Jaký je rozdíl mezi koagulantem a flokulantem?

Flokulanty a koagulanty jsou chemikálie používané k čištění vody a separaci pevných látek a kapalin v různých průmyslových procesech. Hrají klíčovou roli při úpravě vody, odvodňování kalů a dalších procesech manipulace s kapalinami. V tomto článku si objasníme, co jsou to flokulanty a koagulanty, jak fungují, kde se používají a jak se od sebe liší.

Vlastnosti a účel

Z chemického hlediska jsou koagulanty a flokulanty anorganické soli, které při interakci s vodou tvoří nabité prvky, které mají opačný náboj než suspendované částice v kapalině. Tento potenciální rozdíl umožňuje „čističi“ přitahovat kontaminanty a vytvářet z nich konglomeráty.

Hlavním úkolem koagulantů a flokulantů je spojovat malé koloidní částice, které se samy neusazují vlivem gravitace. Tyto nečistoty se v kapalině chaoticky pohybují a způsobují její zakalení. Koagulanty a flokulanty „slepují“ malé částice dohromady a tvoří větší vločky, které se pak usazují na dně. Rozdíl mezi těmito činidly spočívá v principu účinku a vlastnostech vytvořených částic.

koagulanty

Koagulanty jsou soli slabých zásad, které se při kontaktu s vodou stávají nerozpustnými. V průmyslu se často používají kompozice na bázi síranu hlinitého, hydroxochloridu a hydrogensíranu, jakož i síranu a chloridu železitého. Tyto látky jsou vysoce účinné a ekonomické. Kromě odstraňování nečistot na sebe vážou ionty tvrdosti, těžké kovy a organické sloučeniny, což pomáhá čistit vodu a odstraňovat nečistoty.

Důležité! Ve vodovodních systémech a bazénech se často používají činidla na bázi hydroxychloridu hlinitého, proto jsou někdy zaznamenány mírné překročení jeho koncentrace.

Jak fungují koagulanty

Při interakci s vodou se soli železa a hliníku rozpouštějí, reagují s molekulami kapaliny a tvoří nerozpustné frakce. Zároveň volný oxid uhličitý váže vodíkové ionty. Pokud hodnota pH překročí 9, hydroxid železitý (Fe(OH)2) se přemění na stabilnější formu Fe(OH)3. Koagulanty potřebují k zahájení procesu 4–5 minut, což se vizuálně projevuje zákalem vody a tvorbou usazujících se vloček.

Proces koagulace je ovlivněn faktory, jako je teplota (optimální rozmezí 30–40 °C); koncentrace činidla (vybraná na základě charakteristik vody a ročního období); úroveň pH vody.

Koagulanty se dělí na dva typy:

• Anorganické. Nejběžnější jsou kovové soli, jako je síran hlinitý (kamenec draselný), chlorid železitý a síran železnatý. Tyto látky účinně neutralizují náboje a způsobují tvorbu vloček;
• Organické. Mohou být syntetické nebo přírodní. Příklady zahrnují polyamidovou pryskyřici nebo polydimethyldilylchlorid, stejně jako melamin-formaldehydové a epichlorhydrin-dimethylaminové sloučeniny. Pro zvýšení účinku se někdy používají organické koagulanty spolu s anorganickými.

Flokulanty

Flokulanty se také přidávají do vody k odstranění nečistot, ale jejich hlavním úkolem je posílit koagulační reakci. Jsou to vysokomolekulární polymery s dlouhým řetězcem, které tvoří vazby mezi částicemi kontaminantů a zajišťují stabilitu kalu, dokud není odstraněn. Na rozdíl od koagulantů flokulanty neneutralizují náboj částic, ale podporují jejich mechanické sjednocení.

Princip fungování těchto připojení:

1. Šití. Flokulanty fungují jako molekulární „vlákna“, která spojují částice dohromady a podporují jejich zvětšení.
2. Zrychlené ukládání. Zvětšením velikosti vloček je proces sedimentace rychlejší, což snižuje náklady na následnou filtraci nebo centrifugaci.

Flokulanty jsou rozděleny do několika skupin v závislosti na jejich chemické struktuře a původu:

• Anorganické. Oxidy kovů a další minerální sloučeniny mohou působit jako flokulanty, i když tento typ je méně běžný.
• Organické. Nejčastěji se používají syntetické polymery, jako je polyakrylamid (PAA). Tyto látky mají dlouhý molekulární řetězec, který účinně váže částice.
• Přírodní flokulanty. V některých případech se používají přírodní látky jako guarová guma, chitosan nebo škrob. Jsou žádané zejména v oblasti životního prostředí a potravinářství kvůli jejich bezpečnosti a biologické rozložitelnosti.

Při úpravě průmyslových vod se nejčastěji používají flokulanty na bázi polyakrylamidu a polydadmachu pro svou účinnost a dostupnou cenu.

Druhy koagulantů a flokulantů

Aniontové. Při disociaci tvoří anionty (například polyakrylamidy).

Kationtové. Tvoří kationty a jsou nejoblíbenější, protože nevyžadují předchozí použití základních koagulantů.

• Neiontové. Nepodléhejte disociačním reakcím (například škrob, dextrin, polyethylenoxid).
• Amfoterní. Současně tvoří kationtové a aniontové skupiny.

Důležité! Použití koagulantů při úpravě vody je upraveno zákonem. Ve vodohospodářských službách je povoleno používat hydrochlorid hlinitý v kombinaci s polyakrylamidem a dalšími látkami.

Druhy koagulantů pro různá průmyslová odvětví

Přípravky na bázi solí železa a hliníku jsou považovány za nejdostupnější a nejúčinnější pro čištění vody. Výrobci kombinují tyto sloučeniny, aby vytvořili účinné třídy koagulantů používaných v průmyslu.

Organické koagulanty

Organické koagulanty jsou vynikající pro soukromé domácnosti, i když jejich použití v průmyslovém měřítku může být nákladné. Jsou ekonomické, podporují tvorbu stabilních vloček, nemění hodnotu pH vody a jsou kompatibilní s přípravky obsahujícími chlór. Pomáhají také snižovat rozpuštěné kovy.

Syntetické koagulanty

V průmyslu se jako koagulanty používají sloučeniny železa, hliníku a hořčíku, které účinně interagují se záporně nabitými suspendovanými částicemi. Tyto koagulanty jsou ekonomické a bezpečné, protože obsahují látky, které jsou pro tělo neutrální.

Závěr

Shrneme-li výše uvedené, nastínime ještě jednou rozdíl mezi oběma typy připojení pro úpravu vody. Koagulanty se používají k aktivaci procesu spojování kontaminantů do větších sedimentů, které jsou následně odstraněny. Tento proces je široce používán pro čištění vody v zásobování vodou, odpadní vody a další průmyslové procesy. Flokulanty jsou chemikálie přírodního nebo syntetického původu, které zlepšují proces koagulace a pomáhají stabilizovat výsledek.