Флокулянты: что это такое, и чем отличаются от коагулянтов

Как работают флокулянты

Флокулянты – это макромолекулы, похожие на бусы. К ним прилипает сразу несколько загрязняющих частиц, и получаются флокулы. 

Разделение водомасляной эмульсии: коагулянт группирует частицы нефтепродуктов, флокулянт соединяет их полимерными мостиками и формирует более крупные группы

Флокулянты добавляют в жидкость после коагулянтов, чтобы укрупнить и уплотнить осадок, который получился в результате коагуляции. Но в ряде случаев они могут применяться без коагулянтов и сначала собирают примеси, а потом формируют из них флокулы.

Отличия флокуляции от коагуляции

Флокуляция – это вид коагуляции. Она тоже объединяет мелкие взвешенные частицы в группы и образует осадок, но между этими процессами есть отличия:

• Принцип работы. Коагулянты снимают с частиц заряд, и они уже могут сталкиваться друг с другом и образовывать группы. Флокулянты соединяют эти группы полимерными мостиками.

• Применяемые реагенты. Для коагуляции используют соли металлов: хлорид железа, сульфат железа, хлорид алюминия, сульфат алюминия и другие. Во флокуляции применяют, в основном, органические вещества: анионные, катионные, амфотерные флокулянты на основе полиакриламида, акрилата и других веществ.

• Количество реагентов. Коагуляция требует в десять раз больше реагентов, чем флокуляция. Если на литр жидкости нужно 20 мг коагулянта, то флокулянта – 1–2 мг. 

• Объём осадка. В процессе флокуляции образуется более крупный осадок, чем при коагуляции, его проще отделить от жидкости.

Преимущества и недостатки

Поскольку флокуляция и коагуляция – это похожие процессы, преимущества у них общие. Недостаток тоже одинаковый – это применение реагентов.

Преимущества:

• Высокая степень очистки воды и возможность контролировать степень её очищения в соответствии с требуемыми показателями.

• Универсальность. Оба процесса применимы к любому объёму воды.

• Не требуют специального оборудования, работают с любыми фильтрами, не сокращают их интервал обслуживания. Ещё флокулянты экономят расход коагулянтов.

Если сравнивать коагуляцию и флокуляцию, то преимущество последней – это более компактный, плотный осадок и, как следствие, более прозрачная вода.

Это преимущество позволяет:

• реже обслуживать и ремонтировать систему фильтрации, потому что в воде нет мелких частиц, которые забивают фильтр.

• быстрее отфильтровывать крупный осадок, экономить время на процессах, которые снижают цветность и мутность воды. Это помогает обрабатывать больше жидкости.

Виды флокулянтов

По составу их можно разделить на две большие группы – органическую и неорганическую. В основном, используют органические, из неорганических – только кремниевую кислоту. 

По происхождению органические делятся на природные и синтетические. Последние токсичнее, но дешевле.

По наличию заряда природные и синтетические реагенты бывают ионные и неионные. У неионных флокулянтов нет заряда, и они подходят для очистки воды с незаряженными частицами. Реагенты с электрическим зарядом – ионные – взаимодействуют с заряженными частицами. 

По знаку заряда ионный флокулянт может быть:

• Анионный – отрицательно заряженный. Взаимодействует с неорганическими соединениями. 

• Катионный – положительно заряженный. Подходит для очистки воды от органических взвесей. 

• Амфотерный – проявляющий катионные, анионные или нейтральные свойства в зависимости от рН жидкости: в кислотной среде ведёт себя как катионный, в щелочной – как анионный, в равновесной – как неионный.

Пример органического флокулянта природного происхождения – раствор Биомикрогели^® BMG-C2, полученный из переработанного растительного сырья

По форме выпуска флокулянты бывают в виде гранул, порошка, пасты, геля или раствора.

Биомикрогели^® выпускают флокулянты: BMG–X2 в виде порошка в мешке, BMG–P2 и BMG–C2 в виде раствора в канистре, бочке или IBC–контейнере

Где применяют флокулянты

Их используют там, где нужно сконцентрировать мелкие частицы в большие группы. Целью этого процесса могут быть как вода, так и сами частицы. 

В сельском хозяйстве они укрепляют почвы, которые состоят из частичек пыли, и удерживают в них воду. В горно–обогатительной промышленности использование флокулянтов помогает выделить из пульпы больше добытого вещества: угля, меди, железа и прочего.

Для очистки воды флокулянты применяют:

• Предприятия, чтобы очистить подтоварную и попутно добываемую воду или промышленные стоки. Применение флокулянта помогает очистить воду до показателей, при которых можно сбросить её на очистные сооружения без вреда для окружающей среды или вернуть в производственный цикл.

• Станции водоочистки, где реагенты добавляют в воду перед отстойниками и осветлителями. Они ускоряют формирование и осаждение хлопьев, делают воду прозрачнее. Флокулянты помогают, если производительности станции не хватает, чтобы обрабатывать больше воды.

• Очистные сооружения, где флокулянты обезвоживают твёрдые осадки, которые остались после очистки сточных вод. В итоге участок высушивания осадков занимает меньше места на предприятии.

• В бассейнах, чтобы очистить воду безопасным для здоровья человека способом. Флокулы убирают сачком или пылесосом.

Заключение

Флокулянты усиливают эффект от коагулянтов: ускоряют отделение примесей от воды, формируют более крупный и плотный осадок, экономят расход коагулянтов. Они продлевают срок эксплуатации фильтров и помогают станциям водоочистки обрабатывать больше жидкости. Единственный минус коагуляции и флокуляции – использование реагентов – решается выбором реагентов природного происхождения.