Коагуляция коллоидных примесей является дополнительным методом обработки. Иногда вода, особенно речная в период паводка, бывает загрязнена минеральными и органическими примесями, находящимися в коллоидно-дисперсном состоянии, которые не задерживаются песочными фильтрами. Наиболее типичными из этих примесей являются кремневая кислота и гуминовые вещества. В этом случае воду подвергают обработке реагентом, приводящим к коагуляции таких примесей, в результате чего ускоряется их осаждение.

Устойчивость коллоидных частиц обусловливается главным образом электрокинетическим потенциалом, препятствующим частичкам при броуновском движении столкнуться одной с другой и благодаря силам взаимного притяжения слиться в более крупные агрегаты. Чтобы произошла коагуляция, электрокинетический потенциал частичек должен быть снят или уменьшен до критического.

В качестве коагулянта используется сернокислый глинозем Al₂(SO₄)₃18H₂O; вводном растворе он подвергается гидролизу, и при этом получается почти нерастворимая гидроокись:

Положительно заряженные частички гидроокиси алюминия снижают электрокинетический потенциал отрицательно заряженных частичек кремневой кислоты и гуминовых веществ.

Гидролиз сернокислого алюминия лучше протекает в слабощелочной среде (рН 7,5 - 7,8). В процессе коагуляции несколько снижается карбонатная жесткость воды (на 0,7 - 1,0 мг-экв/л), так как образующаяся при гидролизе серная кислота разлагает бикарбонаты согласно уравнению:

Соответственно на такую же величину повышается некарбонатная жесткость. Хлопья гидроокиси и скоагулированные коллоиды имеют сильно развитую поверхность, на которой адсорбируются органические вещества с большой молекулярной массой, например, натриевые соли гуминовых кислот. В результате адсорбции вода обесцвечивается и теряет неприятный привкус.

В качестве коагулянта вместо глинозема используется также железный купорос FeSO₄  7Н₂O. В присутствии бикарбонатов и кислорода воздуха сернокислое железо дает следующие реакции:

Коагуляция гидроокисью железа по сравнению с коагуляцией гидроокисью алюминия протекает быстрее, так как плотность гидроокисей железа больше плотности гидроокиси алюминия в 1,5 раза.

Коагуляция примесей воды осуществляется в резервуаре с мешалкой или в специальных непрерывно действующих суспензионных аппаратах. Дозировка коагулянта устанавливается лабораторией. На 1 м³ воды расходуется около 80 г глинозема или 50 г железного купороса в виде водного раствора 5-10%-ной концентрации. Обработанная коагулянтом вода подвергается фильтрации.

Для ускорения процесса коагуляции и снижения расхода коагулянта к воде добавляют вещества, называемые флокулянтами. Одним из флокулянтов является полиакриламид, макроион которого несет отрицательный заряд. При взаимодействии полиакриламида с положительно заряженной гидроокисью алюминия происходит взаимная нейтрализация зарядов и образуются крупные, быстрооседающие хлопья.

Небольшие добавки полиакриламида (до 1 мг/л) ускоряют процесс коагуляции сернокислым алюминием в 10-20 раз и уменьшают расход коагулянта в 2-3 раза.

Применение флокулянтов полиакриламидпого типа оказалось возможным в сочетании с обычными минеральными коагулянтами, так как коллоидные загрязнения воды также заряжены отрицательно. Поэтому занимаются синтезом водорастворимых полиэлектролитов, обладающих положительным зарядом макроиона и способных вызывать непосредственно флокуляцию отрицательно заряженных коллоидов без добавления минеральных коагулянтов.

Обезжелезнивание воды

Обезжелезнивание воды основано на переводе двухвалентного железа в трехвалентное, которое в виде гидрата окиси железа выпадает в осадок.

Для удаления бикарбоната железа вода подвергается аэрированию, при котором железо окисляется, образуя гидроокись; выделяющаяся при гидролизе углекислота уносится вместе с воздухом:

Аэрирование осуществляется на простейших разбрызгивающих устройствах или в градирнях.

Для удаления сернокислого железа воду подвергают известкованию в специальных установках. Коллоидно-органические соединения железа (гумматы железа) удаляются из воды коагуляцией. Эффективное удаление солей железа достигается также фильтрацией воды через Н⁺- или Na⁺-катиониты.