В практике очистки природных вод для целей водоснабжения коагулирование применяется весьма широко. Теоретические основы коагуляции излагаются в курсе «Химия воды и микробиология»1. Здесь дается лишь весьма краткое описание процесса коагулирования, используемого при осветлении и обесцвечивании воды.
Наиболее часто применяемыми реагентами при коагулировании (коагулянтами) в настоящее время являются: сернокислый алюминии А1г (S04)3> железный купорос FeS04 и хлорное железо FeCl3.

При введении в осветляемую воду сернокислого алюминия происходит его диссоциация:
A12(S04)3-*2A13+ + 3S05-.
Далее имеет место ионный обмен катионов алюминия на катионы, сорбированные содержащимися в воде глинистыми частицами. В результате гидролиза оставшихся в избытке катионов алюминия происходит образование выпадающей в осадок гидроокиси алюминия:
А13+ + ЗНаО -> А1(ОН)з + ЗН+в
Катионы водорода оказывают отрицательное влияние на протекание указанного процесса. Они реагируют с имеющимися в воде бикарбонатами:
Н+ + НСО^ -* С02 + Н20.
Если естественная щелочность воды для хода этой реакции недостаточна, то воду необходимо подщелачивать. Для этого в нее вводят известь или соду. Связывание водородных катионов идет в случае добавления из-вести по уравнению
Н+ + ОН- -»- Н20,
а при добавлении соды по уравнению
2Н+ + СО^~ -> С02 + Н20*

При применении в качестве коагулянта хлорного железа реакция с образованием хлопьевидной взвеси Fe (ОН)а протекает аналогично описанным выше:
FeCl3 -»- Fe3+ -f 3CI-; Fe3+ + 3H20 -> Fe(OH)3 + 3H+.
Хорошие результаты дает также применение железного купороса с одновременным хлорированием воды. Введение хлора облегчает процесс коагуляции и способствует окислению закисного железа.
Сернокислый алюминий выпускается нашей промышленностью двух сортов: очищенный и неочищенный. Первый содержит не менее 40%, а второй — не менее 35,5% безводного Al2 (S04)3. Этот коагулянт требует применения устройств, интенсифицирующих процесс его растворения.
Необходимая доза коагулянта Дк устанавливается путем проведения технологического анализа воды используемого источника или на основании опыта эксплуатации очистных сооружений, работающих на воде данного источника.

При отсутствии данных специального технологического анализа для предварительных ориентировочных подсчетов при проектировании сооружений для осветления воды доза коагулянта, считая на безводную соль АЬ (S04)3, может быть принята в зависимости от мутности очищаемой воды по табл. V.I.
Меньшие значения дозы относятся к водам, содержащим грубодисперсную взвесь.
При коагулировании воды для снижения ее цветности доза коагулянта АЬ (SO-ib может быть определена по эмпирической формуле
где Ц—цветность воды в градусах по платино-кобальтовой шкале.

При коагулировании воды одновременно для ее осветления и обесцвечивания принимают большее значение дозы коагулянта из полученных по табл. V.1 и приведенной формуле.
Определив требуемую дозу коагулянта Дк мг/л и зная минимальную щелочность Щ мг-экв/л природной воды (обычно равную ее карбонатной жесткости), можно определить дозу извести Ди,выраженную в СаО, необходимую для искусственного подщелачивания воды.

Здесь 28 и 53 — соответственно эквивалентные массы извести и соды; 0,0178-—требуемое количество щелочи в мг-экв на 1 мг/л вводимого
A12(S04)3.
На ход процесса коагуляции большое влияние оказывает качествоприродной воды (количество и характер содержащихся в ней взвешенных веществ, окисляемость, солевой состав, рН, температура).

Значительная окисляемость воды, обусловленная наличием в ней органических веществ, требует увеличения дозы коагулянта.
При коагулировании вод различного качества различными коагулянтами может быть установлено для каждого случая оптимальное значение рН воды. Так, при коагулировании мутных вод благоприятным является относительно высокое значение рН. Наоборот, коагулирование вод большой цветности (мягких) идет успешнее при относительно низком значении рН.

Более высокие температуры способствуют протеканию процесса коагулирования.
Для интенсификации процесса коагулирования с успехом применяются флокулянты — высокомолекулярные вещества (минеральные или органические). В настоящее время из минеральных флокулянтов наиболее широкое применение в практике очистки воды получила активированная кремниевая кислота, а из органических — полиакриламид. Дозы флокулянтов зависят от качества обрабатываемой воды (сырой, отстоенной). Использование флокулянтов позволяет сократить дозу коагулянта.
Флокулянты вводятся в обрабатываемую воду одновременно с введением коагулянтов, до или после них (порядок введения реагентов определяется экспериментально).

Следует отметить, что расчетные дозы реагентов позволяют установить размеры и производительности сооружений для их растворения и дозирования, при этом годовой расход реагентов определяется с учетом изменения доз реагентов при сезонных изменениях качества воды используемого источника.
Кроме изложенного процесса коагуляции, происходящего в объеме обрабатываемой воды, в практике водоочистки используется также процесс контактной коагуляции, происходящий в слое зернистой загрузки фильтров или контактных осветлителей (см. § 107).