Коагуляцию в очистке воды применяют для ускорения процесса осаждения тонкодисперсных примесей и эмульгированных веществ. Коагуляцией называется процесс укрупнения мельчайших коллоидных и диспергированных веществ при их столкновении, происходящий вследствие их взаимного слипания под действием сил молекулярного притяжения и химического сродства. Завершается этот процесс отделения агрегатов слипшихся частиц от жидкой фазы, как правило, осаждением.
Различают два типа коагуляции: в свободном объеме (в камерах хлопьеобразования) и контактную (в толще зернистой загрузки или в массе взвешенного осадка). В качестве коагулянтов обычно используются соли алюминия или железа - сульфаты алюминия, железа (II, III), хлорида алюминия, хлорида железа (III), алюмината натрия, оксихлорида алюминия и др. Мо-гут применяться смешанные коагулянты из указанных солей, а также природные соединения, содержащие указанные соли, например, глинозем, Al2(SO4)3⋅18H2O. При использовании смесей Аl(SO4)3 и FeСl3 в соотношениях от 1:1 до 1:2 достигается лучший результат коагулирования, чем при раздельном использовании реагентов. Происходит ускорение осаждения хлопьев. Кроме этих коагулянтов могут быть использованы различные глины, алюминийсодержащие и железосодержащие отходы производства (травильные растворы); пасты, смеси, шлаки, содержащие диоксид кремния. Коагуляция в среде с повышенной щелочностью происходит быстрее, поэтому, если вода имеет низкую исходную щелочность, в нее добавляют известь, едкий натр, соду и т.п.
Процесс очистки сточных вод коагуляцией и флокуляцией состоит из следующих стадий: дозирование и смешение реагентов со сточной водой, хлопьеобразование и осаждение хлопьев. Приготовление и дозирование коагулянтов производят в виде растворов или суспензий. Растворение коагулянтов осуществляют в растворных баках, концентрация раствора при этом должна составлять 10-17 %. Для перемешивания в растворные баки подают сжатый воздух через перфорированные трубы. Концентрированные растворы коагулянтов перемешивают с водой в расходных баках лопастными мешалками, воздухом или циркуляционными насосами до концентрации 1-10 %, флокулянтов - до 0,1-1 %.
Для смешения сточной воды с коагулянтами применяют смесители: дырчатые, перегородчатые, шайбовые, вертикальные и механические с лопастными или пропеллерными мешалками.
После смешения сточных вод с реагентом вода направляется в камеры хлопьеобразования, служащие для образования хлопьев коагулянтов. Используют перегородчатые, вихревые, водоворотные и с механическими мешалками камеры. Иногда смесители и камеры хлопьеобразования объединяют в одно сооружение. Часто стадии смешения, коагулирования и отстаивания также проводят в одном аппарате. Осаждение хлопьев происходит в отстойниках и осветлителях.
Наиболее целесообразной является двухступенчатая схема отстаивания сточных вод, когда на первой ступени осуществляется простое отстаивание в отстойнике без коагулянта, а на второй - отстаивание после предварительной обработки сточных вод коагулянтами и флокулянтами.