Coagulante per il trattamento delle acque reflue: come sceglierlo + regole di utilizzo

Esistono molti metodi per purificare le acque reflue. Nella realizzazione di reti fognarie autonome, oltre all'installazione di filtri tradizionali in grado di filtrare le sostanze nocive e rendere l'acqua più pulita, si utilizza sempre più spesso il metodo di purificazione per precipitazione – la coagulazione.

Le spiegheremo il principio di funzionamento del coagulante per la purificazione dell'acqua. Nell'articolo proposto sono descritte in dettaglio tutte le varietà utilizzate nella pratica. Lei scoprirà cosa considerare nella scelta del prodotto e come utilizzarlo correttamente.

Principio di funzionamento dei coagulanti

La coagulazione è un metodo di purificazione dell'acqua mediante l'aggregazione di sostanze disperse inquinanti per la successiva rimozione con metodo meccanico, filtrazione. L'unione delle particelle inquinanti avviene grazie all'introduzione di reagenti coagulanti, che creano le condizioni per la più semplice rimozione degli inquinanti legati dall'acqua purificata.

Il termine «coagulatio» in latino significa «addensamento» o «coagulazione». I coagulanti stessi sono sostanze in grado di creare, grazie a una reazione chimica, composti insolubili e poco solubili, che sono più facili e semplici da rimuovere dalla composizione dell'acqua rispetto ai componenti dispersi.

Il principio di funzionamento delle sostanze si basa sul fatto che la loro forma molecolare possiede una carica positiva, mentre la maggior parte delle impurità è negativa. La presenza di due cariche negative nella struttura atomica delle particelle sporche impedisce loro di unirsi. Per questo motivo, l'acqua sporca diventa sempre torbida.

Nel momento in cui viene aggiunta una piccola quantità di coagulante al liquido, la sostanza inizia ad attrarre le particelle sospese presenti. Come risultato: con l'aumento dell'intensità della luce diffusa, il liquido diventa più torbido per un breve periodo. Infatti, una singola molecola di coagulante può facilmente attrarre diverse molecole di sporco.

I coagulanti inducono la formazione di legami stabili tra le piccole particelle di impurità e i microbi presenti nell'acqua

Le molecole di sporco attratte iniziano a reagire con il coagulante, formando così grandi composti chimici complessi. Sostanze poco solubili e altamente porose precipitano gradualmente sul fondo sotto forma di sedimento bianco.

Il compito del proprietario è solo quello di rimuovere tempestivamente il sedimento, utilizzando qualsiasi tipo di filtrazione a sua disposizione.

Le molecole che si attraggono a vicenda formano particelle grandi che, grazie al loro peso aumentato, precipitano e vengono poi rimosse tramite filtrazione.

L'efficacia del prodotto può essere valutata dalla formazione sul fondo di un sedimento sotto forma di fiocchi bianchi – flocculi. Per questo motivo, il termine «flocculazione» viene spesso utilizzato come sinonimo di «coagulazione».

I fiocchi che si formano, la cui dimensione può variare da 0,5 a 3,0 mm, hanno una superficie ampia con un'elevata capacità di assorbimento delle sostanze precipitate.

Oltre alla purificazione delle acque reflue, i coagulanti sono utilizzati nel trattamento dell'acqua nelle piscine, nella preparazione di acqua tecnica e potabile in regioni con risorse idriche limitate. Si consiglia di esplorare le possibilità dei composti chimici coagulanti, le cui caratteristiche sono descritte sul nostro sito web.

Uso dei reagenti: pro e contro

L'efficienza delle moderne attrezzature per la neutralizzazione delle impurità nelle acque reflue non può raggiungere il livello massimo senza l'utilizzo di reagenti.

I moderni coagulanti consentono di aumentare notevolmente l'intensità e la qualità del processo di depurazione delle acque reflue. L'alto costo dei reagenti è compensato da una serie di vantaggi che possiedono.

Tra i vantaggi indiscutibili dell'uso di coagulanti sintetici, vale la pena evidenziare:

• efficienza;
• costo accessibile;
• elevata qualità della depurazione;
• versatilità d'uso.

Le acque reflue costituiscono un sistema aggressivo stabile. La coagulazione aiuta a romperlo, formando particelle grandi per poi rimuoverle mediante filtrazione.

L'uso di reagenti dà buoni risultati nella rimozione di particelle sospese e colloidali dalle acque reflue.

In sostanza, le particelle della fase coagulante, formate sotto l'azione dei coagulanti, sono contemporaneamente il centro della flocculazione e l'agente appesantente.

Ma il metodo di sedimentazione con l'uso di reagenti non è privo di inconvenienti. Tra questi vanno annoverati:

• necessità di un rigoroso rispetto del dosaggio;
• formazione di un grande volume di rifiuti secondari che necessitano di ulteriore filtrazione;
• laboriosità dell'impostazione del processo con mezzi propri.

Su scala industriale, i processi di coagulazione sono usati ovunque e sono standardizzati. Per impostare un sistema in ambito domestico, sarà necessario acquistare apparecchiature speciali, il cui costo è piuttosto elevato.

La maggior parte dei proprietari risolve questo problema utilizzando singoli coagulanti di tipo domestico, venduti in contenitori di piccole dimensioni.

Le sostanze attive vengono semplicemente aggiunte al liquido, e poi si filtra il sedimento depositato sul fondo; ma questo processo è piuttosto laborioso e richiede molto tempo per la sua realizzazione.

In alcuni casi, la coagulazione può essere effettuata direttamente nel sistema di filtrazione meccanica. A tale scopo, il reagente viene introdotto in una sezione della tubazione contenente il liquido da trattare, prima del punto in cui viene inviato al filtro. In questo caso, nel sistema di filtrazione entrano particelle estranee già «trasformate» in fiocchi.

Tipi principali di coagulanti

Esistono molte varietà di coagulanti. Non elencheremo in dettaglio le loro formule in questo articolo. Considereremo solo due gruppi principali, che in base alla materia prima si dividono in organici e inorganici.

Una categoria di coagulanti è in grado di deferrizzare l'acqua e rimuovere i sali di alluminio, un'altra di aumentare o diminuire il pH, alcuni reagenti hanno un effetto complesso.

Oggi molte aziende nazionali e straniere producono coagulanti. I reagenti di nuova generazione da esse prodotti si differenziano dai coagulanti prodotti durante l'Unione Sovietica per le migliori caratteristiche tecniche.

Sostanze naturali organiche

Sono reagenti appositamente creati che, accelerando l'aggregazione delle particelle aggressivamente instabili presenti nell'acqua, facilitano i processi di separazione e sedimentazione. La sostanza organica aiuta a favorire l'unione degli inquinanti in sospensioni dense ed emulsioni, semplificando la loro rimozione dall'acqua.

Le sostanze ad alto peso molecolare combattono efficacemente il cloro e rimuovono gli odori sgradevoli nel liquido, ad esempio l'odore di idrogeno solforato spesso presente nell'acqua ferrosa.

Interagendo con le molecole degli inquinanti, i coagulanti organici si riducono notevolmente di dimensioni. Al termine della reazione, precipitano sotto forma di una piccola quantità di sedimento.

Grazie alla minimizzazione del volume di sedimento accumulato sul fondo del contenitore, è molto più semplice e veloce filtrare. La ridotta quantità di sedimento non influisce in alcun modo sulla qualità della purificazione.

A causa della limitata base di materie prime, i reagenti naturali non hanno trovato ampia applicazione nella purificazione delle acque reflue su scala industriale. Ma per scopi domestici vengono spesso utilizzati.

Composti sintetici coagulanti

Questi tipi di reagenti sono creati a base di elementi minerali e sintetici. I polimeri favoriscono la formazione di un'elevata carica cationica, stimolando così la rapida comparsa di fiocchi. Interagiscono ottimamente con l'acqua, esercitando un effetto complesso: ammorbidendone la struttura e rimuovendo impurità grossolane e sali.

I sali di metalli polivalenti a base di ferro o alluminio sono i più diffusi. Il ferro viene utilizzato per la purificazione grossolana.

I flocculanti – coagulanti secondari che trasformano sospensioni ed emulsioni in fiocchi, vengono utilizzati insieme ai coagulanti primari. Il tandem è in grado di depurare sia piccole quantità di rifiuti domestici, sia grandi volumi generati dalle imprese industriali.

Tra i composti del ferro, i più popolari sono:

• cloruro ferrico – cristalli igroscopici con lucentezza metallica scura, eliminano efficacemente le particelle grossolane di sporco e rimuovono facilmente l'odore di idrogeno solforato;
• solfato ferroso – prodotto cristallino igroscopico, ben solubile in acqua ed efficace nella depurazione delle acque reflue di fogna.

Grazie al basso livello di viscosità e al basso peso molecolare, tali reagenti si dissolvono perfettamente in qualsiasi tipo di liquido trattato.

Tra i coagulanti a base di alluminio, i più diffusi sono:

• ossicloruro di alluminio (OHA) – utilizzato per il trattamento di acque con elevato contenuto di sostanze organiche naturali;
• idrossiclorosolfato di alluminio (GSCA) – gestisce ottimamente i depositi naturali delle acque reflue;
• solfato di alluminio – prodotto tecnico grezzo in pezzi di colore grigio-verde, utilizzato per la depurazione dell'acqua potabile.

In passato, i polimeri venivano utilizzati solo come additivi ai coagulanti inorganici, impiegandoli come stimolatori per accelerare la formazione di fiocchi. Oggi, questi reagenti sono sempre più spesso usati come principali, sostituendo quelli inorganici.

Se si confrontano le sostanze organiche e sintetiche, le prime vincono perché agiscono molto più rapidamente. Inoltre, sono in grado di funzionare in quasi qualsiasi ambiente alcalino e non interagiscono con il cloro.

Per l'adsorbimento di sali disciolti nell'acqua, ioni di metalli pesanti e altre sostanze in sospensione, sarà necessaria una quantità di reagente organico molte volte inferiore rispetto all'analogo sintetico (+)

I composti organici attivi vincono anche perché non alterano il valore del pH nell'acqua. Ciò consente di utilizzarli per la depurazione di acque dove sono presenti colonie di plancton, alghe e grandi microrganismi.

Raccomandazioni per la scelta dei prodotti

La scelta del coagulante per la depurazione delle acque reflue va affrontata con molta attenzione. Infatti, sebbene la sostanza non rappresenti un pericolo per la salute umana, la sua azione ha una specializzazione piuttosto ristretta.

Nella scelta del coagulante per la depurazione delle acque reflue, è possibile consultare anche manuali di riferimento, ma prima di acquistare il materiale di consumo è comunque opportuno consultare professionisti specializzati nel settore della depurazione delle acque.

Per evitare delusioni in caso di bassa efficacia nell'applicazione del coagulante, Le consigliamo di far analizzare preventivamente l'acqua. Le analisi di laboratorio forniranno informazioni sulla composizione e aiuteranno a scegliere il tipo di trattamento più adatto.

Conoscendo la composizione dell'acqua contaminata, sarà molto più semplice scegliere il coagulante ottimale che aiuterà a risolvere rapidamente il problema

I coagulanti sono sostanze piuttosto specifiche. In alcuni casi sono in grado di respingere gli elementi dall'acqua, in altri, al contrario, di potenziare la loro azione. Ad esempio, l'uso di un principio attivo a base di solfato di alluminio e ferro può avere un triplice effetto: purificare il contenuto, oltre a deferrizzarlo e ammorbidirlo notevolmente.

Quando si utilizza qualsiasi tipo di coagulante, l'importante è attenersi al dosaggio raccomandato dal produttore. Una porzione troppo piccola del principio attivo innescherà una reazione, ma non sarà intensa quanto necessario per una corretta depurazione. Il sedimento precipiterà lentamente e il liquido non sarà ripulito dalle impurità nocive.

Inoltre, se il dosaggio viene alterato, i fiocchi iniziano a depositarsi in modo irregolare. Di conseguenza, nell'acqua si formano molti microfiocchi che, a causa delle dimensioni ridotte, non vengono catturati dai filtri.

I reagenti attivi sul mercato sono presentati sotto forma di granuli, frazioni e pezzi, nonché di piccole placche informi

Per semplificare il compito di calcolare il volume necessario del principio attivo, i produttori distribuiscono i coagulanti in confezioni dotate di dosatori, senza dimenticare di allegare una dettagliata istruzione per l'uso.

Condizioni per lo svolgimento del processo

La massima efficienza della depurazione delle acque reflue si ottiene attraverso un approccio integrato alla soluzione del problema. Pertanto, nella realizzazione di impianti di depurazione autonomi, la coagulazione viene applicata in combinazione con la depurazione meccanica e biologica.

A tal fine vengono costruite strutture costituite da vasche di sedimentazione verticali separate da pareti divisorie. Grazie a ciò, i reflui subiscono una depurazione a più stadi. Prima vengono sedimentati, poi depurati mediante trattamento batterico, dopodiché entrano in una camera dove subiscono la coagulazione e, nella fase finale, vengono filtrati.

Il coagulante può essere collocato in un contenitore di plastica separato sospeso nella tazza del water, grazie al quale ad ogni sciacquone le particelle di reagente entrano nel sistema insieme ai reflui.

L'installazione di attrezzature specializzate, il calcolo della dose approssimativa dei materiali di consumo e il controllo iniziale in tutte le fasi del processo di depurazione dei reflui è meglio affidarlo a professionisti.

Lo schema di coagulazione comprende tre fasi principali:

1. Aggiunta del coagulante nel liquido contaminato.
2. Creazione delle condizioni per la massima interazione del reagente attivo con le impurità.
3. Sedimentazione con successiva filtrazione delle particelle precipitate.

Condizione necessaria per il processo di coagulazione è l'uguaglianza delle particelle con carica opposta. Pertanto, per garantire il raggiungimento del risultato desiderato, ottenendo la massima riduzione della torbidità delle acque reflue, è così importante rispettare la concentrazione del reagente utilizzato.

Quando si utilizzano coagulanti per il trattamento delle acque reflue, è necessario considerare che queste sostanze funzionano solo a temperature positive.

L'intervallo di lavoro dei reagenti varia da 10 a 40°C e, in caso di superamento della temperatura al di sopra di questo valore, la reazione inizia a procedere molto più lentamente

Pertanto è così importante garantire la stabilità del riscaldamento dell'acqua trattata.

Per accelerare il processo di coagulazione, è possibile aggiungere all'acqua sostanze in grado di formare sistemi di dispersione colloidale – i flocculanti. A questo scopo, vengono spesso utilizzati: amido, poliacrilammide, silicato attivato. Questi si adsorberanno sui fiocchi di coagulante, trasformandoli in aggregati più resistenti e di maggiori dimensioni.

Il flocculante viene introdotto nella zona del mezzo di contatto dopo 1-3 minuti dal momento dell'introduzione del coagulante. A questo punto, i processi di formazione dei microfiocchi e la successiva adsorbimento delle sostanze precipitanti sono completati.

La quantità di fango che si deposita nei serbatoi di contatto dipende dal tipo di reagente utilizzato e dal grado di pretrattamento delle acque reflue da trattare.

In media, dopo la pulizia meccanica, il volume di fango per persona al giorno è di circa 0,08 litri, dopo il passaggio attraverso i biofiltri – 0,05 litri, e dopo il trattamento in aerotank – 0,03 litri. È necessario rimuoverlo tempestivamente man mano che il serbatoio si riempie.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Principio di funzionamento del coagulante:

Video-presentazione dei prodotti coagulanti per uso domestico:

Applicando la metodologia di coagulazione, avrà un'ottima opportunità di ottenere un risultato elevato con un piccolo investimento. Scegliendo con competenza il reagente e creando le condizioni necessarie per il suo utilizzo, non sarà difficile depurare le acque reflue da molteplici impurità e contaminanti.

Ha domande durante la consultazione delle informazioni che abbiamo presentato? Conosce i dettagli dell'uso dei coagulanti nella pratica? Per favore, condivida le sue conoscenze e impressioni, e ponga domande nel blocco sottostante.