi és szintetikus elemek alapján jönnek létre. A polimerek hozzájárulnak a magas kationos töltés kialakulásához, ezáltal serkentve a pelyhek gyors megjelenését. Kiválóan kölcsönhatásba lépnek a vízzel, komplex hatást fejtve ki: puhítva annak szerkezetét, valamint megszabadítva a durva szennyeződésektől és sóktól.

A legelterjedtebbek a többértékű fémek sói, amelyek vas vagy alumínium alapúak. A vasat durva tisztításhoz használják.

A flokkulánsok olyan másodlagos koagulánsok, amelyek a szuszpenziókat és emulziókat pelyhekké alakítják, és az elsődleges koagulánsokkal párban használatosak. Ez a tandem képes tisztítani mind a kis mennyiségű háztartási hulladékot, mind a nagy volumenű, ipari létesítmények által termelt szennyvizeket.

A vasvegyületek közül a legnépszerűbbek:

• Vas(III)-klorid – higroszkópos kristályok, sötét fémes fényűek, kiválóan eltávolítják a nagy szennyeződésrészecskéket és könnyedén kivonják a kénhidrogén szagát.
• Vas(II)-szulfát – kristályos, higroszkópos termék, jól oldódik vízben és hatékony a csatornavizek tisztításában.

Az alacsony viszkozitás és kis molekulatömeg miatt ezek a reagensek kiválóan oldódnak bármilyen kezelt folyadékban.

Az alumínium alapú koagulánsok közül a legelterjedtebbek:

• Alumínium-oxiklorid (AOK) – magas szervesanyag-tartalmú vizek kezelésére használják.
• Alumínium-hidroxiklorid-szulfát (AHSZ) – kiválóan megbirkózik a szennyvizek természetes lerakódásaival.
• Alumínium-szulfát – tisztítatlan műszaki termék szürkészöld darabok formájában, ivóvíz tisztítására használják.

Korábban a polimereket csak a szervetlen koagulánsok adalékanyagaként használták, a pelyhekképződés gyorsítását elősegítő stimulátorként. Ma ezeket a reagenseket egyre gyakrabban alkalmazzák elsődleges koagulánsként, felváltva a szervetleneket.

Ha összehasonlítjuk a szerves és szintetikus anyagokat, az előbbiek azért előnyösebbek, mert sokkal gyorsabban hatnak. Ráadásul szinte bármilyen lúgos közegben képesek működni, és nem lépnek reakcióba a klórral.

A vízben oldott sók, nehézfémionok és egyéb szuszpendált anyagok adszorpciójához a szerves reagensből többszörösen kisebb adagra van szükség, mint a szintetikus analógjából (+).

A szerves hatóanyagok abban is előnyösebbek, hogy nem változtatják meg a víz pH-értékét. Ez lehetővé teszi, hogy olyan vizek tisztítására használják őket, ahol planktonkolóniák, algák és nagyobb mikroorganizmusok találhatók.

Javaslatok a szerek kiválasztásához

A szennyvíztisztításhoz használt koaguláns kiválasztásához nagyon körültekintően kell hozzáállni. Bár az anyag nem jelent veszélyt az emberi egészségre, hatását tekintve meglehetősen szűk szakterületre korlátozódik.

A szennyvíztisztításhoz használt koaguláns kiválasztásakor segédkönyveket is igénybe vehet, de a fogyóanyag megvásárlása előtt mindenképpen érdemes konzultálni a víztisztítás területén szakosodott szakemberekkel.

Annak érdekében, hogy megóvja magát a csalódástól a koaguláns alacsony hatékonysága esetén, javasoljuk, hogy előzetesen végeztesse el a víz elemzését. A laboratóriumi vizsgálatok tájékoztatást nyújtanak az összetételről, és segítenek kiválasztani a legmegfelelőbb kezelési módot.

A szennyezett víz összetételének ismeretében sokkal könnyebb lesz kiválasztani a koaguláns optimális változatát, amely segít gyorsan megoldani a problémát.

A koagulánsok meglehetősen specifikus anyagok. Egyes esetekben képesek elutasítani az elemeket a vízben, máskor éppen ellenkezőleg, fokozni a hatásukat. Például az alumínium- és vas-szulfát alapú hatóanyag alkalmazása hármas hatást fejthet ki: megtisztítja a tartalmat, valamint vasmentesíti és jelentősen lágyítja azt.

Bármilyen koaguláns használatakor a legfontosabb a gyártó által ajánlott adagolás betartása. A hatóanyag túl kicsi adagja reakciót vált ki, de az nem lesz olyan intenzív, mint a megfelelő tisztításhoz szükséges. Az üledék lassan fog kiválni, a folyadék pedig nem tisztul meg a káros szennyeződésektől.

Ezenkívül az adagolás megsértése esetén a pelyhek egyenetlenül kezdenek ülepedni. Emiatt a vízben sok mikropelyh képződik, amelyek kis méretük miatt nem fognak felfogódni a szűrők által.

A piacon lévő hatóanyagok granulátum, frakciók és darabok, valamint kis formátlan lemezek formájában kaphatók.

A szükséges hatóanyag-mennyiség kiszámításának feladatának egyszerűsítése érdekében a gyártók adagolókkal ellátott csomagolásokban hozzák forgalomba a koagulánsokat, nem feledkezve meg a részletes használati utasítás mellékeléséről.

A folyamat lejátszódásának feltételei

A szennyvíztisztítás maximális hatékonyságát a probléma komplex megközelítésével érik el. Ezért az autonóm szennyvíztisztító berendezések kiépítésekor a koagulációt a mechanikai és biológiai tisztítással együtt alkalmazzák.

Ehhez olyan szerkezeteket építenek, amelyek válaszfalakkal elválasztott függőleges ülepítőkből állnak. Ennek köszönhetően a szennyvizek többlépcsős tisztításon mennek keresztül. Először ülepítik, majd baktériumok általi feldolgozás útján tisztítják, ezután a koagulációs folyamatba lépő kamrába kerülnek, és a végső szakaszban szűrik.

A koaguláns elhelyezhető egy külön, a WC-csészében felfüggesztett műanyag tartályban, aminek köszönhetően minden öblítéskor a reagens részecskéi a szennyvízzel együtt a rendszerbe kerülnek.

A szakosodott berendezések telepítését, a fogyóanyagok hozzávetőleges adagjának kiszámítását és a szennyvíztisztítási folyamat minden szakaszában történő kezdeti ellenőrzést jobb szakemberekre bízni.

A koaguláció sémája három fő szakaszból áll:

1. A koaguláns bejuttatása a szennyezett folyadékba.
2. A hatóreagens és a szennyeződések maximális kölcsönhatásának feltételeinek megteremtése.
3. Ülepítés a leülepedett részecskék ezt követő szűrésével.

A koaguláció lefolyásának szükséges feltétele az ellentétes töltésű részecskék egyenlősége. Ezért annak érdekében, hogy a kívánt eredményt elérjük, a szennyvíz zavarosságának legnagyobb mértékű csökkentését biztosítva, annyira fontos a felhasznált reagens koncentrációjának betartása.

A koagulánsok szennyvíztisztításban történő alkalmazásakor figyelembe kell venni, hogy ezek az anyagok csak plusz hőmérsékleten működnek.

A reagensek működési tartománya 10 és 40 °C között változik, és ha a hőmérséklet ezt az értéket meghaladja, a reakció sokkal lassabban kezd lejátszódni.

Ezért annyira fontos a kezelt víz felmelegítésének stabilitását biztosítani.

A koagulációs folyamat gyorsítása érdekében a vízhez olyan anyagokat lehet adni, amelyek képesek kolloid diszperziós rendszereket – flokkulánsokat – képezni. Erre a célra leggyakrabban a következőket használják: keményítő, poliakrilamid, aktivált szilikát. Ezek a koaguláns pelyhein adszorbeálódnak, erősebb és nagyobb aggregátumokká alakítva azokat.

A flokkulánst a koaguláns beadásától számított 1–3 perc elteltével juttatják be a kontakt közeg zónájába. Addigra a mikropelyhek képződési folyamatai és az azokat követő kicsapódó anyagok szorpciója befejeződik.

A kontakt tartályokban kicsapódó üledék mennyisége a felhasznált reagens típusától és a kezelendő szennyvizek előtisztítási fokától függ.

Átlagosan mechanikai tisztítás után az üledék mennyisége egy főre naponta körülbelül 0,08 liter, a biofiltereken való áthaladás után 0,05 liter, az aerotankban történő kezelés után pedig 0,03 liter. Csupán időben el kell távolítani a tartály megtelésének mértékében.

Következtetések és hasznos vidéó a témából

A koaguláns működési elve:

Háztartási koaguláló termékek videóbemutatója:

A koagulációs módszert alkalmazva Ön kiváló lehetőséget kap arra, hogy kis befektetéssel magas eredményt érjen el. Ha hozzáértően választja ki a reagenst és megteremti a szükséges feltételeket a működéséhez, nem lesz nehéz a szennyvizet egyszerre számos szennyeződéstől és szennyezéstől megtisztítani.

Kérdései merültek fel az általunk bemutatott információk megismerése során? Ismeri a koagulánsok gyakorlati alkalmazásának fortélyait? Kérjük, ossza meg tudását és benyomásait, valamint tegye fel kérdéseit az alábbi blokkban.