Dricksvattenteknik - Kemisk fällning (Flockning)

5 röster
19664 visningar
uppladdat: 2005-02-11
Inactive member

Inactive member

Nedanstående innehåll är skapat av Mimers Brunns besökare. Kommentera arbete
Bakgrund till flockningens nödvändighet
Ytvatten är oftast rikligt förorenat av humus (nedbrytningsprodukter från växter) och oorganiska mikroskopiska partiklar som lera. De två nämnda kan vara så små som
0,05 mikrometer (µm) och de kallas kolloider om de är mindre än 0,1 µm.
Även bakterier kan ha en storlek på 0,5 µm och virus är på 0,02 – 0,2 µm och det tål att jämföras med den finaste mikrosilduken som har en masköppning på 10 µm som endast stora grejer fastnar på som t.e.x. alger.
De nämnda ämnena ger vattnet färg och grumlighet, smak, lukt och är dessutom
kontaminerat av bakterier och virus av varierande grad.

Deras mått medger att sandbäddarna inte klarar av att filtrera det, för det passerar genom sanden. Det går heller inte att avlägsna från vattnet med flotation d.v.s mikroskopiska luftbubblor på 30-80 µm; för trots luftbubblornas mikrostorlek så är dom fortfarande 60-1500 gånger mindre än den minsta luftbubblan.
Sedimentering är utesluten eftersom dom mikroskåpiska partiklarna skulle behöva flera månader till flera år att lägga sig på botten.

Flockningsprocessen
För att vi skall kunna skilja av de små partiklarna som knappast sedimenterar av sig själv, så måste vi helt enkelt göra dem större så att de sjunker snabbare med så kallad fällningskemikalie (koagulant) :
Partiklarna i vattnet är normalt negativt laddade och eftersom de har samma laddning så stöter de bort varandra och medför en oförmåga att klumpa ihopa sig och bilda flockar. Därav kommer det att man använder en flockningsmedel som vanligtvis är en salt vars aktiva del är positivt laddat (aluminiumsulfat, järnklorid) för att få partiklarna att koagulera (neutralisera ytan).

För att få koaguleringsprocessen så blandas koagulanten (flockningsmedlet) i råvattnet som löses upp för att vid kontakt med partiklarna, kolloiderna neutralisera dess negativa ytladdning med sin egna positiva laddning. Härefter kan partiklarna inte repellera (stöta ifrån) varandra eftersom de har blivit laddningsneutrala.

Flockning kan härefter ske när dom laddningsneutrala (koagulerade) mikropartiklarna kommer i kontakt med varandra och har möjlighet att bilda en allt större flock såsom flockar emellan flockar (klumpar) ihopa. Flockarna som växer i storlek får en allt snabbare sedimenterings(sjunk)hastighet.

Flockarna avskiljs sedan genom sedimentering eller flotation för att inte belasta och slamma igen efterkommande sandbäddsfilter (kommande kapitlar).

Föroreningarna finns fritt i vattnet som lösta eller suspenderade partiklar. Dessa är negativt laddade. Fällningskemikalien i form av positivt laddade metalljoner tillsätts.
Flockarna slås samman till större flockar. Dessa sjunker till botten och bildar ett slam som skrapas bort från bassängerna.

Fällningskemikalie och föroreningar dras till varandra tack vare de olika laddningarna. Svårlösliga s k flockar bildas.

pH-värdets påverkan
För att partiklarna ska ha så bra förmåga som möjligt att bilda flockar så måste man ha rätt pH-värde av råvattnet. För ett rätt inställt pH-värde medför att partiklarna har minsta möjliga elektriska (negativa) laddning så att den repellerande kraften reduceras mellan partiklarna.
Flockarna bildas på ett brett område av pH-skalan 5-8. Men man skall sträva efter att ha minsta möjliga mängd flockningsmedel kvar i vattnet, för varken järn eller aluminium är önskvärt att ha kvar i ett dricksvatten. För att nå lägsta möjliga löslighet bör flockningen ske vid det pH där aluminium respektive järnsalterna har sin lägsta löslighet i vatten. Men för att få ett så lågt värde som möjligt av färg, CODMN och metallrest av flockningsmedlet så är man tvungen att hålla sig på ett snävt område av pH-skalan d.v.s. variation 0,1-0,2 av det egentliga värdet och detta får man oftast genom drift under praktiska förhållanden.

Olika råvatten har olika beskaffenheter. Detta medför att man får ha olika snäva
pH-värden och doseringsmängder av flockningsmedel på olika vattenverk för att nå optimal flockbildning samt metall rest i vattnet. Detta resultat får man av att följa upp
färg, COD MN, Turbiditet och metall rest vid drift.

Flockningsanläggning
Flockningen sker genom ett antal seriekopplade omrörningskammare och detta är den vanligaste beprövade flockningsmetoden. Tillsättningen av fällningskemikalie sker strax innan inloppet till omröringskammaren med snabb-blandare i en särskild kammare för snabb och god inblandning. Fällningskemikaliens inblandning måste ske snabbt på grund av att den kemiska reaktionen (koagulationen) sker på 1-7 sekunder med partiklarna som bildar flockar, för att inte slå sönder dom redan flockade partiklarna med en utdragen intensivblandning.

Man vet av teoretiska och praktiska erfarenheter att man får ett bra flockningsresultat av seriekopplade kammare. Anledningen till detta är att man undviker att större delen av vattnet skulle passera allt för snabbt med kortslutna strömmar medan annat vatten är ordentligt fördröjd i en enhetlig bassäng. Men med seriekopplade kammare så kan man vara säker på att vattnet är tvunget att passera hela vägen genom dom seriekopplade kamrarna med flödeshastigheten för den tidsförlopp som är tänkt för flockningsprocessen.

På flockningsprocessens tidsmässiga förlopp så kan man även utnyttja olika skeenden genom en uppdelad volym av flockningsvattnet (omröringshastighet).
Vanligtvis är kammarnas antal på 3-6 stycken och är försedda med var sin mekanisk omrörare med vertikal axel, med påsatt grind, paddlar eller propeller.
Det finns även luftinblåsningsmetoder men den mekaniska är att föredra.
Koagulantdos versus flockbildning
1. Ökad dosering av flockningsmedel medför snabbare flockning.
2. Det kan vara användbart när ett vattenverk är belastad med sämre råvattenkvalitet som i sig självt redan behöver större doseringar på grund av att fler kolloider i råvattnet kräver mera medel samt vid lägre temperatur av vattnet.

Det kan vara rekommenderbart att ha max 10% överdoserat i mindre vattenverk som kan vara obemannade, för att ha en buffert reserv för sämre råvatten, så man kan säkra kvaliteten av dricksvatten som lämnar verket. En mindre ökning av flockningsmedel höjer normalt inte metallhalten om det är ideala förhållanden på råvattnet som ska flockas (t.e.x. pH).
Man ska ta i aktning att överdoseringen ska baseras på den minsta doseringsmängd som erfordras för att nå tillfredställande flockbildning, baserad på erfarenheter av praktisk drift och inte på formelberäkningar. Minimidosen varierar med råvattnets beskaffenhet, därför är det klokt att göra försiktig överdosering.
Oavsett hur man gör med överdoseringar så får halten av aluminium och järn inte överstiga 0,1 mg/l dricksvatten som lämnar verket.


Omrörning versus flockbildning
För att få en god flockbildning så är det viktigt med omrörning i flockningskamrarna. Det ökar nämligen kontaktmöjligheterna mellan partiklarna så att flockarna kan växa till sig.

Varje flockningskammare har en egen omrörningsredskap grind, paddlar, propeller som har en egen omrörningshastighet.
För att beräkna omrörningshastigheten, så tar man redskapets periferihastighet som grund. Dessutom så sjunker omrörningshastigheten successivt från inloppssidan räknat t.e.x. 80,60,40,20 cm/s. Vid ömtåligare flockar så kan hastigheten vara hälften.

Man måste ta i aktning för hur snabb periferihastigheten får vara från inloppssidan till sista kammare. För om man vispar runt för snabbt med redskapen så kan man slå sönder dom befintliga flockarna i varje kammare. Så därför som tiden går, så växer flockarna från inloppet räknat i storlek och blir mera känsligare för mekanisk åverkan. Därför är rotationshastigheten successivt sänkt efter varje kammare som flockvattnet passerar.
Flockarnas mekaniska tålighet beror främst på råvattnets beskaffenhet, pH-värde, dosering, temperatur och det är erfarenheter från praktisk drift av flockning som avgör redskapens periferihastighet.

För att skydda dom bildade och växande flockarna från destruktiv mekanisk åverkan så är det viktigt att ta följande komplement i aktning : Öppningarna mellan kamrarna och öppningen till sedimentering eller flotationsanläggningen ska vara så stora att flödet inte överstiger omrörarnas periferihastighet samt att det inte får pumpas.

Flockningstid versus flockbildning
Flockningskamrarna har sin bestämda totala volym. Med det bestämda flöde man har, så har man en konstruerad bestämd flockningstid som man inte kan ändra på.

Normal flockningstid är 30-90 min. Om man har problem med flockningstiden eftersom den är begränsad, så får man titta över verkets drifttider. Man kan
begränsa sina start och stopp enligt en plan och driva verket dygnet om, med ett genomsnitsflöde av vattenförbrukningen och låta låg och högreservoarerna ta variationerna. Man ska även ta i beaktande att onödiga stopp och start påverkar dricksvattenkvalitén genom att man plötsligt ändrar om flockningstider och filtrering.

Temperatur versus flockbildning
Hastigheten av flockbildningen är starkt temperatur beroende. Låg temperatur medför att reaktionerna går långsammare och det ger svårigheter med att ge fullgoda flockar,
samt låg metallrest. Metoden för att kompensera kan vara att öka något på dosen.


Kemisk flockning tillämpas och konstrueras inte i första hand till vattenverk, det kommer endast i bruk om råvattnets CODMN är av högre värden.


Flockningsprocessens kemiska förklaring
Fällningskemikalien som används vid flockning är en salt vars aktiva del är positivt laddad. När det blandas in i vattnet så bryter vattnet upp saltföreningarna och frigör det som lösa positiva metalljoner som uppträder som en syra för att reagera (äta upp) den del av vattnets innehåll som ger dess alkalitet (vätekarbonat) som finns naturligt i råvattnet och bildar metallh...

...läs fortsättningen genom att logga in dig.

Medlemskap krävs

För att komma åt allt innehåll på Mimers Brunn måste du vara medlem och inloggad.
Kontot skapar du endast via facebook.

Källor för arbetet

Saknas

Kommentera arbetet: Dricksvattenteknik - Kemisk fällning (Flockning)

 
Tack för din kommentar! Ladda om sidan för att se den. ×
Det verkar som att du glömde skriva något ×
Du måste vara inloggad för att kunna kommentera. ×
Något verkar ha gått fel med din kommentar, försök igen! ×

Kommentarer på arbetet

  • Inactive member 2008-05-30

    det här är den krångligaste up

Liknande arbeten

Källhänvisning

Inactive member [2005-02-11]   Dricksvattenteknik - Kemisk fällning (Flockning)
Mimers Brunn [Online]. https://mimersbrunn.se/article?id=3653 [2020-10-31]

Rapportera det här arbetet

Är det något du ogillar med arbetet? Rapportera
Vad är problemet?



Mimers Brunns personal granskar flaggade arbeten kontinuerligt för att upptäcka om något strider mot riktlinjerna för webbplatsen. Arbeten som inte följer riktlinjerna tas bort och upprepade överträdelser kan leda till att användarens konto avslutas.
Din rapportering har mottagits, tack så mycket. ×
Du måste vara inloggad för att kunna rapportera arbeten. ×
Något verkar ha gått fel med din rapportering, försök igen. ×
Det verkar som om du har glömt något att specificera ×
Du har redan rapporterat det här arbetet. Vi gör vårt bästa för att så snabbt som möjligt granska arbetet. ×