Флокулянты

Флокулянты – это реагенты, которые отделяют примеси от воды. Они дополняют коагулянты – склеивают примеси в более крупные и плотные хлопья – флокулы. В результате в воде не остаётся взвешенных частиц – она становится прозрачнее, а осадок легко отделить осветлителями, отстойниками, фильтрами и другим специальным оборудованием.
Раствор флокулянтов, добавленный в жидкость, помогает быстрее разделять её на воду и загрязнения. Поэтому флокулянты часто используются для очистки воды.

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.

На очистных сооружениях обработка малоцветных вод флокулянтами экономит расход коагулянтов на 10–40% и делает воду прозрачнее.

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.