Анализ эффективности коагулянтов при очистке воды
Аннотация
Обоснование. Получение воды, пригодной для бытовых и промышленных нужд и безопасной для потребителя является основной задачей очистки воды. Поиск путей усовершенствования процесса коагуляции и методов, позволяющих его интенсифицировать в настоящее время все также актуален. В статье представлены результаты исследований коагулянтов при различных сочетаниях и дозах в лабораторных условиях. В качестве объекта исследований рассмотрена вода реки Иртыш, предназначенная для питьевых целей. Изучена эффективность использования разных коагулянтов, позволяющих более качественно удалять загрязняющие вещества, такие как тяжелые металлы, органические соединения, микробиологические загрязнители и др. Это особенно важно для обработки воды из поверхностных источников, которая часто характеризуется высоким содержанием примесей. Опытные исследования в цехе эксплуатации водопроводных сетей и сооружений Росводоканал Омск проводились со следующими коагулянтами «Бриллиант-18», «Бопак-Е», «ОХА», «Аква-аурат 30» и «АСА» в сочетании с флокулянтом FL 4540PWG. Испытания коагулянтов были проведены в весенний паводковый период при температуре исходной воды 6-8°С. На исходной воде реки Иртыш лучшие результаты показали коагулянты, такие как «Бопак-Е», «ОХА» и «Аква-аурат 30». Оптимальной дозой для наиболее эффективных коагулянтов является Дк=1,5 мг/л (по Al2О3) при совместном применении с флокулянтом с Дф=0,1-0,13 мг/л. Коагулянт «Аква-аурат 30» показывает лучшее хлопьеобразование, осаждение и осветление, и соответственно лучшие показатели по мутности воды. Для подтверждения результатов лабораторных испытаний и выбора наиболее эффективного реагента, рекомендуется проведение производственных испытаний коагулянта «Аква-аурат 30».
Цель. Главные задача данных исследований – тестирование применяемых реагентов в лабораторных условиях, и сравнение их эффективности в разные сезоны года, а также совершенствование процесса водоподготовки за счет внедрения новых реагентов.
Материалы и методы. По результатам промышленных испытаний установлено, что вода после обработки жидким сульфатом алюминия соответствует гигиеническим требованиям, предъявляемым к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. В летний период рабочая доза жидкого СА 1,5 мг/л (по Аl2О3) аналогична рабочей дозе ОХА. Но жидкий сульфат алюминия может использоваться для очистки воды на очистных сооружениях только в летний период, так как в зимнее время года процесс коагуляции протекает значительно хуже. Поэтому в лаборатории цеха эксплуатации водопроводных сетей и сооружений провели лабораторные исследования по эффективности внедрения других коагулянтов на основе полиоксихлорида алюминия: «Бриллиант», «Бопак», «ОХА», «Аква-аурат 30» и «АСА», которые могут быть использованы в разные сезоны года.
С учетом действующей технологии обработки природной воды на сооружениях Росводоканал Омск принята следующая методика пробного коагулирования (на автоматическом флокуляторе марки «Lovibond»). Добавление реагентов (коагулянт и флокулянта последовательно) в исходную воду и перемешивание течение 3 минут при скорости вращения 146 об/минуту. Затем продолжается перемешивание в течение 10 минут при меньшей скорости (43 об/мин). Далее происходит отстаивание в течение 30 минут. Пробное коагулирование проводили с флокулянтом FL 4540PWG с концентрацией 0,1%. Пробы очищенной воды отбирались после отстаивания со среднего слоя воды. Показатели качества воды оценивались после процесса отстаивания, исключая фильтрование.
Результаты. В результате испытаний крупные хлопья образовались лишь при применении «Аква-аурат 30» и «АСА» в дозе (1,5/0,1 мг/л). Другие коагулянты образовывали мелкие и средние хлопья, и все коагулянты показывали интенсивное осаждение и осветление.
Испытания коагулянтов были проведены в весенний паводковый период при температуре исходной воды 6-8°С На исходной воде р. Иртыш лучшие результаты показали коагулянты, такие как «Бопак-Е», «ОХА» и «Аква-аурат 30».
Оптимальной дозой для наиболее эффективных коагулянтов является Дк=1,5 мг/л (по Al2О3) при совместном применении с флокулянтом с Дф=0,1-0,13 мг/л.
В ходе лабораторных испытаний, коагулянты «Бопак-Е» и «Бриллиант-18»,» показали одинаковые результаты качества осветленной воды, по остаточному алюминию и мутности воды в сравнении с применяемым на Росводоканале Омск коагулянтом «ОХА», на дозах максимально приближённых к установленным на производстве (Дк=1,8 мг/л и Дф=0,13мг/л).
Коагулянт «Аква-аурат 30» показывает лучшее хлопьеобразование, осаждение и осветление, и соответственно лучшие показатели по мутности воды.
В условиях низкой щелочности, коагулянт «Аква-аурат 30» повышает данный показатель, что способствует решению проблеме слабой коагуляции. При оптимальных дозах показатели качества осветленной воды по остаточному алюминию, а также фильтрованной воды по мутности и остаточному алюминию, удовлетворяют обеспечению качества питьевой воды в соответствии с СанПиНом 1.2.3485-21, ГН 2.1.5.1315-03, ГН 2.1.5.2280-07.
Для подтверждения результатов лабораторных испытаний и выбора наиболее эффективного реагента, рекомендуется проведение производственных испытаний коагулянта «Аква-аурат 30».
Заключение. В процессе проведения лабораторных испытаний, проверено множество реагентов. Целью анализа является поиск эффективных реагентов в условиях, когда источник водоснабжения меняет свой заряд, а также снижается щелочность.
Проведение лабораторных испытаний коагулянтов на основе полиоксихлорид алюминия таких как «Бопак-Е», «ОХА» и «Аква-аурат 30», показывают, что работоспособность в условиях низкой щелочности затрудняется, но лучшую способность коагулирования показывает реагент «Аква-аурат 30» из-за своей способности повышать щелочность на 15-18%, что способствует повышению эффективности коагулирования.
EDN: PKEBEO
Скачивания
Литература
Volynkina, S., Korchevskaya, Yu., Ushakova, I., Shelest, S., & Trotsenko, I. (2024). Materials of the international scientific and practical conference dedicated to the 70th anniversary of the development of virgin and fallow lands in Russia «Siberian village: 70 years since the beginning of the development of virgin and fallow lands in Russia» (pp. 442–450).
Kondratyeva, T., Ushakova, I., Korchevskaya, Y., Trotsenko, I., & Gorelkina, G. (2021). Water supply of Azovsky Nemetsky (German) National District in the Omsk Region: Present day situation, problems and outlook. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 745(1), Article 012008. https://doi.org/10.1088/1755-1315/745/1/012008
Krybin, A., Sokolovskaya, S., & Shelest, S. (2023). Technological solutions ensuring the quality of drinking water purification. In Materials of the III All Russian (national) conference «Rational use of natural resources: theory, practice and regional problems» (pp. 39–43).
Novikov, M. G. (2021). Effective water purification and disinfection at water treatment plants in accordance with new requirements: Practical solutions. Best Available Technologies of Water Supply and Sanitation, 3, 36–42. EDN: https://elibrary.ru/JEYWJM
Wang, R., Zhang, H., Lian, L., et al. (2020). Flocculant containing silicon, aluminum, and starch for sewage treatment. Journal of Chemical Engineering of Japan, 53(10), 592–598. https://doi.org/10.1252/jcej.17we009. EDN: https://elibrary.ru/LUBNIM
Shelest, S. N., Korchevskaya, Yu. V., Trotsenko, I. A., & Volynkina, S. V. (2023). Technological solutions to prevent the formation of organochlorine compounds during water treatment. Industrial Ecology, 4, 35–38. https://doi.org/10.52190/2073 2589_2023_4_35. EDN: https://elibrary.ru/IRPTQV
Adimachukwu, A., Okey Onyesolu, C., Ejimofor, M., & Onukwuli, O. (2025). Management of aquaculture effluent using Cyperus esculentus as a natural coagulant: Coagulation kinetics and mass transfer modeling. Next Research, Article 100267. ISSN 3050 4759. https://doi.org/10.1016/j.nexres.2025.100267
Nti, S. O., Buamah, R., & Atebiya, J. (2021). Polyaluminium chloride dosing effects on coagulation performance: Case study, Barekese, Ghana. Journal of Water Supply: Research and Technology, 16. https://doi.org/10.2166/wpt.2021.069. EDN: https://elibrary.ru/VVXUYE
Korchevskaya, Yu., & Bezukhova, S. (2019). In Materials of the I National Scientific and Practical Conference with International Participation «Innovations in Environmental Engineering and Environmental Protection» (pp. 139–144).
Worku, G. D., & Abate, S. N. (2025). Efficiency comparison of natural coagulants (Cactus pads and Moringa seeds) for treating textile wastewater (in the case of Kombolcha textile industry). Heliyon, 11, Article e42379. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2025.e42379. EDN: https://elibrary.ru/UBLHCC
Busarev, A. V., Khisameeva, L. R., & Khayrullina, Yu. K. (2023). On the issue of treating industrial wastewater from reinforced concrete plants using membrane separators. Energy Saving and Water Treatment, 6(146), 16–20. EDN: https://elibrary.ru/PSXHLT
Gandurina, L., & Kravchenko, D. (2025). Coagulation treatment of natural waters with ferric salts. Water Supply and Sanitary Engineering, 2, 4–11. https://doi.org/10.35776/VST.2025.02.01. EDN: https://elibrary.ru/HJCAFP
Nikolaenko, E., & Zhang, T. (2025). Study of the effectiveness of using aluminum oxychlorides of various grades. Water Supply and Sanitary Engineering, 1, 12–17. https://doi.org/10.35776/VST.2025.01.02. EDN: https://elibrary.ru/ASIKGZ
Abitov, R. N., Selyugin, A. S., & Nizamova, A. Kh. (2022). Problems of the reliability of water supply networks in populated areas. Energy Saving and Water Treatment, 5(139), 9–14. EDN: https://elibrary.ru/WWSZZS
Belyak, A., Gerasimov, M., Sverdlikov, A., & Smirnov, A. (2025). Assessment of the influence of the flocculant coagulant VPK 402 on the adsorption properties of powdered activated carbon during water treatment. Water Supply and Sanitary Engineering, 1, 6–11. https://doi.org/10.35776/VST.2025.01.01. EDN: https://elibrary.ru/DXVUAB
Список литературы
Волынкина, С., Корчевская, Ю., Ушакова, И., Шелест, С., & Троценко, И. (2024). Материалы международной научно практической конференции, посвящённой 70 летию с начала освоения целинных и залежных земель в России «Сибирская деревня: 70 лет с начала освоения целинных и залежных земель в России» (с. 442–450).
Kondratyeva, T., Ushakova, I., Korchevskaya, Y., Trotsenko, I., & Gorelkina, G. (2021). Water supply of Azovsky Nemetsky (German) National District in the Omsk Region: present day situation, problems and outlook. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 745(1), 012008.
Крыбин, А., Соколовская, С., & Шелест, С. (2023). Технологические решения, обеспечивающие качество очистки питьевой воды. Материалы III Всероссийской (национальной) конференции «Рациональное использование природных ресурсов: теория, практика и региональные проблемы» (с. 39–43).
Новиков, М. Г. (2021). Эффективные очистка и обеззараживание воды на водоочистных станциях в соответствии с новыми требованиями: практические решения. Наилучшие доступные технологии водоснабжения и водоотведения, 3, 36–42. EDN: https://elibrary.ru/JEYWJM
Wang, R., Zhang, H., Lian, L., et al. (2020). Flocculant containing silicon, aluminum, and starch for sewage treatment. Journal of Chemical Engineering of Japan, 53(10), 592–598. https://doi.org/10.1252/jcej.17we009. EDN: https://elibrary.ru/LUBNIM
Шелест, С. Н., Корчевская, Ю. В., Троценко, И. А., & Волынкина, С. В. (2023). Технологические решения для предотвращения образования хлорорганических соединений в процессе водоподготовки. Экология промышленного производства, 4, 35–38. https://doi.org/10.52190/2073 2589_2023_4_35. EDN: https://elibrary.ru/IRPTQV
Adimachukwu, A., Okey Onyesolu, C., Ejimofor, M., & Onukwuli, O. (2025). Management of aquaculture effluent using Cyperus esculentus as a natural coagulant: Coagulation kinetics and mass transfer modeling. Next Research, 100267. ISSN 3050 4759. https://doi.org/10.1016/j.nexres.2025.100267
Nti, S. O., Buamah, R., & Atebiya, J. (2021). Polyaluminium chloride dosing effects on coagulation performance: case study, Barekese, Ghana. Journal of Water Supply: Research and Technology, 16. https://doi.org/10.2166/wpt.2021.069. EDN: https://elibrary.ru/VVXUYE
Корчевская, Ю., & Безухова, С. (2019). Материалы I Национальной научно практической конференции с международным участием «Инновации природообустройства и защиты окружающей среды» (с. 139–144).
Worku, G. D., & Abate, S. N. (2025). Efficiency comparison of natural coagulants (Cactus pads and Moringa seeds) for treating textile wastewater (in the case of Kombolcha textile industry). Heliyon, 11, e42379. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2025.e42379. EDN: https://elibrary.ru/UBLHCC
Бусарев, А. В., Хисамеева, Л. Р., & Хайруллина, Ю. К. (2023). К вопросу очистки производственных стоков заводов железобетонных конструкций с применением мембранных разделителей. Энергосбережение и водоподготовка, 6(146), 16–20. EDN: https://elibrary.ru/PSXHLT
Гандурина, Л., & Кравченко, Д. (2025). Коагуляционная очистка природных вод солями окисного железа. Водоснабжение и санитарная техника, 2, 4–11. https://doi.org/10.35776/VST.2025.02.01. EDN: https://elibrary.ru/HJCAFP
Николаенко, Е., & Чжан, Т. (2025). Исследование эффективности применения оксихлоридов алюминия различных марок. Водоснабжение и санитарная техника, 1, 12–17. https://doi.org/10.35776/VST.2025.01.02. EDN: https://elibrary.ru/ASIKGZ
Абитов, Р. Н., Селюгин, А. С., & Низамова, А. Х. (2022). Проблемы надёжности работы водопроводных сетей населённых пунктов. Энергосбережение и водоподготовка, 5(139), 9–14. EDN: https://elibrary.ru/WWSZZS
Беляк, А., Герасимов, М., Свердликов, А., & Смирнов, А. (2025). Оценка влияния флокулянта коагулянта ВПК 402 на сорбционные свойства порошкообразного активного угля в процессе водоподготовки. Водоснабжение и санитарная техника, 1, 6–11. https://doi.org/10.35776/VST.2025.01.01. EDN: https://elibrary.ru/DXVUAB
Просмотров аннотации: 2
Copyright (c) 2025 Sergey N. Shelest, Irina A. Trotsenko, Yulia V. Korchevskaya
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
