Uzdatnianie ścieków z wykorzystaniem flokulantów i koagulantów
- Szczegóły
Flokulacja jest ważnym etapem w procesie uzdatniania wody. Jest to proces polegający na usuwaniu z wody zawiesin stałych oraz mikroorganizmów, których obecność może mieć negatywny wpływ na zdrowie człowieka oraz na jakość wody.
Flokulacja polega na łączeniu drobnych cząstek zawiesin w większe agregaty, zwane flokami. Dzięki temu, że floki są większe i cięższe od pojedynczych cząstek, są one łatwiejsze do usunięcia z wody.
Proces flokulacji jest zazwyczaj poprzedzony procesem koagulacji, który jest odpowiedzialny za zmianę ładunku elektrycznego cząstek zawiesin. W trakcie koagulacji, koagulanty dodawane są do wody, co prowadzi do neutralizacji ładunku elektrycznego cząstek zawiesin. Następnie do wody dodawane są flokulanty, które przyspieszają proces flokulacji. Flokulanty te mają zdolność do łączenia się z cząsteczkami zawiesin, co powoduje, że te ostatnie łączą się ze sobą w większe agregaty.
Po flokulacji woda poddawana jest procesowi filtracji oraz dezynfekcji, które umożliwiają usunięcie pozostałych zanieczyszczeń oraz eliminację szkodliwych mikroorganizmów. Jest kolejnym etapem procesu uzdatniania wody, po flokulacji. Polega ona na przepuszczeniu wody przez różnego rodzaju filtry, które mają za zadanie zatrzymać resztki zawiesin oraz cząstki organiczne, które nie zostały usunięte w trakcie flokulacji. Ostatnim etapem procesu uzdatniania wody jest dezynfekcja. Polega ona na eliminacji szkodliwych mikroorganizmów, takich jak bakterie, wirusy czy grzyby, które mogą powodować choroby zakaźne. Dezynfekcja wody może być przeprowadzana przy użyciu różnego rodzaju środków dezynfekcyjnych, takich jak chlor, ozon czy UV.
Koagulacja i Flokulacja - Podstawowe Informacje
Flokulacja i koagulacja są zjawiskami, które wykorzystuje się m.in. w procesach oczyszczania wody. Umożliwiają one łączenie cząsteczek zawieszonych w wodzie w większe agregaty, dzięki czemu możliwe jest ich wytrącanie i odfiltrowywanie. Procesy koagulacji i flokulacji stosuje się w zawiesinach i koloidach, czyli układach, w których jedna substancja jest rozproszona w drugiej. Koagulacja umożliwia wytrącanie się jednego z tych związków w postaci agregatów tworzących fazę ciągłą. Mogą to być osady, żel czy pasta. Flokulacja natomiast umożliwia łączenie się tych agregatów, czyli zlepionych cząstek stałych, w jeszcze większe struktury, które mogą być w łatwy sposób usunięte z roztworu.
Przeczytaj także: Technologie oczyszczania wody: Przegląd
Zjawisko koagulacji może być wymuszone poprzez dodatek pewnych związków chemicznych, takich jak elektrolity czy wypełniacze, a także pod wpływem temperatury i innych czynników zewnętrznych, np. pH, które przyspieszają ruch cząsteczek i ułatwiają ich zderzanie się. W przebiegu koagulacji dochodzi do zdestabilizowania cząstek zanieczyszczeń i łączenia się ich w tzw. mikroagregaty. Koagulanty, czyli substancje pobudzające proces agregacji drobnych cząsteczek, najczęściej mają na celu adsorpcję do ich powierzchni i zobojętnienie ich ujemnego ładunku powierzchniowego, który utrudnia łączenie się cząsteczek i tworzenie osadu.
By ułatwić wytrącanie się i sedymentację osadu lub stworzenie większych agregatów w celu ich wyłapania i skutecznego odfiltrowania, stosuje się kolejno proces flokulacji. Flokulanty, które ułatwiają zachodzenie tego zjawiska, wspomagają scalanie się mikroagregatów w większe struktury. Nazywane one są często „kłaczkami” (ang. floc), są widoczne gołym okiem i łatwiej wytrącają się w postaci osadu, przez co mogą być wychwytywane przez filtry.
Flokulanty to często substancje polimerowe, które adsorbują cząstki koagulantu, modyfikują właściwości jego powierzchni, stymulują zbliżanie się do siebie cząsteczek, wypełniają szczeliny między nimi i poprzez wiązania chemiczne, najczęściej wiązania wodorowe, formują makroagregaty. Struktury te są zazwyczaj widoczne gołym okiem i luźno upakowane, łatwo rozrywające się pod wpływem silnego mieszania.
Rodzaje koagulantów i flokulantów
Jako koagulanty nieorganiczne najczęściej stosowane są kationy trójwartościowe, takie jak związki żelaza czy glinu. Są one znacznie skuteczniejsze w pobudzaniu koagulacji niż jony dwuwartościowe. Przy ich stosowaniu ważne jest zapewnienie odpowiedniego pH roztworu poprzez dodatek kwasu lub zasady. Dla jonów żelaza optymalne jest pH powyżej 5, a dla jonów glinu - między 6 a 7,4.
Jako flokulantów używa się związków polimerowych. Mogą to być związki organiczne (np. żelatyna lub skrobia), nieorganiczne (np. krzemionka aktywowana), a także syntetyczne, jak poliakrylamidy, tlenek polietylenu czy alkohol poliwinylowy. Dobór odpowiedniego flokulantu zależy od tego, jaki efekt chcemy uzyskać. Flokulanty anionowe stosuje się do zawiesin, które posiadają odczyn zasadowy lub obojętny, natomiast kationowe - do tych z odczynem kwaśnym.
Przeczytaj także: Grupa Azoty Puławy - oczyszczanie wody
Flokulanty są dostarczane zwykle w dwóch formach - albo jako proszki albo jako emulsje olejowe. W obydwu przypadkach przed dozowaniem konieczne jest przygotowanie odpowiedniego roztworu który zwykle musi być poddany procesowi dojrzewania w którym łańcuchy polimerowe odpowiednio się rozwiną.
Czynniki wpływające na proces koagulacji i flokulacji
Stosując w procesach technologicznych koagulację i flokulację, należy zwrócić uwagę nie tylko na dobór odpowiedniego do danego procesu związku chemicznego, ale również na szereg innych ważnych czynników. Kluczowa jest wydajność i skuteczność procesu, który wymaga odpowiedniej optymalizacji. Należy dobrać nie tylko właściwy typ koagulantu lub flokulantu, ale także jego stężenie. Ważne jest to, jaki rodzaj cząsteczek stałych występuje w roztworze, jaka jest ich wielkość, liczebność i stężenie.
W przebiegu procesu koagulacji i flokulacji ważna jest też szybkość dozowania koagulantów i flokulantów, temperatura i intensywność mieszania. Powolne mieszanie wspomaga te procesy, natomiast zbyt intensywne - może prowadzić do rozpadu agregatów powstałych na skutek flokulacji. Należy również zaplanować proces usunięcia koagulantu czy flokulantu z finalnego produktu.
Zastosowanie koagulacji i flokulacji
Koagulacja i flokulacja ma zastosowanie w wielu procesach technologicznych, w których konieczne jest oczyszczanie czy klarowanie roztworu, a także uzyskanie określonej mieszaniny koloidalnej. W procesie oczyszczania ścieków koagulacja i flokulacja odgrywają istotną rolę w wytrącaniu i odfiltrowywaniu cząsteczek zanieczyszczeń zawieszonych w mieszaninie. Stosowane są także do oczyszczania wody basenowej i do jej klarowania, często wraz z podchlorynem sodu używanym w celu dezynfekcji wody. Koagulanty i flokulanty mogą mieć również zastosowanie w oczyszczaniu wody np. Procesy koagulacji i flokulacji są szeroko stosowane w procesach biotechnologicznych, np. w produkcji biofarmaceutyków. Używa się ich m.in. w celu oddzielenia masy komórkowej mikroorganizmów produkujących substancje czynne od produktów ich metabolizmu oraz powstających zanieczyszczeń.
W przypadku wielu produktów flokulacja umożliwia także oddzielenie od siebie poszczególnych związków. Flokulację stosuje się szeroko w biotechnologii, przemyśle celulozowo-papierniczym, spożywczym, a także górniczym, metalurgicznym i naftowym. Proces ten używany jest także w innych procesach technologicznych, w których konieczne jest wyodrębnienie cząstek występujących w postaci koloidalnej, takich jak usuwanie emulsji, zawiesin czy metali. W metalurgii procesy koagulacji i flokulacji umożliwiają selektywne wytrącanie się poszczególnych metali, ułatwiając ich pozyskiwanie.
Przeczytaj także: Przewodnik po uzdatnianiu wody szkłem
Zjawisko koagulacji jest ponadto stosowane w procesach produkcji polimerów, tworzyw sztucznych czy farb. Koagulacja może również prowadzić do powstawania różnego rodzaj past i żelów, a także materiałów stałych, co ma zastosowanie np. w budownictwie (produkcja betonu czy cementu) oraz produkcji ceramiki. Koagulacja białek natomiast jest używana w przemyśle mleczarskim do produkcji jogurtów, a także w produkcji serów czy w piwowarstwie.
Flokulanty SCANPOL®
Flokulanty SCANPOL® stanowią doskonałe uzupełnienie koagulantów SCANPOL®, zapewniając kompleksowe i skuteczne rozwiązania w chemicznym oczyszczaniu ścieków.
Flokulanty - rodzaje i zastosowanie:
- Flokulanty anionowe: Idealne do zawiesin o odczynie obojętnym lub zasadowym, wykorzystywane w przemyśle papierniczym, tekstylnym i przy uzdatnianiu wody. Przykład produktu : SCANPOL®55 - wysokowydajny flokulant anionowy o uniwersalnym zastosowaniu w oczyszczaniu wody przemysłowej.
- Flokulanty niejonowe / obojętne: Stosowane w górnictwie, na przykład przy separacji rud metali, węgla oraz soli. Są dedykowane do procesów wymagających neutralnych właściwości chemicznych. Przykład produktu : SCANPOL®51 - uniwersalny flokulant niejonowy, który idealnie sprawdza się w przemyśle wydobywczym i przetwórstwie.
- Flokulanty kationowe: Przeznaczone do zawiesin o odczynie kwaśnym, często wykorzystywane w procesach oczyszczania ścieków komunalnych oraz w przemyśle spożywczym. Przykład produktu : SCANPOL®54 - wysoce skuteczny flokulant kationowy, szczególnie polecany do oczyszczania ścieków o wysokiej zawartości substancji organicznych.
Produkty SCANPOL® charakteryzują się:
- wysoką skutecznością działania,
- szerokim zastosowaniem w różnych gałęziach przemysłu,
- łatwością w użyciu,
- dopasowaniem do specyficznych wymagań każdego procesu.
Koagulanty SCANPOL®
Koagulanty SCANPOL® to nowoczesne środki chemiczne stosowane w procesie oczyszczania ścieków przemysłowych. Dzięki innowacyjnym technologiom produkty te zapewniają skuteczne usuwanie zanieczyszczeń przy minimalnym zużyciu.
Zastosowanie koagulantów SCANPOL® w przemyśle
Koagulanty SCANPOL® zostały zaprojektowane z myślą o oczyszczaniu różnych rodzajów ścieków przemysłowych, takich jak:
- Ścieki z przemysłu galwanicznego - efektywne oczyszczanie kąpieli galwanicznych.
- Ścieki z procesów cynkowania - zarówno ogniowego, jak i galwanicznego.
- Ścieki po chromianowaniu - roztwory procesowe oparte na Cr³⁺. (zużyte kąpiele i płuczki z procesu czarnego chromianowania, roztwory procesowe chromianowania oparte na Cr³⁺)
- Ścieki po produkcji obwodów drukowanych (zużyte kąpiele do wywoływania i stripperowania fotoresistów oraz maski lutowniczej).
- Ścieki z malowania proszkowego - usuwanie farb i lakierów.
- Ścieki z przemysłu tekstylnego - oczyszczanie wód zanieczyszczonych barwnikami.
- Ścieki z rafinerii i przemysłu petrochemicznego.
- Ścieki farmaceutyczne - usuwanie substancji chemicznych.
- Ścieki z przemysłu papierniczego - redukcja zawiesin i związków organicznych.
- Ścieki z przemysłu metalurgicznego i energetycznego.
- Ścieki z myjni samochodowych i warsztatów.
Dodatkowo, koagulanty SCANPOL® sprawdzają się również w procesach uzdatniania wody.
Rodzaje koagulantów SCANPOL®
- Koagulanty żelazowe: SCANPOL® 40, SCANPOL® 27 - skuteczne w usuwaniu szerokiego spektrum zanieczyszczeń, w tym metali ciężkich oraz zawiesin organicznych.
- Koagulanty glinowe: SCANPOL® 87 - doskonale sprawdzają się w oczyszczaniu różnorodnych ścieków przemysłowych, zapewniając wysoką skuteczność przy minimalnym wpływie na środowisko.
- Koagulanty organiczne: SCANPOL® 18 - całkowicie ekologiczna alternatywa dla tradycyjnych koagulantów.
Każdy z tych produktów został zaprojektowany z myślą o maksymalnej skuteczności i minimalnym wpływie na środowisko.
Korzyści stosowania koagulantów SCANPOL®
Stosowanie koagulantów SCANPOL® przynosi wiele korzyści, w tym:
- Redukcję kosztów operacyjnych.
- Zużycie nawet 5 razy mniejsze w porównaniu do tradycyjnych koagulantów.
- Szybki i skuteczny proces koagulacji przy minimalnym zużyciu.
- Wysoką efektywność wytrącania metali w obecności PO₄³⁻, CO₃²⁻, F⁻, NH₄⁺.
- Dozowanie w małych ilościach (0,1-0,15 L/m³ ścieku).
- Redukcję siarczanów, fosforanów i azotanów dzięki SCANPOL® Technology.
- Zmniejszenie ilości osadu pokoagulacyjnego nawet o 50%.
- Ekologiczne rozwiązania zgodne z Dyrektywą 96/62/WE.
- Poprawę parametrów środowiskowych odprowadzanych ścieków.
- Możliwość stosowania zarówno w procesach okresowych, jak i ciągłych.
tags: #uzdatnianie #ścieków #flokulanty #koagulanty #zastosowanie
