Флокулянты

ФЛОКУЛЯНТЫ

Очистка различных типов вод и растворов состоит в удалении из них взвешенных и коллоидных частиц.
Коагуляция и флокуляция – механизмы, с помощью которых эти вещества удаляются из воды в процессе осветления. Коагуляция определяется как нейтрализация зарядов, которая сводится к дестабилизации взвешенных частиц в коллоиде размером (1 – 500 мкм), что приводит к их скоплению. Коллоидные частицы имеют отрицательный электрический заряд. Этот общий отрицательный заряд стабилизирует суспензии благодаря действию отталкивающих сил между частицами.

В некоторых случаях очень маленькие количества частиц могут собираться и образовывать микрофлокулу. Взвешенные вещества могут и не скапливаться с достаточной эффективностью без использования флокулянта. Высокая плотность макрофлокулы позволяет не использовать дальнейшую обработку, в то время как низкая плотность макрофлокулы требует применения флокулянта, необходимого для более полного осветления. 

Флокуляция – это  механизм, который позволяет скапливаться микрофлокулам или макрофлокулам с низкой плотностью во флоккулы, которые осаждаются значительно быстрее, что приводит к улучшить качество очищаемой воды. 

Синтетические органические флокулянты имеют положительно заряженные молекулы, которые представляют собой длинные цепочки. Использование таких органических полимеров для проведения процесса коагуляции позволяет проводить процессы водоподготовки с наибольшей эффективностью. Эти продукты способствуют коагуляции, создавая более тяжелые хлопья и заставляя их осаждаться более быстро.
Флокуляция – является процессом связывания коагулированных частиц друг с другом.

Для процесса осветления-удаления суспендированных твердых веществ должны быть соблюдены два требования:

  • Поверхность заряда частиц должна быть нейтрализована для того чтобы перекрыть силы отталкивания между частицами (коагуляция).
  • Частицы должны быть связаны вместе с образованием частиц большого размера, которые обладают тенденцией к быстрому осаждению (флокуляция и седиментация). Флокулы должны иметь дополнительную характеристику пористости, так чтобы захваченная вода могла проходить через них и не вносить свой вклад в объем осадка.

Так как суспендированные частицы почти всегда несут результирующий отрицательный заряд, то они обладают тенденцией к отталкиванию друг от друга и остаются в суспензии.
Катионные (положительно заряженные) коагулянты (флокулянты с низким и средним молекулярным весом) добавляют для притягивания суспендированных твердых веществ и нейтрализации их поверхностного заряда. И уже после образования зародышей флокул небольшого размера очень часто для их аггломерации добавляют высокомолекулярный флокулянт, который приводит к образованию легко удаляемых флокул большого размера.

ЭТАПЫ ФЛОКУЛЯЦИИ

Органические полимерные флокулянты работают в гораздо более широком интервале рН чем неорганические коагулянты, такие как соли железа и алюминия – активность которых сильно зависит от величины рН. Кроме того, доза органического флокулянта гораздо ниже чем доза неорганических коагулянтов. Так как при работе с органическим коагулянтом, отсутствуют гидроксиды металлов (алюминия или железа),  генерируемый осадок имеет меньший объем на единицу обрабатываемой воды и  легче протекает процесс обезвоживания.

Благодаря своим свойствам они широко используются в различных областях хозяйства, а эффективность применения флокулянтов определяется их характеристиками. 

Применение полиакриламидных флокулянтов

Область

Применения

Назначение

Обработка воды

  • Флокулянты для очистки природных и производственных сточных вод, технологических вод пищевой промышленности.
  • Обезвоживающие агенты для осадков.

Обработка бумаги

  • Регуляторы прочности бумаги в сухом и влажном состоянии, добавки для улучшения качества и печатных свойств бумаги.

Добыча и обработка

полезных ископаемых

  • Флокулянты хвостов флотации руд, при обогащении и регенерации полезных ископаемых (уран, золото, титан, каменный уголь, алюминий, железо и пр.).
  • Уменьшение запыленности в угольных шахтах, при бурении, на асбестовом производстве.

Добыча нефти

  • Стабилизаторы, регуляторы фильтруемости и реологических свойств буровых растворов.
  • Структурообразователи почв для укрепления стенок скважин при вторичной добыче нефти и гидравлическом разрыве пластов.

Сельское хозяйство

  • Структурообразователи почв.
  • Суперасорбенты для влагоудержания
  • Пленкообразователи для семян, удобрений, инсектицидов, гербицидов и фунгицидов.

Медицина

  • Пленкообразователи для фармацевтических препаратов пролонгированного действия.
  • Суперабсорбенты для тампонов, памперсов, салфеток, пеленок, бандажей для ран.
  • Гидрогели для контактных офтальмологических линз.

Строительство

  • Структурообразователи грунтов в дорожном строительстве.
  • Обезвоживающие агенты для асбоцемента.
  • Регуляторы схватывания цемента.
  • Прочностные добавки для строительных конструкций.
  • Диспергаторы пигментов, регуляторы вязкости и защитные коллоиды для водно-эмульсионных красок.

Другие области

Агенты, снижающие гидравлическое сопротивление:

  • для увеличения скорости судов;
  • для перекачки нефтепродуктов, суспензий и эмульсий;
  • для увеличения дальнобойности водных струй противопожарных систем.
  • Шлихтующие агенты для хлопчатобумажных, шерстяных, вискозных и ацетатных нитей.
  • Аппретирующие агенты для тканей.
  • Клеи для бумаги и текстиля.