Oczyszczalnie ścieków mają niezwykle ważną rolę w ochronie środowiska. Dzięki nim usuwane są zanieczyszczenia z wody, co przywraca jej optymalne właściwości do dalszego użytkowania. Proces oczyszczania jest dość złożony, stosuje się tu różnorodne surowce chemiczne, których głównym zadaniem jest wsparcie kluczowych obszarów – mechanicznych, biologicznych i chemicznych. W niniejszym artykule przyjrzymy się tej tematyce, omawiając, jakie surowce są wykorzystywane w oczyszczalniach, na czym polega chemiczne oczyszczanie ścieków, a także, czym są koagulanty?

Jakie surowce stosuje się w oczyszczalniach ścieków?

Jak wspomnieliśmy we wstępie, w procesie oczyszczania ścieków używa się wiele różnych surowców chemicznych. Wspierają one eliminację zanieczyszczeń. Przyjrzymy się im.

• To przede wszystkim koagulanty, które odpowiadają za przyspieszenie procesu wytrącania cząstek stałych, ułatwiając ich oddzielenie od cieczy. Zaliczamy do nich między innymi solanki aluminiowe (np. siarczan glinu), koagulanty żelazowe (tj. chlorek żelaza) czy nowoczesne preparaty organiczne, zwłaszcza koagulanty oparte na polielektrolitach;
• Równie istotną rolę mają flokulanty, związki chemiczne wspomagające łączenie się cząstek w większe skupiska. Można je następnie usunąć podczas procesów sedymentacji lub filtracji. Można tu wyróżnić polimery organiczne, głównie polakrylamindy, jak również flokulanty naturalne, które mogą być pozyskiwanie np. z kłaczków roślinnych;
• Niezbędne są również środki dezynfekcyjne w celu eliminacji drobnoustrojów. To szczególnie istotne podczas uzdatniania wody. Mowa tu o takich środkach jak chlor i jego pochodne, chlorowy dwutlenek, ale też alternatywne metody dezynfekcji, tj. ozonowanie czy zastosowanie promieniowania UV.
• Nieocenione są jednocześnie regulatory pH. To substancje, które umożliwiają kontrolowanie kwasowości lub zasadowości środowiska, a co ma wpływ na przebieg reakcji chemicznych.

Oczywiście, wybór konkretnych surowców uzależniony jest od charakterystyki ścieków oraz wymogów technologii stosowanej w danej oczyszczalni. Firmy zajmujące się dystrybucją surowców chemicznych, takie jak Sterilco, oferują produkty dopasowane do specyfiki wielu instalacji oczyszczania, gwarantując efektywność i bezpieczeństwo procesów technologicznych.

Na czym polega chemiczne oczyszczanie ścieków?

Chemiczne oczyszczanie ścieków jest procesem, w którym oprócz tradycyjnych metod – mechanicznych i biologicznych – wykorzystuje się reakcje chemiczne, by usunąć zanieczyszczenia zawieszone w wodzie. Najważniejszym celem tego procesu jest redukcja rozpuszczonych i zawieszonych cząstek, czyli takich, które mogą być trudne do usunięcia wyłącznie przy użyciu filtracji mechanicznej. W praktyce chemiczne oczyszczanie ścieków opiera się przede wszystkim na dwóch powiązanych ze sobą etapach, o których przed chwilą wspomnieliśmy: koagulacji i flokulacji.

Koagulacja to więc pierwszy etap oczyszczania. Zaczyna się od dodania do ścieków specjalistycznych surowców zwanych koagulantami. To przeważnie sole metaliczne, takie jak siarczan lub chlorek glinu. Mogą to być też preparaty żelazowe. Koagulanty neutralizują ładunki elektryczne zawieszone w wodzie, dzięki czemu cząsteczki się ze sobą zlepiają, stając się większe, a więc i bardziej podatne na dalsze procesy mechaniczne.

Po etapie koagulacji, gdy drobne cząstki zaczynają tworzyć niewielkie agregaty – do ścieków dodawane są flokulanty, dzięki czemu następuje intensyfikacja procesu oczyszczania. To przeważnie polimery organiczne, takie jaki polakrylamidy, choć stosowane są też naturalne lub półsyntetyczne preparaty. Flokulanty działają poprzez łączenie już powstałych agregatów w jeszcze większe struktury, tzw. floki. Proces ten jest dodatkowo wspierany przez specjalne mieszanie. Pozwala to na równomierne rozmieszczenie flokulanta, jak również kontakt z cząstkami zawiesin. Tak powstałe floki są znacznie cięższe od pojedynczych cząstek, przez co łatwiej opadają na dno zbiornika sedymentacyjnego bądź trafiają do systemów filtracyjnych.

Dzięki połączeniu koagulacji i flokulacji, szybko i efektywnie usuwane są duże ilości zanieczyszczeń, co ma szczególnie duże znaczenie w przypadku ścieków przemysłowych o wysokim stężeniu substancji organicznych i nieorganicznych. Usuwane są też bardzo małe cząsteczki, które trudno wyeliminować za pomocą metod mechanicznych. Co więcej, zależnie od rodzaju i stężenia zanieczyszczeń, można precyzyjnie dobrać rodzaj koagulantu i flokulanta. Nie ma też problemu, by dokładnie ustawić parametry procesowe, np. czas mieszania, pH roztworu itd.

Co to są koagulanty?

Pisaliśmy już dość sporo o koagulantach, ale przyjrzyjmy im się jeszcze bliżej, gdyż mają one niebagatelne znaczenie w kontekście chemicznego oczyszczania ścieków. Ich główne zadanie to bowiem neutralizacja ładunków elektrycznych cząstek zawieszonych w wodzie. Powoduje to zmniejszenie sił odpychających między nimi. W praktyce drobne cząsteczki mogą się łączyć w większe, stając się łatwiejsze do oddzielenia podczas dalszych etapów, takich jak sedymentacja lub filtracja. W mechanizmie działania koagulantów kluczowe są chemiczne reakcje. Dzięki nim bowiem cząsteczki zawieszone zmieniają swoją strukturę. W naturalnych warunkach przykładowo cząsteczki mają tendencję do tego, by wzajemnie się odpychać, a to oczywiście utrudnia ich łączenie. To dlatego rola koagulantu jest tu tak ważna – wystarczy go dodać, by cząstki zaczęły zbliżać się do siebie.

Podsumowując, chemiczne oczyszczanie ścieków stanowi nieodłączny element współczesnych technologii uzdatniania wody. To gwarancja skutecznego oczyszczania, jak również bezpiecznego i ekologicznego zarządzania odpadami wodnymi.