Коагуляция, флокуляция

1.

МИНОБРНАУКИ РОССИИ
ФГБОУ ВО «Уральский государственный горный университет»
Инженерно-экономический факультет
Кафедра природообустройства и водопользования
Тема: «Коагуляция и флокуляция загрязнений сточных вод»
Выполнила: Важенина О. П.
Группа: ГПЭ-22-1
Руководитель: Самигуллина В. А.
Екатеринбург, 2026 г.

2. Цель и задачи

Цель: Изучить методы коагуляции и флокуляции для очистки сточных вод
Задачи:
1.
Раскрыть сущность процессов коагуляции и флокуляции;
2.
Охарактеризовать
основные
параметры,
используемые
при
расчете
процесса
и
оборудования;
3.
Рассмотреть основное оборудование, используемое для реализации процессов коагуляции
и флокуляции;
4.
Проанализировать преимущества и недостатки коагуляции и флокуляции;
5.
Определить особенности применения методов в подготовки питьевой воды.
2

3. Введение

В водоочистке и водоподготовке широко используются специальные
химические реагенты – коагулянты и флокулянты – для удаления
взвешенных частиц и помутнений из воды. Несмотря на общую цель
(осветление и очистка воды от микроскопических примесей), эти два
типа реагентов действуют по-разному и обладают разными свойствами.
Понимание различий между коагулянтами и флокулянтами крайне
важно для специалистов в области водоснабжения и водоотведения:
правильный выбор и применение этих реагентов позволяет повысить
эффективность очистки, снизить затраты и обеспечить соблюдение
требуемых стандартов качества воды.
3

4. Описание технологии очистки

Коагуляция — это объединение мелких частиц в более крупные. Коагуляция приводит к объединению
мельчайших взвешенных примесей и выпадению их в виде хлопьевидного осадка.
Главная особенность коагулянтов – их частицы имеют положительный заряд. Растворенные и взвешенные
примеси заряжены отрицательно. Поэтому, в результате взаимодействия коагулянта и взвесей, они
слипаются и образуют более крупные образования.
Флокулянт - это компонент на основе полимера, который склеивает коагулированные взвеси между собой.
В результате, удаляемые примеси собираются в крупные хлопья (флокулы), которые легче отфильтровать
или собрать в осадок. Чем больше и тяжелее частица, тем быстрее она оседает или задерживается на
фильтрующем материале.
Рисунок 1 - Коагуляция, флокуляция и осаждение
4

5. Основные параметры, используемые при расчете процесса

Коагуляция эффективна только при
определённых условиях:
Важны достаточная доза коагулянта,
Подходящий pH среды,
Температура воды.
Поэтому подбор коагулянта и его дозы
обычно
осуществляется
путем
лабораторных
проб
("коагуляционных
опытов" или пробирочных тестов) с учётом
конкретного состава очищаемой воды.
Эффективность флокуляции зависит от многих
факторов:
Молекулярной массы и структуры полимера,
Химической природы,
Также большое значение имеет дозировка и
способ внесения флокулянта: недостаток
приведёт к образованию рыхлых, неполных
флокул, а избыток – к феномену "стабилизации"
(когда все поверхности частиц полностью
покрыты полимером, и свободных концов для
сцепления между частицами не остаётся).
5

6. Основное оборудование, используемое для реализации коагуляции и флокуляции

Для смешивания коагулянтов с обрабатываемой сточной водой используют смесители различной
конструкции: перегородчатые, дырчатые, шайбовые и вертикальные. Последующее осветление сточной
воды производится в горизонтальных, радиальных и вертикальных отстойниках. Двухступенчатая схема
отстаивания сточных вод является наиболее эффективной. На первой стадии сточная вода отстаивается без
коагулянта, а на второй она обрабатывается коагулянтами и флокулянтами.
Рисунок 2 - Вертикальный отстойник
6

7. Основное оборудование, используемое для реализации коагуляции и флокуляции

При концентрации в сточных водах
взвешенных веществ, способных к
агрегации, до 4 г/л используют
осветлители со взвешенным слоем
осадка, в которых последовательно
осуществляют
три
основные
процесса: смешение, коагуляцию и
осветление сточных вод.
Рисунок 3 - Осветлители со взвешенным слоем осадка
7

8. Основные параметры, используемые при расчете оборудования

Для смесителей и камер хлопьеобразования:
Время пребывания воды (обычно 1–3 мин для
смесителей и 10–30 мин для камер),
Интенсивность
перемешивания
(градиент
скорости),
Скорость потока.
Для отстойников и осветлителей:
Гидравлическая
крупность
частиц
(скорость
осаждения),
Скорость восходящего потока,
Нагрузка на зеркало воды (производительность на
единицу площади),
Время отстаивания.
8

9. Преимущества и недостатки методов

Преимущества коагуляции:
высокая эффективность удаления взвешенных веществ,
коллоидных частиц, фосфатов, тяжёлых металлов и
некоторых органических загрязнений;
универсальность — коагуляция хорошо работает при
разных температурах и химическом составе воды, в том
числе при нейтральном pH;
низкая стоимость реагентов по сравнению с другими
способами очистки.
Недостатки коагуляции:
необходимость использования химических реагентов,
что может привести к образованию осадка, требующего
дальнейшей обработки, утилизации или захоронения;
чувствительность к pH воды, температуре и другим
факторам, влияющим на эффективность процесса;
неэффективность удаления растворённых органических
загрязнений, требующих применения других методов
очистки (адсорбции, биологической очистки, окисления).
9

10. Преимущества и недостатки методов

Преимущества флокуляции:
ускорение
процесса
осаждения,
повышение
эффективности очистки;
снижение мутности, уменьшение объёма осадка;
быстрое осветление воды, удаление мельчайших частиц;
экономия времени и ресурсов на очистку.
Недостатки флокуляции:
необходимость точной дозировки;
потенциальное образование вторичных загрязнителей
(при неправильном выборе или дозировке);
чувствительность к pH и температуре;
передозировка
может
привести
к
повторной
стабилизации частиц, образованию токсичных продуктов
распада, снижению эффективности при изменении
условий.
10

11. Особенности применения метода в схеме очистных сооружений

Коагулянты в водоподготовке применяются
для удаления мутности и цветности сырой
воды: типичные реагенты – сульфат
алюминия ("алюминиевая соль"), хлорид
железа(III), полиоксихлорид алюминия (так
называемые полиалюминиевые коагулянты).
Они вводятся перед отстаиванием или
фильтрацией воды. Коагулянт эффективно
удаляет коллоидные глинистые частицы,
растительный детрит, микроорганизмы и
другие примеси, которые иначе прошли бы
через фильтры. Одновременно снижается
цветность воды – коагуляция осаждает
гуминовые
и
другие
органические
соединения, придающие воде окраску.
Рисунок 4 - Лабораторный тест коагулянта на
станции водоподготовки
11

12. Особенности применения метода в схеме очистных сооружений

Важно, что применение коагуляции снижает
и микробиологическую опасность: вместе с
хлопьями осадка из воды удаляется
значительная
часть
бактерий,
цист
простейших и вирусов, сорбированных на
частицах. Таким образом, нагрузка на
дезинфекцию
(хлорирование,
УФоблучение) уменьшается, и легче достичь
эпидемиологической безопасности. Кроме
того,
коагулянты
способны
удалять
некоторые тяжёлые металлы и другие
токсиканты, переводя их в осадок.
Рисунок 5 – Процесс коагуляции
12

13. Особенности применения метода в схеме очистных сооружений

Выбор реагентов для питьевой воды диктуется качеством исходной воды и экономическими
соображениями. Сульфат алюминия традиционно широко используется из-за доступности и
невысокой цены, однако образует довольно много осадка и может при передозировке
оставить в воде остаточный алюминий. Полимерные коагулянты на основе алюминия
(например, полиалуминий хлориды) стали популярны благодаря более высокой
эффективности (за счёт частичной гидролизованности) и меньшему влиянию на pH. В
качестве флокулянтов в питьевой воде применяют только допущенные нормативами
полимеры, с очень низким содержанием остаточного мономера (например, акриламида),
чтобы исключить опасность токсичных примесей. Правильно организованная коагуляция и
флокуляция позволяют получать питьевую воду высокой прозрачности, безопасную по
санитарным нормам.
13

14. Заключение

Таким образом, коагуляция и флокуляция представляют собой высокоэффективные
физико-химические методы очистки сточных вод от коллоидных и мелкодисперсных
загрязнений. Их применение позволяет достигать степени очистки до 97-98%, удаляя
широкий спектр примесей, включая тяжелые металлы, органику и фосфаты. Правильный
подбор реагентов и технологического оборудования обеспечивает надежную работу
очистных сооружений. Несмотря на определенные недостатки, метод остается ключевым
звеном в большинстве современных схем водоочистки, гарантируя соответствие
очищенной воды нормативным требованиям.
14

15. Спасибо за внимание!

15