Очистка воды флокуляцией: что это такое

Как это происходит?

В составе очистных комплексов существует отдельное подразделение, которое называют реагентным хозяйством. Коагулянты могут храниться в полностью растворенном виде или в форме твердого концентрата, помещенного в насыщенный раствор.

Резервуары размещены в помещении или около него в накрытом состоянии. Растворы готовят заранее путем перемешивания сжатым воздухом, мешалками, имеющими лопастную или пропеллерную форму.

Приготовленные жидкие смеси перекачивают в другие резервуары (расходные баки), откуда дозированно вливают в сточные воды.

Массовая доля коагулянтов в растворе может достигать 10 %, флокулянтов – 1 %. Обработку сточных вод реагентами проводят в специальных резервуарах (смесителях), которые делают со следующими конструктивными особенностями:

• перегородками;
• дырками;
• шайбами;
• пропеллерными мешалками;
• лопастями.

Важно! Растворы в смесителях пребывают на протяжении максимум 2 минут, затем по лоткам или трубам поступают в камеры, где образуются хлопья, или сразу в осветлители. Проходная способность участков, через которые подается смесь сточных вод с реагентами, рассчитывается таким образом, что бы поток перемещался со скоростью 1 м/с, поступал в следующий отсек не более чем за 2 минуты. Проходная способность участков, через которые подается смесь сточных вод с реагентами, рассчитывается таким образом, что бы поток перемещался со скоростью 1 м/с, поступал в следующий отсек не более чем за 2 минуты

Проходная способность участков, через которые подается смесь сточных вод с реагентами, рассчитывается таким образом, что бы поток перемещался со скоростью 1 м/с, поступал в следующий отсек не более чем за 2 минуты.

Главная стадия очистки – формирование хлопьеобразных агрегатов осуществляется в камерах со следующими конструкционными решениями:

• водоворотами;
• перегородками;
• вихрями;
• механическими мешалками.

Водоворотные камеры имеют вид цилиндра, в которой сверху подается вращающийся поток сточных вод с коагулянтом.

Внизу расположена конструкция для уменьшения вращения раствора, который пребывает в емкости на протяжении 20 минут.

Камеры с перегородками имеют вертикальные или горизонтальные коридоры, по которым перемещается водный поток. Жидкости перемешиваются на поворотах, их количество достигает 8 штук.

В первом коридоре скорость потока равна 0,3 м/с, в последнем она уменьшается в 3 раза. Ширина коридорных протоков не бывает меньше 0,7 м, длина варьируется, зависит от размеров отстойника. Время пребывания очистных вод в камере может достигать получаса.

В вихревой камере, имеющей вид расширяющегося к верху конуса, вода подается в нижнюю часть со скоростью, достигающей 1,2 м/с, в верхнем слое, там где поток выпускают из камеры, его скорость достигает 5 м/с. Продолжительность пребывания растворов в емкости составляет 10 мин.

В камерах, оснащенных лопастными мешалками, сточные воды перемещаются со скоростью до 0,2 м/с, находятся в них на протяжении получаса.

После формирования хлопьев приступают к их удалению, в результате которого сточные воды осветляются. Процесс проводят в отстойниках горизонтального, вертикального или радиального вида.

Образовавшийся шлам отсасывают естественным или принудительным образом. Понятно, что второй вариант уплотняет осадок эффективнее.

В целом метод коагуляции приводит к ощутимому удалению примесей, находящихся в мелкодисперсном или эмульгированном виде.

Многостадийность процесса, необходимость постоянного контроля концентраций добавочных реагентов, интенсивности перемешивания и хлопьеобразования не позволяет считать метод очистки простым и легким в исполнении.

Отличие от коагулянтов

Коагулянты, как и флокулянты, способствуют очищению воды от мелкодисперсного мусора, объединяя между собой загрязнения и осаждая их.

Цель применения очень похожа, однако механизм течения несколько отличается.

1. В основу коагуляционного процесса входит дестабилизация зарядов загрязняющих частиц. Коллоидная грязь, которая делает воду мутной, состоит из микроскопических отрицательно заряженных частиц.

   Они настолько малы, что проходят через песчаный фильтр, а одноименный электрический заряд заставляет их постоянно находиться в движении.

   Одинаковый заряд так же мешает им объединяться в группы. Введение коагулянтов приводит к потере заряда и устранению электростатического взаимодействия.

2. Флокуляция образует более крупные соединения за счет полимерной связи. Происходит укрепление и увеличение объема фильтруемых веществ, которые можно потом без труда удалить со дна емкости.

Различие заключается не только в механизме течения, но и во временном периоде проведения химической реакции.

• Коагуляция проходит в течение 1-3 минут после тщательного перемешивания и при строгом соблюдении температуры в пределах 20-25 градусов.
• Флокуляция может длится 30-60 минут, требуя некоторого времени для отстаивания. Это объясняется длительной стадией формирования осадка.

Показания к приему антикоагулянтов

Антикоагулянты в основном используются при таких заболеваниях, как:

• венозный тромбоз;
• артериальный тромбоз;
• легочная эмболия;
• стойкая фибрилляция предсердий;
• состояние после имплантации искусственных клапанов сердца.

Препараты свертывания крови следует принимать регулярно. Если пациент забыл принять дозу, нельзя принимать двойную дозу на следующий день.

Антикоагулянты, отпускаемые без рецепта:

• ацетилсалициловая кислота;
• гепарин.

Рецептурные препараты для свертывания крови:

Антиагрегантные препараты:

• лекарства, блокирующие рецепторы тромбоцитов;
• лекарства, подавляющие выработку тромбоцитов;
• препараты, подавляющие активность тромбина;
• ингибиторы фактора свертывания Ха;
• активный протеин C.;
• антагонисты витамина К.

Принцип работы коагулянтов

Все мельчайшие частицы микроорганизмов в H2O имеют отрицательный заряд и отталкиваются одна от другой, поэтому применение флокуляции, без их предварительной дестабилизации – не даст никакого результата. Коагуляция воды – это первый этап предочистки, заключается в добавлении в жидкость коагулянтов (веществ с положительно заряженным атомом).

Оказавшись в H2O, они притягивают вредоносные структуры, важно, что всего 1 молекула с плюсовым зарядом присоединяет к себе несколько патогенных микромолекул. После соединения процесс занимает не больше 5 минут, при котором:

1. Вода становится мутной из-за растворенных солей – FeSO4 → Fe3+ + SO42-.
2. Происходит реакция с жидкостью, образование нерастворимых частиц – Fe2+ + 2H2O → Fe(OH)2 + 2H+.
3. Параллельный процесс: взаимодействие ионов водорода с углекислотой – H+ + HCO3- → H2CO3 → CO2 + H2O.
4. Двухвалентная гидроокись железа окисляется до трехвалентной (малорастворимой и устойчивой) – 4Fe(OH)2 + O2 + H2O → 4Fe(OH)3.

Чем щелочнее среда, тем быстрее протекает реакция, больший осадок образуется, на очистных сооружениях этого добиваются путем известкования. В отличие от флокуляции требуется быстрое перемешивание жидкости.

Список флокулянтов для очистки сточных вод

Как мы уже говорили, флокуляция происходит за счет воздействия специальных веществ. Они могут быть разных видов. Давайте посмотрим, каких.

Флокулянты:

1. Существуют природные флокулянты. К ним относится целлюлоза и крахмал. Также в этот список входят все их производные.
2. Также существуют синтетические флокулянты, они менее безобидны, но более эффективны. К ним относятся полиамиды, полиакрилы, полиамины, а также полиэтилен и его производные.

При использовании флокулянтов следует соблюдать дозировку

Эти вещества обычно представляют собой гранулы или порошок. Однако можно встретить их и в виде раствора.

Флокулянты воздействуют на вещество таким образом, что сначала они нейтрализуют их заряд, затем  происходит их химическое взаимодействие, в ходе которого образуются молекулярные мостики. Выделяют три вида флокулянтов.

Разновидности флокулянтов:

1. Анионо-активный флокулянт обладает зарядом положительного типа. За счет этого он притягивает к себе вещества с отрицательным зарядом. Этот реагент позволяет высаживать в осадок катионов металла.
2. Флокулянт катионного типа обладает отрицательным зарядом. Поэтому он притягивает к себе положительно заряженные частицы. Такие реагенты в основном используют для очистки промышленных вод. Они связывают молекулы химических веществ в длинные цепочки.
3. Флокулянты неоионогенного типа не имеют какого-либо определенного заряда. Они связывают молекулы с помощью водородных мостиков. Такой вид реагентов используется для очистки вод от нефтяных загрязнений.

Выбирается флокулянт в зависимости от типа загрязнения воды

Кроме того, очень важно учитывать тип применяемого до этого коагулянта

Стоит заметить, что флокуляция позволяет очистить воду с очень сильными загрязнениями. Поэтому этот процесс относят к наиболее эффективным способам очистки воды.

Принцип работы флокулянтов в воде

При добавлении реагентов в загрязненную воду происходит следующий процесс:

• Все флокулянты вступают во взаимодействие с коллоидными частицами. Сначала оседают на их поверхности, значительно нарушая водно-солевой баланс оболочки. Параллельно флокулянты сводят на нет электрический заряд коллоидных примесей. Изначально все коллоидные соединения как бы окружены мешающей слипанию частиц оболочкой. Ее и разрушает флокулянт.
• За счет своего высокого молекулярного веса и уже произошедших в воде реакций происходит фиксация реагентов на поверхности сторонних примесей. При этом они образуют своеобразные мостики, благодаря которым формируется связь между молекулами флокулянтов.
• В результате все взвешенные частицы коллоидных растворов слипаются в большие видимые хлопья. Их еще называют флоккулами.

После прошедшей реакции сторонние примеси в виде хлопьев можно легко удалить из осветляемой жидкости. Делается это с помощью механических фильтров.

Процесс флокуляции

Адсорбционная флокуляция происходит при определённых соотношениях концентраций полимера-флокулянта и частиц дисперсной фазы, при определённых молекулярно-структурных характеристиках флокулянта и поверхностно-химических свойствах и дисперсном составе флокулируемых частиц. На кинетику и полноту флокуляции, структуру и свойства образовавшегося флокулята влияют, с одной стороны, молекулярная масса, степень ионизации, конформационная способность (гибкость) макромолекул флокулянта, с другой – знак и плотность поверхностных зарядов, размер и форма частиц. Наиболее эффективна флокуляция при оптимальной степени адсорбционного заполнения поверхности частиц полимером, близкой к 0,5, Избыток флокулянта может не только ухудшить флокуляцию, но в некоторых случаях вызвать обратный процесс (пептизацию) и даже повысить агрегативную устойчивость системы. Уменьшение содержания флокулянта в дисперсионной среде, например разбавлением, до концентраций ниже порога флокуляции обычно не приводит к распаду флокул на первичные частицы.

Как выбрать умягчитель?

Автоматические системы, удаляющие из воды соли жесткости делятся на следующие виды – кабинетные, картриджные, резервуары с солевыми баками и проточные фильтры.

«Кабинетные» устройства

Их функционал основан на ионообменной технологии. Фильтры типа кабинет приобретаются в квартиру и офисы, так как небольшие габариты позволяют обустроить систему очистки на скромной площади, вместив устройство в сантехнический шкаф. Популярность моделей данного вида умягчителей обуславливается тем, что на процесс водоочистки затрачивается в два раза меньше сорбента по сравнению с другими аналогичными приборами, а воду можно использовать для питья и в быту. Единственный недостаток заключается в малой производительности.

Умягчитель-картридж

Представляет собой прозрачную колбу, в которую вмонтирован контейнер с той же ионообменной смолой. Один стандартный картридж способен очистить до 4 тыс. литров и функционировать на протяжении полугода. По окончанию срока действия он подлежит замене. Небольшой ресурс устройства без возможности восстановления компенсируется невысокой стоимостью.

Резервуары с солевыми баками

Это колонны, которые пропускают воду через ионообменную смолу, находящуюся внутри. Конструкция системы предусматривает сосуды для соли, которая применяется для восстановительного процесса, включаемого автоматически. Самые хорошие модели данного типа оснащены двухконтурной фильтрацией, которая позволяет устройству функционировать беспрерывно – пока в одном отсеке происходит восстановление, другой выполняет задачи по умягчению. Такой вариант наиболее оптимален для коттеджей, загородных домов, дач.

Подобные ионообменные вертикальные установки дорогостоящие и имеют множество модификаций с существенными различиями в конструкции, габаритах, мощности и способах автоматизации.  Из плюсов – воду можно использовать во всех сферах жизнедеятельности, а срок эксплуатации порой достигает 8-10 лет.

Проточный фильтр

Работает за счет созданного магнитного поля или содержащегося внутри растворимого химического реактива. Монтаж подобного устройства предусматривает крепление умягчителя на трубе, по которой подается вода в бытовую, отопительную или нагревательную технику. Минус такой системы в том, что она может применяться исключительно для воды технического назначения и один фильтр рассчитан только на один прибор. Плюс — недорого стоит и подходит для котлов.

Существует и другой вариант, позволяющий реализовать данный способ очистки более эффективно – магистральный фильтр. Он монтируется на трубопровод, подающий воду во всю систему одновременно. Систему можно устанавливать в частном доме, однако решая все проблемы по умягчению разом, она обладает небольшой производительностью и высокой стоимостью. Поэтому при выборе проточного фильтра следует учитывать объемы потребления воды.

Топ производителя средств для флокуляции

Ведущими компаниями, которые занимаются вопросами разработки оборудования и технологий получения современных флокулянтов, являются Франция, Япония, Великобритания, Южная Корея, Финляндия, СЩА и Германия. На рынке России представлены 3 основных лидера.

Besfloc (Бесфлок)

Флокулянт южнокорейского производства компании «KolonLifeScience, Inc». Выпускают полный спектр реагентов и имеют широкую популярность по всему миру.

Форма выпуска: эмульсии, гранулы, растворы и порошкообразные вещества.

Преимущественно используются в качестве доочистки после применения коагулянтов.

• Обладает большим молекулярным весом, что способствует преобразованию мелких частиц в объемные хлопья.
• Малый расход: 0,01-0,5 мг/л.
• Применяется в горнодобывающей, нефтехимической промышленностях, текстильной и бумажно-целлюлозной областях. Нередко используют для очистки коммунальных стоков.
• Благодаря уникальному составу, удалось снизить предварительный расход коагулянтов.
• Не наносят вреда для здоровья человека.
• Проходят все этапы лабораторных испытаний.

Zetag (Зетаг)

Флокулянт Zetag от швейцарской компании Ciba Specialty Chemicals. Применяется для ускорения процессов очистки воды от органических соединений и твердых взвесей.

Способствует выпадению твердой фазы в крупнофракционный осадок. Используют для подготовки воды из водоемов для употребления в коммунальном водопроводе.

1. Реагент вводят при постоянном помешивании, иначе реакция будет не полноценной.
2. Нужна минимизация турбулентности, иначе высока вероятность разрушения предварительно образовавшихся хлопьев.
3. Увеличивает скорость оседания загрязняющих частиц.
4. Расход составляет от 2 до 10 г/л.

Какие реагенты применяются для коагуляции и флокуляции?

Коагуляция

Процесс коагуляции используется для удаления мелких и коллоидных частиц из воды. Для этого в воду добавляют различные типы реагентов:

• Алюминийсульфат (алюм) — это наиболее часто используемый коагулянт, который широко применяется в очистке питьевой воды. Реагент связывается с отрицательно заряженными частицами в воде, образуя более крупные кластеры.
• Железосульфат – это также очень распространенный коагулянт. Этот реагент эффективен при высоких значении pH и для удаления особо мелких частиц.
• Полиалюминийхлорид (ПАХ) – этот реагент также очень эффективен для коагуляции воды на различных ступенях очистки.

Флокуляция

Процесс флокуляции также производится в ходе очистки воды, но цель здесь – удалить пиксиды (большие частицы). Для этого в воду добавляются следующие реагенты:

• Полиакриламиды – это тип антиоксидантных полимеров, которые применяют в качестве флокулянтов. Они способствуют образованию мягких и плотных флокул, которые обеспечивают эффективную обработку воды.
• Кунгуру – это общее название для растительных веществ, которые используют в местах с низким качеством воды. Он содержит низкомолекулярные полимеры, которые образуют широкие фробры в настоящее время флокуляции и улучшают экономию реагентов.

В обоих случаях, после добавления реагентов, полученный осадок удаляют из воды, используя фильтры.

Контактная коагуляция воды – что это такое

Контактная коагуляция протекает на поверхности зернистого материала или макрочастицах сорбента. Микрочастицы коллоидов сближаются с ними в результате перемешивания и броуновского движения. Вандерваальсово притяжение вызывает прилипание и удерживает мелкие частицы на поверхности крупных.

Контактная коагуляция имеет ряд особенностей и приобрела важное значение в технологии водоподготовки. Чем выше концентрация макрочастиц гидроксидов железа и алюминия в дисперсном растворе, тем ярче проявляются эти особенности

• На скорость контактной коагуляции практически не оказывают влияние температурный режим и рН раствора.
• Большая интенсивность и полнота извлечения.
• Меньшая устойчивость микрочастиц в отношении коагулирования на поверхности крупных.
• Коагуляция воды в слое зернистых фильтров протекает с большей интенсивностью и скоростью, чем при обычной коагуляции в свободном объеме.

Процесс слипания микро- и макрочастиц, значительно различающихся по размеру, во взвеси с различной степенью дисперсности имеет особенное значение при осветлении воды в осветлителях со слоем взвешенной контактной среды.

Формирование агломератов вокруг частиц гидроксидов, собиравших примеси с образованием хлопьев, происходит в фильтрующем слое за счет прилипания коагулирующих частичек к зернам фильтрующего вещества.

При проведении коагуляции в слое зернистой загрузки пропадает необходимость хлопьеобразования в камерах, осаждения и осветления растворов в отстойниках. Осветлители показывают лучшие показатели с высокой производительностью при избавлении от мутности воды в отличие от отстойников.

Взвешенная контактная среда в осветлителях формируется из Al(OH)3 или Fe(OH)3 и представляет собой фильтрующий материал, который ускоряет очищение водных растворов от взвешенных примесей. При пропускании мутной воды через осадок гидроксидов с остаточной адсорбционной емкостью, улучшается ее обесцвечивание. Использование осветлителей значительно сокращает площадь очистных сооружений, улучшает работу фильтров, существенно снижает расход реагентов.

Как работают коагулянты

Коагуляция – это метод очистки воды путем адгезии твердых частиц загрязняющих веществ для последующего удаления механическим способом, фильтрацией. Унификация загрязняющих веществ происходит благодаря введению коагулирующих реагентов, которые создают условия для простейшего удаления загрязняющих веществ, связанных с очищенной водой.

Термин «coagulatio» в переводе с латинского означает «сгущаться» или «загибаться». Сами коагулянты представляют собой вещества, которые в результате химической реакции могут создавать нерастворимые и малорастворимые соединения, которые легче и легче удалить из воды, чем диспергированные компоненты.

Галерея изображенийФото из Коагулянты относятся к группе жидкостных фильтров – веществ, способных очищать воду в ходе химической реакции. Когда коагулянты вводятся в очищаемую грязную воду, примеси органического и неорганического происхождения нейтрализуются за счет образования гелеобразного осадка и осаждения до степени очистки воды, благодаря чему сточные воды могут сливаться без использование подземных систем доочистки. Коагулянты активно используются в химической и пищевой промышленности, где их введение в технологическую цепочку значительно снижает затраты на утилизацию отходов. Помимо внедрения автономных очистных сооружений, коагулянты в повседневной жизни используются для очистки воды в декоративных водоемах и фонтанах Вода с добавленным коагулянтом не цветет при постоянном освещении, при этом не наносит вреда окружающей среде и не создает угрозы экологической обстановке. Обработка воды коагулянтом в б Ассейн гарантирует возможность слива повторно воду на подушке без использования септика. Главное, вовремя удалить осадок. Коагулянты можно использовать для подготовки питьевой воды и воды для наполнения аквариумов, потому что они только нейтрализуют вредные вещества, не влияют на полезный состав Вещества для химической фильтрации Принцип действия коагулянтов для воды очистка Использование в независимых очистных сооружениях Использование на промышленных предприятиях Применение в домашних условиях Предотвращение цветения воды Приготовление раствора для плавательного бассейна Очистка воды для аквариумов

Принцип работы веществ основан на том, что их молекулярная форма имеет положительный заряд, в то время как большинство примесей отрицательное. Наличие двух отрицательных зарядов в составе атомов грязных частиц не позволяет им соединяться вместе. По этой причине грязная вода всегда мутнеет.

Когда в жидкость вводится небольшая порция коагулянта, вещество начинает притягивать к себе присутствующие в нем суспензии. Следовательно, по мере увеличения интенсивности рассеянного света жидкость на короткое время становится более мутной. Ведь одна коагулирующая молекула легко может притягивать несколько молекул грязи.

Коагулянты вызывают образование прочных связей между мелкими частицами загрязнений и микробами, присутствующими в воде

Притянутые молекулы грязи начинают вступать в реакцию с коагулянтом, в результате чего они объединяются в большие сложные химические соединения. Плохо растворимые и высокопористые вещества постепенно оседают на дно в виде белого осадка.

Задача владельца состоит только в том, чтобы со временем удалить осадок, используя любой из доступных ему видов фильтрации.

Притягивающиеся друг к другу молекулы образуют крупные частицы, которые из-за их большего веса оседают и затем удаляются фильтрацией

Об эффективности препарата можно судить по образованию на дне осадка в виде белых хлопьевидных образований – флокул. По этой причине термин «флокуляция» часто используется как синоним понятия «коагуляция».

Полученные хлопья, размер которых может достигать от 0,5 до 3,0 мм, имеют большую площадь поверхности с высоким поглощением осажденных веществ

Помимо очистки сточных вод, коагулянты используются при очистке воды в плавательных бассейнах, при очистке промышленных и питьевых вод в регионах с ограниченными водными ресурсами. Рекомендуем ознакомиться с коагуляционными возможностями химических составов, характеристики которых описаны на нашем сайте.

Приложения [ править ]

Химия поверхности править

В коллоидной химии флокуляция относится к процессу, при котором мелкие частицы собираются вместе в хлопья. Затем хлопья могут всплывать на поверхность жидкости (вспенивание), оседать на дно жидкости ( осаждение ) или легко отфильтровываться от жидкости. Флокуляция почвенных коллоидов тесно связана с качеством пресной воды. Высокая диспергируемость почвенных коллоидов не только непосредственно вызывает помутнение окружающей воды, но также вызывает эвтрофикацию из-за адсорбции питательных веществ в реках и озерах и даже на лодках под водой.

Физическая химия править

Для эмульсий флокуляция описывает кластеризацию отдельных диспергированных капель вместе, в результате чего отдельные капли не теряют своей идентичности. Таким образом, флокуляция является начальной стадией, ведущей к дальнейшему старению эмульсии (коалесценция капель и окончательное разделение фаз). Флокуляция используется при обогащении минералов но также может использоваться для определения физических свойств пищевых и фармацевтических продуктов.

Гражданское строительство / науки о Земле править

В гражданском строительстве и в науках о Земле флокуляция – это состояние, при котором глины, полимеры или другие мелкие заряженные частицы прикрепляются и образуют хрупкую структуру , хлопья. В дисперсных глинистых суспензиях флокуляция происходит после прекращения механического перемешивания, и диспергированные пластинки глины спонтанно образуют хлопья из-за притяжения между отрицательными поверхностными зарядами и положительными краевыми зарядами.

Биология править

Флокуляция используется в биотехнологии в сочетании с микрофильтрацией для повышения эффективности биологических кормов. Добавление синтетических флокулянтов в биореактор может увеличить средний размер частиц, делая микрофильтрацию более эффективной. Когда флокулянты не добавляются, образуются и накапливаются корки, что снижает жизнеспособность клеток. Положительно заряженные флокулянты работают лучше, чем отрицательно заряженные, поскольку клетки обычно заряжены отрицательно.

Сыроварня править

Флокуляция широко используется для измерения процесса образования творога на начальных этапах производства сыра, чтобы определить, как долго творог должен застыть. Реакция с участием мицелл сычужного фермента моделируется кинетикой Смолуховского . Во время сычужного образования молока мицеллы могут сближаться друг с другом и флокулировать – процесс, который включает гидролиз молекул и макропептидов.

Флокуляция также используется при очистке сточных вод от сыра . В основном используются три разных коагулянта:

• FeSO ₄ ( сульфат железа (II) )
• Al ₂ (SO ₄ ) ₃ ( сульфат алюминия )
• FeCl ₃ ( хлорид железа (III) )

Пивоварение править

В пивоваренной промышленности флокуляция имеет другое значение. Это очень важный процесс ферментации при производстве пива, когда клетки образуют макроскопические хлопья. Эти хлопья заставляют дрожжи осаждаться или подниматься на вершину ферментации в конце ферментации. Впоследствии дрожжи можно собирать (собирать) с верхней части ( ферментация эля ) или с нижней части ( ферментация лагера ) ферментера, чтобы повторно использовать их для следующей ферментации.

Флокуляция дрожжей в первую очередь определяется концентрацией кальция, часто в диапазоне 50-100 частей на миллион. Соли кальция могут быть добавлены, чтобы вызвать флокуляцию, или процесс можно обратить, удалив кальций, добавив фосфат для образования нерастворимого фосфата кальция, добавив избыток сульфата для образования нерастворимого сульфата кальция или добавив ЭДТА для хелатирования ионов кальция. Хотя это похоже на осаждение в коллоидных дисперсиях, механизмы разные.

Процесс очистки воды править

Флокуляции и осаждения широко используются в очистке от питьевой воды , а также в очистке сточных вод , очистки ливневых вод и очистки промышленных потоков сточных вод. Типичные процессы очистки состоят из решеток, коагуляции, флокуляции, осаждения , гранулированной фильтрации и дезинфекции.

Jar test править

Цель этого теста – выбрать типы коагулянта (квасцы), а также оценить оптимальную дозу, необходимую для удаления заряженных частиц, которые встречаются в сырой воде. Jar test – это эксперимент для понимания процессов коагуляции, флокуляции и седиментации (AWWA, 2011).

Аппарат для испытаний в сосуде состоит из шести стаканов периодического действия и оборудован лопастным миксером для каждого стакана. В стандартной практике испытание в сосуде включает быстрое перемешивание, за которым следует медленное перемешивание, а затем процесс осаждения.

Почему флокуляция так важна?

Области применения и проблемы

БиотехнологииЦелые клетки организмов млекопитающих не представляют проблем при фильтрации, так как их размеры и распределение достаточно легко контролировать. Бактерии и особенно дрожжи формируют значительно меньшие мономерные клеточные структуры. Малый средний размер частиц и способность биомассы создавать много мелких клеточных структур приводят к засорению фильтров и снижению скорости фильтрации. Благодаря флокуляции эти небольшие клеточные фрагменты ведут себя как коллоидные частицы и объединяются в более крупные агрегаты. Флокуляцию также можно использовать, если клеточная культура производит несколько основных и (или) побочных продуктов, которые экспрессируются в разных клеточных структурах или средах ферментационной матрицы: во внутримембранной или межмембранной среде, в надосадочной жидкости, в адсорбционном полимере или даже в системе нескольких фаз, например в эмульсии. Флокуляция используется, когда разные вещества необходимо разделить перед применением фильтрации или другого метода сбора. Применение флокуляции обеспечивает быстрое прохождение жидкости через фильтрационные установки. Кроме того, это эффективный и недорогой способ отделения клеточного материала от надосадочной жидкости.

Добыча нефти и газа В сточной воде может содержаться большое количество взвешенных частиц, которые очень долго осаждаются естественным путем. Флокуляция ускоряет осаждение, обеспечивает эффективное разделение твердых частиц и жидкости. Поскольку скорость очистки сточной воды возрастает, объем резервуара для ее хранения можно уменьшить, сократив тем самым влияние на окружающую среду.

Целлюлозно-бумажная промышленностьВолокна целлюлозы являются одним из основных видов сырья в бумажной промышленности, но для придания бумаге требуемых свойств нужны клей, пропитка и наполнители. Флокуляция является одним из важнейших этапов технологического процесса. С ее помощью волокна, наполнители и другие добавки соединяются таким образом, чтобы продукт быстро обезвоживался и мог быть произведен в большом объеме.

Добыча драгоценных металловВ потоке продукции часто содержатся различные металлы, которые необходимо разделить, чтобы получить чистый продукт. Селективное осаждение отдельных металлов обычно сопровождается флокуляцией и свободным осаждением для обеспечения быстрого отделения металла от оставшейся жидкости.

Когда используется сточных вод флокуляцией

Процесс флокуляции – это отличный способ для очистки сточных вод. Причем, он позволяет произвести обработку как бытовых, так и промышленных стоков. Причем с такой ступенью очистки жидкость становится настолько чистой, что абсолютно не вредит окружающей среде.

Этому флокуляция используется преимущественно для водоподготовки стоков.

Флокулятор – это система, которая как раз и позволяет производить описанную нами очистку. Для этого в стоки добавляются специальные реагенты, благодаря которым и становится возможен подобный процесс.

Когда оптимально использование флокуляции для водоподготовки:

Флокуляция в любом случае используется в комплексе с другими процессами. Например, наличие этого метода всегда предполагает использование отстаивания и фильтрации. Только в комплексе можно достичь максимальной чистоты воды. Таким образом, образовавшиеся в результате воздействия флокулянтов хлопья за определенное время оседают на дно, после чего пропускаются через мелкоячеистый фильт.

Современные проблемы нехватки питьевой воды. Основные источники загрязнения

С каждым годом чистой питьевой воды становится все меньше, при этом основными ее загрязнителями являются предприятия разных сфер деятельности. Организации работают с агрессивными, токсичными веществами, которые в скапливаются в сточных водах. При отсутствии должной водоподготовки использовать стоки в бытовых и, тем более, пищевых целях нельзя, поскольку в них содержатся ПАВы, токсины, соли тяжелых металлов и другие небезопасные для здоровья человека компоненты. Для удаления загрязнений сегодня широко применяются физико-химические методы очистки воды, о которых мы поговорим далее.

В чем разница между коагуляцией и флокуляцией при очистке воды?

Коагуляция является важным этапом очистки воды и включает добавление коагулянта для улучшения свертывания взвешенных частиц в воде.	Флокуляция – еще один важный шаг в обработке воды, который включает образование видимых хлопьев путем механического или физического перемешивания.
Тип процесса
Коагуляция – это химический процесс.	Флокуляция – это физический процесс.
Добавленные соединения
Коагулянты, такие как неорганические соли алюминия или железа, которые нейтрализуют взвешенные частицы, добавляют во время коагуляции.	Добавляется флокулянт, такой как органический полимер, который связывает и укрепляет хлопья. Это также увеличивает вес хлопьев и увеличивает скорость осаждения.
Физическое смешивание
Коагуляция не требует физического перемешивания.	Флокуляция предполагает физическое перемешивание.

Список флокулянтов для очистки сточных вод

Как мы уже говорили, флокуляция происходит за счет воздействия специальных веществ. Они могут быть разных видов. Давайте посмотрим, каких.

Флокулянты:

1. Существуют природные флокулянты. К ним относится целлюлоза и крахмал. Также в этот список входят все их производные.
2. Также существуют синтетические флокулянты, они менее безобидны, но более эффективны. К ним относятся полиамиды, полиакрилы, полиамины, а также полиэтилен и его производные.

При использовании флокулянтов следует соблюдать дозировку

Эти вещества обычно представляют собой гранулы или порошок. Однако можно встретить их и в виде раствора.

Флокулянты воздействуют на вещество таким образом, что сначала они нейтрализуют их заряд, затем  происходит их химическое взаимодействие, в ходе которого образуются молекулярные мостики. Выделяют три вида флокулянтов.

Разновидности флокулянтов:

1. Анионо-активный флокулянт обладает зарядом положительного типа. За счет этого он притягивает к себе вещества с отрицательным зарядом. Этот реагент позволяет высаживать в осадок катионов металла.
2. Флокулянт катионного типа обладает отрицательным зарядом. Поэтому он притягивает к себе положительно заряженные частицы. Такие реагенты в основном используют для очистки промышленных вод. Они связывают молекулы химических веществ в длинные цепочки.
3. Флокулянты неоионогенного типа не имеют какого-либо определенного заряда. Они связывают молекулы с помощью водородных мостиков. Такой вид реагентов используется для очистки вод от нефтяных загрязнений.

Выбирается флокулянт в зависимости от типа загрязнения воды

Кроме того, очень важно учитывать тип применяемого до этого коагулянта

Стоит заметить, что флокуляция позволяет очистить воду с очень сильными загрязнениями. Поэтому этот процесс относят к наиболее эффективным способам очистки воды.