Podstawy i technologie uzdatniania wody1

Koagulacja, sedymentacja i flotacja

Martin Jekel

1. Wprowadzenie

Koagulacja, sedymentacja i flotacja w uzdatnianiu wody znalazły zastosowanie przede wszystkim do usuwania substancji wywołujących mętność. Zadanie to ma na celu nie tylko względy estetyczne lecz również eliminację skoagulowanych zawiesin nieopadających i przyłączonych do nich zanieczyszczeń (substancje organiczne, metale śladowe), mikroorganizmów (bakterie, wirusy, pierwotniaki), a także wykorzystując procesy strącania rozpuszczone w wodzie składniki organiczne i nieorganiczne. W odpowiednich warunkach eliminacja rozpuszczonych substancji może stać się głównym celem koagulacji i następującej po niej separacji cząstek zawieszonych.

W wodach powierzchniowych praktycznie zawsze występują substancje wywołujące zjawisko mętności i zawiesiny, które za pomocą odpowiednich procesów rozdziału muszą doprowadzić wodę do takiego stanu, aby uzyskała ona jakość wody do picia. W podczyszczonych wodach gruntowych, np. po utlenieniu Fe²⁺ i Mn²⁺ lub dekarbonizacji przez strącenie wapnia, występują jeszcze substancje zdyspergowane. Oddzielenie fazy stałej zwykle odbywa się z wykorzystaniem technik sedymentacji, filtracji lub flotacji (względnie ich kombinacji). Często zdarza się, że zawiesiny czy koloidy wstępnie poddawane są koagulacji chemicznej w celu agregacji dających się oddzielić powstałych kłaczków. Rysunek 1 przedstawia typowe schematy ideowe uzdatniania mętnych wód powierzchniowych oraz wód gruntowych.

Wybór przedstawionych na rysunku 1 stopni technologicznych i ich kombinacji z reguły jest uwarunkowany stężeniem oraz typem koloidalnej lub zawieszonej fazy stałej jak też ilością powstających produktów strącania. W przypadku niewielkiej zawartości fazy stałej, jak to ma miejsce w wodach jezior i zbiorników zaporowych, z reguły wystarcza sama filtracja (pospieszna lub powolna) z uprzednią koagulacją lub bez niej (także „filtracja bezpośrednia”, z kłaczkami albo koagulacyjna). Przy wyższych zawartościach fazy stałej często dołącza się sedymentację jako oczyszczanie wstępne. Natomiast rzadko korzysta się z flotacji, aczkolwiek w przypadku występowania charakterystycznych lekkich mętów i kłaczków (glonów, substancji humino-wych) także i ona może mieć swoje zalety.

Problemy przy uzdatnianiu pojawiają się przede wszystkim dlatego, że rodzaj i stężenia zdyspergowanych substancji mogą bardzo szybko zmieniać się. Najwięcej problemów jest z usuwaniem glonów i bakterii z powodu ich rozmiarów i charakterystycznych właściwości.

Wody powierzchniowe    Wody gruntowe

do dalszego uzdatniania

Rys. I: Schemat ideowy stopni technologicznych usuwania fazy stałej