Что такое основность коагулянта

+7 (495) 508 65 64

Работаем с физ.лицами и юр.лицами, почта для заявок юр.лиц: waterhim@yandex.ru

Одним из путей улучшения качества воды, подаваемой для питьевых нужд населению, является замена в определенных случаях традиционного коагулянта (сернокислого алюминия) на оксихлорид алюминия.

Оксихлорид алюминия (ОХА) известен под различными наименованиями: полиалюминий гидрохлорид, хлоргидроксид алюминия, основной хлорид алюминия и др. и имеет общую формулу Al(OH)mCl3n-m. ОХА может иметь различную основность. Реагент каждой основности условно состоит из фракций мономерного и полимерного (низкомолекулярного, среднемолекулярного и высокомолекулярного) алюминия.

В продукте с основностью 1/3 (брутто-формула А1(ОН)Сl2) содержится равное количество мономерного и низкомолекулярного алюминия и чуть менее 50% среднемолекулярного алюминия. Высокомолекулярный алюминий отсутствует.

В продукте с основностью 2/3 (брутто-формула А1(ОН)2Сl) количества мономерного, среднемолекулярного и низкомолекулярного алюминия примерно одинаковы или преобладает количество двух последних. Высокомолекулярный алюминий также отсутствует.

В продукте с основностью 5/6 (брутто-формула Al2(OH)5Cl) низкое содержание мономерного и низкомолекулярного алюминия, преобладает содержание среднемолекулярного и высокомолекулярного алюминия.

От величины основности зависят характеристики процесса коагуляции – величина хлопьев, скорость осаждения, эффективность очистки воды. При этом наилучшие коагулирующие свойства проявляет высокоосновной ОХА. Это связано с тем, что в водной среде он представляет собой коллоидный раствор, в качестве дисперсной фазы которого выступают положительно заряженные аквагидроксокомплексы алюминия, фактически представляющие собой полимерные частицы неорганической природы.

Положительно заряженный реагент нейтрализует отрицательный заряд, окружающий коллоидные частицы, что ведет к их сближению и слипанию. Одновременно, благодаря полимерной природе, протекает процесс химического связывания за счет длинных молекулярных “мостиков”. За счет этого возможна более глубокая очистка от органических веществ (органического углерода).

Помимо подготовки питьевой воды ОХА может использоваться для очистки сточных и оборотных промышленных вод металлургических заводов, целлюлозно-бумажных комбинатов, нефтеперерабатывающих и химических предприятий, бытовых и городских стоков.

Источник

Реагенты для флотатора

Коагулянты

Сточные воды некоторых производств содержат большое количество коллоидных веществ и являются по сути коллоидным раствором. Коллоидные частицы создают мутность и цветность сточной жидкости и не могут быть удалены ни отстаиванием, ни фильтрацией.

Для осаждения коллоидных частиц в очищаемый раствор вводят коагулянты.

Сульфат алюминия: неочищенный/очищенный Al₂(S0₄)₃⋅18Н₂0

При обработке сточных вод сульфатом алюминия происходит гидролиз, в результате которого образуются гидроокиси алюминия и основные сульфаты. Коллоидные частицы загрязнений захватываются гидроксидом алюминия и образуют хлопья в виде геля.

При использовании сульфата алюминия не требуется дополнительного оборудования для приготовления реагента, так же благодаря своей товарной форме он удобен в транспортировке.

Оксихлорид алюминия (ОХА) Al₂(ОН)_nСl_6-n

В процессе коагуляции с использованием ОХА образуются мономерные, полимерные или аморфные агрегаты благодаря наличию поверхностной кислотной оболочки. Это повышает интенсификацию очистки стоков от взвесей и металлов. Высокая способность к полимеризации ускоряет образование хлопьев и их осаждение.

Алюминат натрия NaAlO₂

В сточных водах алюминат натрия снижает значения рН путем взаимодействия с молекулами воды и образованием тетрагидроксоалюмината натрия. Натриевая соль алюминиевой кислоты при гидролизе образует гидроксид натрия в достаточном количестве, поэтому нет необходимости в подщелачивании очищаемой жидкости.

Нерастворимый гидроксид алюминия выпадает в осадок.

Эффективным методом коагулирования является совместное использование алюмината натрия с сульфатом алюминия. Поливалентные катиона алюминия нейтрализуют отрицательно заряженные частицы загрязнений, а ионы алюминия воздействуют на частицы с положительным зарядом. Это позволяет снижать цветность сточной воды.

Алюминат натрия легко осаждает ионы магния, что позволяет использовать его для смягчения жесткой воды.

Хлорное железо FeCl₃· 6Н₂О

Процесс коагуляции основан на гидролизе хлорида железа с образованием малорастворимого гидроксида железа. При гидролизе захватываются частицы загрязнений, формирующие рыхлые хлопья. Хлопья имеют высокую сорбционную способность и включают в себя микроорганизмы растительного и животного происхождения, коллоидные частицы, ионы металлов.

При применении хлорного железа в качестве реагента ускоряется процесс осаждения шлама и облегчается его биохимическое разложение.

Хлорированный железный купорос Fe₂(SO₄)₃+ FeCl₃

Хлорированный железный купорос не дает отложений при низких температурах, создает равномерное осаждение хлопьев и эффективное осветление воды.

Сульфаты железа (II) и (III) Fe₂(S0₄)₃· 2Н₂О

Сульфаты железа работают в диапазоне рН 3,5–6,5 или 8,0–11,0 и при низких температурах. Но при введении в раствор необходима точная дозировка, иначе при избытке коагулянта повышается содержание катионов и соединений железа.

Для повышения эффективности коагуляции сульфат железа используют вместе с сульфатом алюминия, что повышает скорость отстаивания. Вводят коагулянты последовательно или предварительно смешивая.

Железный купорос FeSO₄·7Н₂О

Источник

Коагулянты

Оксихлорид алюминия новый, перспективный коагулянт для очистки воды, предназначенный для очистки и кондиционирования питьевой воды, очистки промышленных, сельскохозяйственных и бытовых сточных вод, для водоподготовки ТЭЦ, ГРЭС, котельных.

Оксихлорид алюминия призван заменить устаревший сульфат алюминия, т.к. сульфат алюминия не во всех случаях обеспечивает требуемое качество очистки. Особенно затруднительно его использование при низких температурах, так как при данных температурах образуются такие высокодисперсные осадки продуктов гидролиза коагулянта, что их трудно отделить от очищаемой воды методами отстаивания и фильтрации.

Применение оксихлорида алюминия повышает скорость коагуляции коллоидных частиц органических и неорганических загрязнений, не подщелачивая воду и обеспечивает более высокое качество очистки воды без каких-либо отложений и с минимальным содержанием остаточного алюминия в воде. Здесь следует отметить, что оксихлорид алюминия позволяет получить питьевую воду с содержанием остаточного алюминия в пределах 0,05-0,10 мг/л, что более, чем в два раза меньше, чем норма Всемирной Организации Здравоохранения (0,20 мг/л).

Наша компания предлагает для Вас оксихлорид алюминия в виде раствора либо в виде твердого вещества.

Преимущества использования оксихлорида алюминия:

— в четыре-пять раз меньше применяемая доза коагулянта (20–25% от количества сернокислого алюминия);

— практически не изменяется рН очищаемой воды, что позволяет отказаться от использования щелочных агентов для нейтрализации;

— более широкий рабочий диапазон рН;

— оксихлорид алюминия обладает большей способностью к полимеризации, что ускоряет хлопьеобразование и осаждение коагулированной взвеси, и позволяет отказаться от использования флокулянтов;

— оксихлорид алюминия вызывает высокоэффективную коагуляцию коллоидно-диспергированных частиц и органических веществ из воды, в результате которой образуется быстро выпадающий и хорошо отфильтрованный флок;

— оксихлорид алюминия обеспечивает стабильность процесса коагуляции, в том числе при низких температурах воды;

— при использовании оксихлорид алюминия дает низкое остаточное содержание алюминия;

— оксихлорид алюминия обладает бактерицидной и противомикробной активностью, низким солесодержанием и остаточным алюминием в очищенной воде, меньшей кислотностью. Вода после обработки оксихлоридом алюминия не приводит к образованию гипса и забивке теплообменного оборудования;

— твердый оксихлорид алюминия не слеживается при хранении, имеет длительный срок использования;

— раствор оксихлорида алюминия стабилен и прост в применении, перед дозировкой легко разбавляется до нужной концентрации;

— переход на новый реагент в условиях действующих станций, как правило, не требует реконструкции существующего реагентного хозяйства, значительно облегчает работу обслуживающего персонала;

Представленные преимущества способствуют:

— уменьшению скорости коррозии металлов в системах водоснабжения и теплоснабжения, за счет исключения образования агрессивной углекислоты;

— возможности отказа от использования щелочных агентов;

— сокращению в 10 раз количества введенных в воду анионов в сравнении с традиционными коагулянтами;

— обеспечению максимально высокой эффективности очистки воды от взвешенных веществ и металлов;

— возможности использования при более низких температурах воды, чем сернокислый алюминий;

— снижению коррозионной активности воды (отсутствие избыточных сульфатов);

— улучшению санитарно-гигиенические условия труда, снижению трудоемкости и эксплуатационных затрат;

— снижению содержания хлорорганических соединений;

— обеспечению содержания остаточного алюминия менее 0,2 мг/л;

— минимизации расхода реагента в пределах 0,3 – 3,0 мг алюминия на литр воды;

Раствор оксихлорида алюминия выпускается согласно техническим условиям производителя (ТУ 216350-002-39928758-02, ТУ 2152-102-05757618-97 или ТУ 6-09-05-1456-96).

Внешний вид водного раствора оксихлорида алюминия — прозрачная бесцветная жидкость (допускаются серый или белый оттенок), срок хранения которой составляет 6 месяцев.

Свойства раствора оксихлорида алюминия, произведенного в соответствии с

Свойства раствора оксихлорида алюминия, произведенного в соответствии с

Свойства раствора оксихлорида алюминия, произведенного в соответствии с

Кристаллический оксихлорида алюминия выпускается согласно техническим условиям производителя.

Оксихлорид алюминия в твердом виде представляет собой пластинки или гранулы неопределенной формы различного размера белого или желтого цвета, срок хранения которых составляет 3 года.

Свойства оксихлорида алюминия в твердом виде, произведенного в соответствии

Свойства раствора оксихлорида алюминия, произведенного в соответствии с ТУ:

Кроме этого ЗАО «АльфаХимПром» занимается поставкой следующих реагентов:

Источник

Очистка цветных вод коагулянтами

Обесцвечивание и осветление воды

Методы коагулирования достаточно хорошо освоены и повсеместно применяются на многих станциях водоподготовки. В то же время, использование коагулянтов рождает дополнительные проблемы воды, которые необходимо устранять другими методами очистки:

Для устранения многих недостатков метода коагуляции хорошо зарекомендовал себя реагент оксихлорид алюминия (ОХА), который в очистке воды используется взамен более традиционного сульфата алюминия (СА) ‒ Al₂(SO₄)₃. Формула оксихлорида алюминия в общем виде выглядит как:

Применение оксихлорида алюминия в качестве коагулянта позволило не только уменьшить количество реагента, но и существенно улучшить качество очищенной воды. Максимальная эффективность ОХА наблюдается при обесцвечивании мутных вод, с показателями по шкале цветности 30-50 градусов; а также в холодный период года, когда скорость протекания коагуляции замедляется.

Применение сульфата алюминия выгоднее для очистки воды с незначительной мутностью и низким содержанием солей. Использовать оксихлорид алюминия для подготовки воды такого типа нецелесообразно.

Причина разной эффективности при очистке воды с разными показателями мутности и цветности заключается в том, что извлечение загрязняющих веществ у них происходит разными путями.

Эффективность и скорость процесса обесцвечивания воды коагулированием зависит от следующих свойств:

Несмотря на то, что реакция среды, величина pH, играет существенную роль в протекании физико-химических процессов очистки воды, в условиях станций водоподготовки контроль этого показателя практически никогда не ведется. Показатель pH контролируется только в рамках нормативов СанПиНа для воды. Изменение и контроль реакции среды для отслеживания оптимальных условий протекания процессов коагуляции на действующих станциях не ведут.

Показателем протекания реакции может служить степень диссоциации гидроксида алюминия, которая минимальна в среде, близкой к нейтральной (pH 6,5–7,5). Коллоидные частицы гидроксида алюминия в такой среде нейтральны (не несут в себе заряда).

При проведении процессов обесцвечивания и осветления сульфатом алюминия оптимальные показатели pH, при которых будет образовываться и выпадать в осадок гидроксид алюминия, составляют 6,7–7,0. Для такой среды присущи процессы сорбции и агрегирования. Агрегация коллоидных частиц органического происхождения и минеральных взвесей в хлопья происходит при участии гидроксида, который играет роль связующего.

В среде с рН поликатионы алюминия:

Для этих веществ присущ большой положительный заряд, за счет чего они будут адсорбироваться на поверхности коллоидных частиц с отрицательным зарядом. Это свойство приобретает значение для снижения цветности воды. Если процессы коагулирования пойдут в этом направлении, то при pH>7 качество обесцвечивания воды ухудшится. Оптимальные значения pH среды при сохранении качества очистки составляет 5-6.

Механизмы коагуляции органического гумуса имеют общие черты с процессами очистки от минеральных веществ, но с некоторыми отличиями.

Природная вода с pH 5–8 при обработке коагулянтом (сульфатом алюминия) демонстрирует следующие процессы:

Механизм захватной коагуляции протекает при pH среды свыше 7 за счет адсорбции гумусовых веществ на частицах Al(OH)₃.

Снижение мутности воды идет за счет обволакивания минеральных частиц новообразующейся массой гидроксида алюминия. Чтобы захватная коагуляция стала возможной, необходимо добавление большого количества коагулянта для образования значительного по объему осадка гидроксида алюминия.

Первый описанный механизм (нейтрализационно-адсорбционная коагуляция) возможен и при небольших дозах коагулянта, однако доза должна возрастать пропорционально росту содержания коллоидных загрязняющих частиц.

Если вода сильно мутная, то имеет смысл вести коагулирование при повышенных значениях pH. В этом случае реакции образования гидроксида будут преобладать над механизмами адсорбции положительных ионов коагулянта.

Присутствие минеральных частиц ускоряет осаждение гидроксида алюминия и интенсифицирует образование зародышей коагуляции. Гуминовые вещества достаточно устойчивы и передают эту устойчивость при взаимодействии с гидроксидами. При этом процесс коагуляции может приостановиться и не дойти до конца.

Устойчивость гуминовых коллоидов растет вместе с величиной pH обрабатываемой воды. С понижением pH и ростом кислотности среды устойчивость гуминовых веществ снижается. Адсорбция катионов коагулянта тоже вносит свою лепту, и процесс коагуляции улучшается.

Отсюда следует, что очистку цветных вод целесообразно вести при пониженных значениях pH. Адсорбция катионов алюминия придает гуминовым коллоидам свойство активного хлопьеобразования даже без присутствия в воде гидроксида алюминия. Этим гуматы коренным образом отличаются от взвешенных веществ, и этот факт стоит учитывать при выборе коагулянта для очистки воды от цветности.

Очистка воды с высокой цветностью и малой мутностью балансирует между этими двумя механизмами. Какой из процессов коагулирования в растворе будет преобладать, определяется качественным составом исходной воды.

С увеличением цветности воды оптимальное значение pH понижается с ростом концентрации водородных ионов. Соблюсти условия для коагулирования особенно важно, если воду необходимо очистить от фульвокислот, удалить которые из воды обычно труднее, чем гуминовые кислоты.

Для очистки цветных вод с невысоким солесодержанием оптимальный диапазон реакции среды достаточно узкий. Для этого необходимо достичь pH, при котором из раствора удаляются гуминовые вещества при наименьшей добавляемой дозе коагулянта.

На интенсивность процессов коагуляции при очистке цветных вод также оказывает влияние присутствие некоторых ионов, входящих в состав коагулянта. В наибольшей степени коагулирующее обесцвечивающее действие присуще анионам сульфатам.

Эти ионы оказывают влияние на протекание многих химических процессов:

Улучшение процессов обесцвечивания воды теоретически можно объяснить тем, что сульфат-анионы служат противоионами для положительно заряженных частиц— продуктов реакции гидролиза в кислой среде (при pH

Если в качестве коагулянта используется сульфат алюминия, то стимулирующее процесс коагуляции влияние анионов представляет собой следующий ряд:

При повышении значения pH (уменьшении кислотности среды) ионы Cl⁻ тоже проявляют тенденцию к образованию нерастворимых соединений гидроксида алюминия. Но если у воды низкие значения pH (малая щелочность), то увеличение содержания хлоридов приводит к стабилизации процесса коагуляции и прекращению образования хлопьев гидроксида алюминия. Если в воде присутствуют бикарбонат-ионы HCO³⁻, то гидролиз коагулянта (сульфата алюминия) проходит более интенсивно и в более широком диапазоне значений pH, чем в присутствии щелочных гидроксид-ионов OH⁻.

Если по своему солесодержанию очищаемая вода относится к мягкой, а содержание бикарбонатов в ней невелико, то в этом случае реакция образования гидроксида протекает не полностью, процессы коагуляции-обесцвечивания ухудшаются, уменьшается хлопьеобразование, растет концентрация остаточного алюминия. По этим причинам для улучшения обесцвечивания воду подщелачивают.

Переход коллоидной гидроокиси в гидроксид может затрудняться оттого, что в воде имеются вещества, которых называют защитные коллоиды. Еще одна причина — повышенная щелочность воды, поскольку гидроксид алюминия в щелочной среде преобразуется в растворенные вещества.

В мутной воде с высоким содержанием гуминовых кислот последние взаимодействуют с гидроксокомплексами алюминия. За счет этого расчетное повышение кислотности от добавления коагулянта превышает реальные показатели. Остаточная щелочность воды имеет значение 0,1–0,2 мг-экв/л.

Из-за стабилизации коллоидных частиц коагуляция может идти неодинаково. Это важно учитывать при выборе реагента-коагулянта — сульфата алюминия или оксихлорида алюминия. Если для осветления о обесцвечивания воды используется сульфат алюминия, то оптимум по pH и минимальная излишняя щелочность достигаются при меньшем количестве коагулянта, чем при использовании оксихлорида.

Если очищаемую воду предварительно подщелачивают (добавлением соды), остаточная щелочность увеличивается от 0,1 до 0,45 мг-экв/л (при сульфате алюминия) и от 0,5 до 0,8 (при оксихлориде алюминия). При этом изменяются значения цветности воды и содержания остаточного алюминия: при сульфате алюминия значения уменьшаются, при оксихлориде – растут.

Чтобы реализовать нейтрализационно-адсорбционный механизм коагуляции для максимального удаления гуминовых веществ, необходимо строго выдерживать оптимальную область pH — как для сульфата, так и для оксихлорида алюминия в качестве коагулянтов.

С ростом содержания бикарбонатов выше предельного значения возрастает доза коагулянта.

Если pH>7,5 возрастает скорость образования гидроксида алюминия, что теоритически можно объяснить исходя из механизма захватной коагуляции. При этом дозы для обоих коагулянтов растут, но эффективность очистки ОХА выше, чем при СА.

Как показывают теоритические исследования коагуляции и практический опыт обесцвечивания воды, при низких значениях pH, щелочности и солесодержания (мягкости воды), для очистки более пригоден сульфат алюминия. Его используют для очистки воды с высокой цветностью и малой мутностью. В противных случаях оправдано применение в качестве коагулянта оксихлорида алюминия.

На практике оказалось, что вода из некоторых природных источников в течение года может существенно отличаться по качеству. Поэтому в зависимости от показателей исходной воды для ее обесцвечивания и осветления могут применяться оба коагулянта — СА и ОХА. Иногда наилучшие результаты дает совместная обработка воды обоими коагулянтами — СА и ОХА.

Содержание остаточного алюминия невозможно снизить только за счет применения оксихлорида алюминия, ведь вода отличается по своему составу и качеству. При использовании ОХА для обесцвечивания мутной воды содержание остаточного алюминия меньше, чем при обработке СА. Но при обработке цветной воды на результат сильно влияет pH обработанной воды. Так как оптимальные диапазоны pH и щелочности для обоих коагулянтов мало отличаются, то при незначительных колебаниях условий может ощутимо меняться эффективность одного или другого коагулянта.

Выбор коагулянта для определенного источника воды должен вестись с учетом параметров воды во все сезоны года:

Для оксихлорида алюминия определяющее значение имеет показатель основности, вычисляемый по формуле:

Практические исследования показали, что качество обесцвеченной воды, так же как добавляемая доза реагента-коагулянта, прямо зависят от марки и основности оксихлорида алюминия.

Высокоосновный ОХА применяют для очистки мутной воды со средней цветностью и невысокой концентрацией органики. С понижением температуры воды должна повышаться и основность коагулянта.

Понижение основности оксихлорида алюминия должно происходить вслед за увеличением цветности воды и ростом перманганатной окисляемости.

Низкоосновные ОХА или сульфат алюминия в качестве коагулянта применяются для очистки воды, требующей соблюдения особых условий pH среды — это относится к воде с повышенной цветностью и низким солесодержанием.

Осветление методом отстаивания для снижения мутности эффективнее вести с высокоосновным коагулянтом ОХА, а при использовании сульфата алюминия снижается мутность фильтрата. По той же закономерности изменяется показатель остаточного алюминия. Более эффективное удаление органики — по показателю перманганатной окисляемости— происходит при использовании сульфата алюминия.

Применение смешанных коагулянтов комплексной природы для обесцвечивания цветных вод дает расширенные возможности. К смешанным коагулянтам относятся:

Источник