Aby skutecznie oczyścić wodę z wszelkich substancji niepożądanych, konieczne jest przeprowadzenie procesów uzdatniających. Celem jest uzyskanie krystalicznie czystej cieczy. Zanim to się jednak stanie, należy pozbyć się z roztworu cząstek stałych – również tych, które na pierwszy rzut oka stanowią jego integralną część. Do usuwania makrocząsteczek wykorzystuje się flokulację. Czym jest ten proces i gdzie znajduje zastosowanie?
Flokulacja – czym jest i na czym polega?
Flokulacja jest procesem chemicznym polegającym na skutecznym wyodrębnieniu cząsteczek nierozpuszczalnych w wodzie, które na kolejnym etapie filtracji mogą zostać usunięte.
Aby jednak dokładnie wyjaśnić, czym jest i na czym polega omawiane zjawisko, należy wyobrazić sobie zanieczyszczoną ciecz. Są w niej obecne trzy rodzaje substancji:
- zawiesiny (obecność cząstek stałych),
- roztwory koloidalne (mieszaniny niejednorodne),
- roztwory (mieszaniny jednorodne).
Zjawisko flokulacji dotyczy oczyszczania roztworów koloidalnych. Są to dwufazowe (najczęściej) substancje, w których stopień rozproszenia cząstek jest tak duży, że fizycznie mieszanina przypomina jednorodną. W przypadku układów cząsteczkowych fazę rozproszoną tworzą makrocząsteczki, na przykład skrobia czy białka.
W celu oddzielenia od siebie tych cząsteczek stosuje się koagulację, czyli proces polegający na łączeniu się pojedynczych cząstek w większe agregaty. Flokulacja zaś jest końcowym etapem koagulacji i odpowiada za tworzenie się wiązań chemicznych, które powodują powstanie zwartej struktury cząstek, mogących zostać następnie zostać w łatwy sposób usunięte z układu.
Flokulacja i koagulacja są sposobem oczyszczania wody, który możemy umiejscowić między oczyszczaniem mechanicznym a biologiczno-chemicznym. Procesy te mogą występować naturalnie, lecz znacznie częściej są inicjowane celowo, zwłaszcza w procesach technologicznych.
Flokulanty – co to jest?
Flokulanty to związki polimerowe rozpuszczalne w wodzie odpowiedzialne za agregację cząsteczek. Dzielą się na nieorganiczne (np. krzemionka aktywowana), organiczne (np. żelatyna, algina, skrobia) i syntetyczne (poliakrylamidy, kwasy poliakrylowe, tlenek polietylenu, kwasy poliakrylowe, tlenek polietylenu, alkohol poliwinylowy).
Różne rodzaje flokulantów pozwalają na wiązanie cząstek w roztworach o zróżnicowanym składzie. Flokulanty anionowe wykorzystuje się do odwadniania zawiesin z odczynem zasadowym lub obojętnym. Flokulanty kationowe zaś stosuje się do klarowania zawiesin substancji organicznych z odczynem kwaśnym.
Flokulacja – zastosowanie
Flokulacja wody znajduje powszechne zastosowanie w przemyśle. Proces ten stosuje się przede wszystkim do przedwstępnego oczyszczania ścieków poprzedzającego filtrację oraz w procesach technologicznych, gdy konieczne jest wyodrębnienie cząsteczek w postaci koloidalnej. Z rozwiązania tego chętnie korzysta branża górnicza, metalurgiczna, chemiczna, papiernicza czy też spożywcza.
Flokulatory – czym są i gdzie są stosowane?
Flokulatory to elementy instalacji stosowanej do oczyszczania wody. Umożliwiają przeprowadzenie procesu flokulacji.
Urządzenia dzielą się na statyczne oraz dynamiczne. Flokulatory statyczne nie posiadają żadnych części ruchomych, a przepływ cieczy jest możliwy dzięki specjalnie zaplanowanej konstrukcji ułatwiającej stały przepływ cieczy w zbiorniku. Flokulatory dynamiczne natomiast mają zamontowany system mieszający, najczęściej w postaci mieszadeł wolnoobrotowych.
Branża przemysłowa często wykorzystuje również flokulatory rurowe wyposażone w system umożliwiający efektywne mieszanie reagentów ze ściekami. Konstrukcja rurowa zapewnia odpowiednio długi czas mieszania pozwalający na efektywną agregację cząsteczek bez konieczności stosowania mechanicznych systemów mieszających. Sama budowa instalacji wymusza odpowiednio przyspieszony przepływ cieczy.
Urządzenia znajdują powszechne zastosowanie w przemyśle chemicznym, papierniczym czy spożywczym. Wykorzystywane są na przykład w prasach śrubowych, służą też do usuwania emulsji, zawiesin czy metali w procesach technologicznych. Korzysta się z nich wszędzie tam, gdzie konieczne jest usunięcie cząsteczek koloidalnych. Natomiast kolejnym etapem oczyszczania wody jest nanofiltracja NF niwelująca obecność niepożądanych substancji w mieszaninie jednorodnej.
Planujesz montaż instalacji filtrującej? Sprawdź naszą ofertę systemów uzdatniania wody. Skontaktuj się z nami, aby otrzymać więcej informacji!