В чем различие между флокулянтами и коагулянтами для бассейнов

Важно понимать пользователю бассейном

Поскольку большая часть производителей бассейновой химии скрывают состав своих препаратов, то пользователь не в состоянии оценить флокулирующее или коагулирующее действие он получит даже если и понимает различие между этими процессами. Кроме этого надо знать еще состав осаждаемой дисперсной фазы, поскольку один и тот же препарат может выступить как в роли коагулянта, так и в роли флокулянта. Есть еще много условий, но самое главное, это надо разбираться во всем этом. Последнее, это наиболее редко выполняемое условие. А поскольку как флокулянт, так и коагулянт вызывают образование более крупных частиц из не оседающих и не улавливаемых фильтром взвесей и которые после этого воздействия уже могут быть отфильтрованы, то для пользователя бассейном нет существенного различия между этими средствами и термины воспринимаются равнозначными. Да и зачем глубоко разбираться в этом, ведь все равно тонкими настройками вы не сможете управлять в силу вышесказанного. Добавлю, что, например, в 2023г на рынке коагулянты для бассейна представлены всего двумя соединениями — сульфатом и полиоксихлоридом алюминия. Подробнее в Какие коагулянты и флокулянты для бассейнов на рынке РФ

Однако для продвинутых пользователей, желающих разобраться в этом вопросе, попробую дать некоторые пояснения. Учитывая специфику нашей площадки они будут довольно упрощенными и не могут претендовать на строгую научность. Кроме этого материала прочтите Как пользоваться флокулянтом (коагулянтом) для бассейна.

Как это работает

При добавлении коагулянтов в воду запускается процесс укрупнения частиц, плавающих в воде и создающих муть. Под воздействием коагулянтов они начинают объединяться в крупные скопления. Это происходит до тех пор, пока они не достигнуть размера хлопьев, способных осесть. Однако возможно, что частицы взвеси в жидкой среде могут оставаться настолько микроскопическими, что любая, даже самая дорогостоящая многоуровневая система фильтрации не справится с ними. В этом случае помогают флокулянты. Флокулянты очищают воду более качественно, также образуя крупные хлопья, которые уже легко удаляются механически фильтрами.

Разница между флокулянтом и коагулянтом заключается в алгоритме действия и параметрах образуемых частичек. Фактически флокуляция, это вид коагуляции, а коагулянты в ряде случаев можно называть флокулянтами. Коагуляция, как и флокуляция, объединяет мелкие взвешенные частицы в группы и образует осадок, но между этими процессами все же есть отличия [1]:

• Принцип работы. Коагулянты снимают с частиц заряд, и они уже могут сталкиваться друг с другом и образовывать группы. Флокулянты же соединяют эти группы полимерными мостиками. Их действие можно сравнить с ниткой у которой один конец полимерной цепи прикреплен за счет физико-химических взаимодействий к одной частице, а другой конец «пришит» к другой частице. При этом молекула флокулянта часто остается тем же веществом и не меняет своих химических свойств.
• Применяемые реагенты. Для коагуляции используют соли металлов: хлорид железа, сульфат железа, хлорид алюминия, сульфат алюминия и другие. Для флокуляции применяют, в основном, органические вещества: анионные, катионные, амфотерные флокулянты на основе полиакриламида, акрилата и других веществ.
• Количество реагентов. Коагуляция требует во много раз больше реагентов, чем флокуляция. Например, 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.
• Скорость процесса. Длительность коагуляции обычно несколько десятков минут, действие же флокулянта продолжается часами. При этом на время очистки жидкости от загрязнений влияют температура, вязкость, интенсивность перемешивания, рН среды, природа осаждаемого материала и много еще чего.

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 обрабатывать больше жидкости за cчёт меньшего сопротивления, создаваемого осадком во время фильтрации.

На что действуют флокулянты и коагулянты

Очистка воды коагулянтами и флокулянтами применяется для извлечения из воды коллоидных и дисперсных загрязнений. Коллоидные частицы занимают промежуточное положение между атомами и макроскопическими объектами. Их размеры колеблются от грубодисперсных 10^-5м (1000нм) до высокодисперсных частиц 10^-9 – 10^-7м. Дисперсными загрязнениями будем называть суспензии – взвесь твердых частиц в жидкости (воде в нашем случае) которые больше 10^-5м. Например, типичными коллоидными системами является молоко (микро капли жиров в воде) или дым (твердые микрочастицы в воздухе), туман (микро капли воды в воздухе). А примером образования дисперсных смесей служит помутнение воды, насыщенной карбонатами (соли жесткости) в следствии уменьшения их растворимости после добавления перекиси водорода. Другие примеры коллоидных систем это, например, взвеси из гидрофобных (нефтепродукты, масла, жиры) или гидрофильных (гумусовые вещества, полисахариды, белки, лигнин) органических соединений в воде. Или дисперсные системы из минеральных примесей (глинистые частицы, оксиды и карбонаты различных металлов).

В процессе флокуляции/коагуляции одновременно может происходить извлечение из воды растворенных органических и минеральных загрязнений, которые адсорбируются продуктами гидролиза коагулянтов или вступают в химическое взаимодействие с коагулянтами и флокулянтами с образованием трудно растворимых соединений. Такими веществами являются соли гуминовых и фульвокислот, анионные и катионные ПАВ, красители, фосфаты, катионы и комплексные анионы тяжелых металлов и т.д., которых бывает довольно много в колодезной или из артезианских скважин воде. Обратите внимание, что с помощью коагулянтов и флокулянтов (при умелом пользовании) можно понизить общую щелочность воды или содержание железа.

Какими бывают флокулянты и коагулянты

Приведу некоторые выдержки из работы [2]. По сути, флокулянты это – высокомолекулярные электролиты, взятые из природы или созданные искусственно. К естественным относят кремниевую кислоту, целлюлозу, крахмал, а также их производные. К искусственным же относят, например, полиэтилен с его производными, некоторые полиакрилаты, полиамиды, полиамины и другие. Наиболее распространен полиакриламид.

Коагулянты так же можно разделить на неорганические и органические. Органические так же делятся на природные и искусственные. Однако в бассейновой практике применяют обычно неорганические коагулянты. Чаще всего это сульфат алюминия и хлорид алюминия. Реже соли железа и алюминия с сильными кислотами: сульфат железа (III), хлорид железа (III).

Из коагулянтов, созданных на основе алюминия, наибольшее распространение получили [3]:

• оксохлорид алюминия (ОХА) – применяют для обработки воды с повышенным содержанием органических природных веществ;
• гидроксохлорсульфат алюминия (ГСХА) – отлично справляется с природными отложениями сточных вод;
• сульфат алюминия – неочищенный технический продукт в виде кусков серо-зеленого цвета применяют для очистки питьевой воды.
• Среди составов на основе железа самыми популярными считаются:
• хлорное железо – гигроскопичные кристаллы, имеющие темный металлический блеск, отлично устраняют крупные частицы загрязнений и легко выводят запах сероводорода;
• сульфат железа – кристаллический гигроскопичный продукт хорошо растворяется в воде и эффективен при очистке канализационных стоков.

Их действие основано на том, что соли сильных кислот и слабых основании при растворении в воде гидролизуются (реагируют с водой) с образованием соответствующих гидроксидов металлов, нерастворимых соединений, на поверхности которых и происходит физическая сорбция(«приклеивание») взвешенных веществ.

Роль рН среды

Важную роль в данном процессе играет рН воды. Образование осадка гидроксида железа преимущественно происходит при рН ≥ 8. При гидролизе его солей в воде образуются ионы водорода, понижающие рН, поэтому необходимо следить за его уровнем и вводить при необходимости гидроксид анионы.

При использовании солей алюминия необходимо держать рН в диапазоне 5,5‑7,5, так как из-за его амфотерности при рН < 5,5 осадок не образуется, реакция идет с образованием его основных растворимых солей. А при большем рН, выше 8, гидроокиси растворяются с образованием алюминатов других металлов.

Важность выполнения инструкции

При использовании любого вида коагулянта главное – придерживаться рекомендованной производителем дозировки. Слишком малая порция действующего вещества спровоцирует реакцию, но она будет протекать не так интенсивно, как необходимо для должной очистки. Осадок будет выпадать медленно, а жидкость не очистится от вредных примесей.

Кроме того, при нарушении дозировки хлопья начинают осаждаться неравномерно. В связи с этим в воде образуется много микрохлопьев, которые за счет малых размеров не улавливаются фильтрами.

Проиллюстрирую сказанное примером. Пользователи бассейнов знают, что матерчатые картриджи (мешочки с таблетками коагулянта) следует класть в скиммер, а не в плавающий дозатор. В скиммере мешочек постоянно омывается потоком воды, которая сразу направляется в фильтр. По пути движения в трубах формируется осадок, который сразу попадает на песок и фильтруется. Аналогичное действие происходит и в случае дозирующих станций. Жидкий флокулянт впрыскивается в трубу, в которой и происходит формирование осадка. Как в случае картриджа, так и жидкого флокулянта подразумеваем, что ко времени флокуляции рН воды отрегулирован правильно, процессы шоковой обработки завершены заранее, никакие другие препараты (стабилизаторы жесткости, удалители металлов и т.п.) одновременно не используются. Теперь предположим что незадачливый пользователь решил пользоваться жидким флокулянтом в ручном режиме и вылил его в чашу бассейна. Таким образом нарушен концентрационная пропорция и скорость введения реагента. Как результат во всем объеме формируется чрезвычайно мелкодисперсный осадок который будет висеть в воде без оседания и который не захватывается фильтром. И выходом из положение может быть либо использование подходящего флокулянта ив объеме воды либо продолжить постоянную фильтрацию, а новые порции флокулянта вводить с помощью капельницы в скиммер. Таким образом вы создадите условия, подобные действию дозатора. Вот пример насколько важно следовать инструкции, конечно, что она написана грамотно, а не передрана из интернета менеджером с высшим интернетовским образованием.

Оптимально, это напишите мне по электронной почте (ссылка здесь Контакты) и закажите консультацию или онлайн сопровождение запуска бассейна или выхода из проблемной ситуации. С помощью видео-чата мы совместно найдем решение и выработаем регламент ухода именно за вашим бассейном с учетом специфики вашей воды, с учетом возможностей установленного у вас оборудования и ваших предпочтений к химии.

В Телеграм у нас есть закрытая группа. Как в нее вступить и что вы от этого получите, узнайте из виджета на Главной странице, правый сайдбар.

Литература

1. Флокулянты: что это такое и чем отличаются от коагулянтов.
2. Коагуляция и флокуляция воды, что это такое и основные факторы, влияющие на данный процесс.
3. Коагулянт для очистки сточной воды: как выбрать + правила использования.
4. Флокулянт и коагулянт: что это такое и в чем разница?