Коагулянты

 

С этой публикации мы начинаем серию статей о группах химикатов для обработки воды бассейнов и аквапарков, объединенных одним назначением (хлорные дезинфектанты, коагулянты, комплексные средства на основе активного кислорода, альгициды и т.д.), где попытаемся объяснить особенности различных препаратов, их достоинства и недостатки, а также обсудим проблемы и вопросы, наиболее часто возникающие в процессе их применения.

В данной статье речь пойдет о коагулянтах и флокулянтах – препаратах, использующихся в процессе водоподготовки для осветления воды.

Известно, что в процессе фильтрации песочные фильтры могут задерживать лишь частицы больше определенного размера. Те же частицы, которые меньше этого размера, отфильтровать без применения коагуляции невозможно. Рассмотрим физический смысл процесса коагуляции: при взаимодействии коагулирующего средства с водой (гидролизе) образуются нерастворимые соединения, а "центрами" для их осаждения и служат те самые мелкие коллоидные частицы, которые присутствуют в воде бассейна – таким образом, в результате гидролиза коагулянта эти частички укрупняются, образуя хлопья, которые уже могут задерживаться песочным фильтром.

Следует отметить, что коагулянты от флокулянтов отличаются формой, плотностью и размером образующихся частиц (флокуляция – это вид коагуляции, при которой образуются рыхлые хлопьевидные агрегеты (флокулы)). На практике этому различию не придается особого значения, и часто флокулянты называют коагулянтами, и наоборот.

В процессе водоподготовки в бассейнах применяют как непрерывную ("текущую"), так и "ударную" коагуляцию.
· В режиме текущей коагуляции коагулянт подается равномерно и непрерывно с помощью насоса-инжектора (автоматическая дозация) или при использовании медленно-растворимых коагулирующих препаратов, в этом случае насос работает в режиме фильтрации.

Во время проведения "ударной" коагуляции коагулянт в "ударной" дозе вручную добавляется либо в скиммер (при этом насос работает в режиме циркуляции, а не фильтрации!!!), либо напрямую в воду бассейна. Процесс коагуляции идёт в чаше бассейна (при выключенном насосе!!!), в результате на дне бассейна образуется осадок, который затем (обычно через 6-8 часов) необходимо удалить с помощью пылесоса и только после этого насос включают в режим фильтрации.

 

Самая распространенная ошибка при проведении "ударной" коагуляции – это добавление коагулянта при включенном на "фильтрацию" насосе, в результате чего вода в бассейне становится молочно-мутной и осадок хлопьев на дне не образуется. Для понимания причины вышесказанного необходимо разобраться в сущности процессов, происходящих при "ударной" коагуляции. Коагулянт в большом количестве за малый промежуток времени поступает в воду, и насос при этом должен быть включен для перемешивания всего на 10-15 минут в режиме циркуляции, а сам процесс гидролиза коагулянта и осаждения образовавшихся хлопьев должен проходить во всем объеме бассейна. Если же насос включен на фильтрацию, то только начавшиеся образовываться в очень большом количестве "зародыши" хлопьев разбиваются в результате фильтрации о крыльчатку насоса и затем еще мельче - при "просасывании" через песок фильтра. Вот и получается в результате муть, от которой потом очень трудно избавиться. Отметим, что при непрерывной автоматической коагуляции коагулирующее средство впрыскивается после насоса перед фильтром в месте наибольшей турбулентности (для лучшего перемешивания), и поэтому хлопья уже не разбиваются о крыльчатку насоса, и благодаря очень малым дозам впрыска и хорошему перемешиванию процесс полного гидролиза коагулянта проходит быстро и уже полностью сформировавшиеся хлопья отфильтровываются на песке.

В бассейновой практике в качестве коагулянтов чаще всего применяют препараты на основе соединений алюминия, в результате гидролиза которых образуется практически нерастворимый в воде гидроксид Al(OH)3Ї.
Рассмотрим лишь основные группы этих препаратов.

Группа №1. Препараты на основе сульфата алюминия – Al2(SO4)3
Небольшая часть препаратов этой группы выпускается в быстрорастворимой гранулированной форме (например – "Эквиталл-порошок"), в основном же – это таблетированные препараты, выпускаемые в водопроницаемых картриджах ("Эквиталл-картриджи"). Благодаря своей медленно растворимой форме они непрерывно и равномерно в течение длительного времени дозируют в воду коагулирующее средство, что является достаточно неплохой альтернативой дорогостоящим автоматическим станциям дозации коагулянтов в небольших частных бассейнах. К тому же, применение подобных препаратов позволяет удалять из воды окисленное железо, фосфаты, а также ионы меди (для удаления меди уровень рН воды необходимо поднять до 7,5-7,7). Недостатком данной группы средств можно считать более высокий уровень остаточного алюминия, чем при использовании препаратов 2-ой группы.

Группа №2 Препараты на основе полиалюминия гидроксид хлорида (полиоксихлорида алюминия) – Al(OH)xCly, где х+у=3
Этот комплекс хим.реагентов появился на рынке сравнительно недавно. На сегодняшний день препараты этой группы представлены в очень широком ассортименте и характеризуются множеством достоинств. Использование препаратов этой группы характеризуется высокой скоростью коагуляции, низким уровнем остаточного алюминия и меньшей зависимостью от уровня рН и температуры воды бассейна. Для объяснения этих достоинств важно понимать природу процессов диссоциации и гидролиза коагулянта: в результате растворения сульфата алюминия (группа препаратов №1) в воду "поступают" ионы Al3+, которые затем гидролизируют до гидроксида Al(OH)3Ї; а при растворении полиоксихлоридов алюминия – ионы Al((OH)х)у+, которые уже являются продуктом незавершенного гидролиза (предгидролиза). Следует отметить, что чем больше число гидрокси-групп (число х в молекулярной формуле), тем выше "степень предгидролиза".

Все препараты этой группы по цели и способу их применения можно разделить на три подгруппы.
№ подгруппы Описание и область применения препаратов Концентрация действующего вещества в препарате (в пересчете на Al2O3) "степень предгидролиза"(число х) Примеры препаратов
1 Жидкие, гранулированные и порошкообразные средства для "ударной" коагуляции 10 - 30 1,2 –2,5 "Эквиталл-порошок".
2 Жидкие средства, используемые как для "ударной" коагуляции, так и дозируемые автоматическими станциями в режиме непрерывной коагуляции 9 - 12 1,1 –1,3 "Эквиталл-жидкость".
3 Жидкие средства для автоматических станций дозации 1,5 – 2,5 0,5 –1,1 "Эквиталл жидкий"

Следует отметить, что при использовании различных коагулянтов необходимо всегда строго и четко соблюдать инструкции по применению этих средств, а также уметь правильно рассчитать необходимую для каждого конкретного случая дозировку – так как оптимальная доза коагулянта для наиболее эффективного осветления воды в значительной степени зависит от характеристик воды конкретного бассейна и степени ее загрязнения. Особенно вышесказанное касается бассейнов с автоматической дозацией коагулянтов. Как известно, для автоматической дозации коагулирующих средств применяются как насосы-инжекторы с регулируемыми частотой и количеством впрыскиваемого средства (например, насосы-инжекторы), так и без каких-либо возможностей регулировки (станция "Флокматик"). И здесь могут возникнуть проблемы.

Чтобы избежать ошибок, необходимо хорошо знать особенности и характеристики дозирующих станций, свойства и особенности самих коагулирующих средств, уметь правильно подбирать оптимальную дозу коагулянта и параметры режима коагуляции для каждого конкретного бассейна, а также соблюдать правила, нормы и инструкции по эксплуатации бассейна. Отметим, что прозрачность и чистота Вашего бассейна сильно зависят от таких факторов как:
- инженерно правильно подобранного соотношения мощности насоса и фильтрующих характеристик самого песочного фильтра;
- непрерывной работы фильтрующего оборудования, позволяющего осуществлять 3-6 – кратный водообмен в сутки;
- регулярно проводимой обратной промывки фильтра (не реже одного раза в неделю);
- непрерывного добавления свежей водопроводной воды во время эксплуатации бассейна (не менее 50 литров на каждого посетителя с сутки);
- поддержания оптимального уровня рН воды (6,8 – 7,2); остаточного активного и связанного хлора.

Как видно из представленной выше таблицы, многие препараты, предлагаемые специально для автоматического дозирования, имеют очень низкое содержание действующих веществ (»2%). Наша компания принципиально не производит сильно-разбавленные (с низкой концентрацией) коагулянты - нашим потребителям экономически не выгодно приобретать такие растворы. Приготовить их достаточно просто - на одну часть 10%-ного коагулянта добавляют четыре части воды, срок хранения раствора 2-3 дня. Следует отметить, что чем чище вода, тем дольше срок хранения. К примеру, при добавлении дистиллированной воды срок хранения растворов увеличивается до 7-10 дней.

К тому же на рынке автоматики представлены станции, позволяющие дозировать в разных режимах и 10%-ные коагулянты. Надеемся, что этой публикацией мы помогли Вам разобраться в широком "спектре" коагулянтов, предлагаемых для "бассейнового" рынка.

химик-технолог Иванова С.В.