Flockning
Flockning är en process som används inom vattenrening. När flockning genomförs ska humus och oorganiska partiklar sammanfogas för att kunna avskiljas från vattnet. Flockningen sker genom att en fällningskemikalie tillsätts till råvatten under omrörning vilket gör att partiklarna sammanfogas till flockar.
Användningsområde
Flockning används både i avloppsvattenrening och i dricksvattenrening, främst i rening av avloppsvatten men är även en viktig process i rening av dricksvatten. Ytvatten är ofta brunfärgat av humus och eftersom ytvatten inte renas genom marken såsom grundvatten behövs fler steg i reningsprocessen.
Eftersom kolloider är för små för att kunna sedimentera eller flotera behöver de först koaguleras och sedan sammanfogas till flockar. Koagulering behövs eftersom partiklarna är lösta i vattnet, vid koaguleringen fälls de ut.[1] De oorganiska partiklarna är alltid negativt laddade medan humus laddning beror av pH.[2] Vid pH som råder i reningsprocessen är humus negativt laddat, därför måste en fällningskemikalie tillsättas. Fällningskemikalien är positivt laddad vilket gör att partiklarna och humusämnena neutraliseras och bildar till slut flockar. Efter att flockarna har bildats kan de användas i reningsmetoderna sedimentering eller flotation. Vilken typ av flockar som är att föredra beror på vilken reningsmetod som ska användas.[1]
Flockar
Små flockar
Små, täta flockar föredras vid flotation eftersom de enklare flyter upp till ytan. Vid flotation är kraven på flockarna inte lika hårda som vid sedimentering, flockarna behöver inte vara lika välformade. Små flockar erhålls med färre flockningskammare, kortare uppehållstid och en högre omrörningshastighet i sista kammaren.
Stora flockar
Stora, täta flockar är att föredra vid sedimentering eftersom tyngre flockar sjunker fortare. För att få stora flockar får inte omrörningshastigheten vara för hög eftersom flockarna riskerar att slås sönder vid snabb omrörning. Det bästa är att ha flera kopplade bassänger där omrörningshastigheten i början är relativt hög för att få igång flockningen men sedan lägre hastighet i kommande bassänger. Om hastigheten blir för låg riskerar flockarna att sedimentera i flockningsbassängen vilket inte är önskvärt.[3]
Faktorer
För att flockningen ska fungera måste förhållandena i anläggningen vara anpassade efter intagsvattnet. Flockningen beror av följande faktorer.
Fällningsskemikalier
På stora dricksvattenanläggningar används främst aluminiumsulfat som fällningskemikalie. Det är ett tillförlitiligt och billigt val av kemikalie. Hur bra en fällningskemikalie fungerar beror av pH. För aluminiumsulfat ligger optimalt pH strax under 7. Om järnklorid används som fällningskemikalie bör pH vara mellan 5-5.5. Järnklorid tar bort mer organiskt material på grund av det låga pH-värdet, men följden blir också risk för rostavlagringar i anläggningen.
Både aluminiumsulfat och järnklorid har trevärd laddning. Det är just detta som gör att utfällningen av humus fungerar så bra. En envärd laddad jon hade inte kunnat fälla ut humus lika effektivt. Om flockbildningen inte sker tillräckligt tillfredsställande kan en hjälpkoagulant tillsättas. Exempel på hjälpkoagulant är polymerer, som tillsätts för att flockarna inte ska sönderdelas när vattnet förflyttas inom vattenverket.[1]
Vid flockning av avloppsvatten kan följande fällningskemikalier användas: aluminiumsalter, järnsalter, kalk, polymer samt polyaluminiumklorid (järn- eller katjonpolymerinnehållande).[3]
pH
För att flockningsprocessen ska fungera är det viktigt att pH är på rätt nivå. Reaktionen som sker när fällningskemikalien tillsätts är för aluminium att vätejoner och aluminiumhydroxid fälls ut. Aluminiumhydroxid är det flockbildande ämnet som är geléartat. De ökade antalet vätejoner sänker pH i flockningsbassängen. Om pH redan varit lågt hade reaktionen inte kunnat ske eftersom det inte funnits några hydroxidjoner att bilda aluminiumhydroxid med. Principen är densamma för övriga fällningskemikalier.
Omrörning
För att flockarna ska bildas och inte slås sönder är det viktigt att omrörningshastigheten är anpassad efter vilket steg i flockningsprocessen det rör sig om. Uppehållstiden i flockningskamrarna bör vara 10-20 minuter. Om uppehållstiden blir för lång kan flockarna kollidera med varandra och riva av finsuspenderat material, då sedimenterar flockarna inte lika bra.
Temperatur
Uppehållstiden i flockningskamrarna beror av temperatur och vilken typ av vatten det rör sig om. En högre temperatur gör att reaktionerna går snabbare och därmed gynnas vattenverken av att vattnet är varmare. Om temperaturen är för låg är det svårt att få en tillräckligt bra flock och det blir en hög halt aluminium kvar i vattnet. Detta är ett problem för svenska vattenverk under vinterhalvåret.
Flockningstid
Flockningstiden i timmar beräknas genom att flockningsanläggningens volym V m3 divideras med flödet Q m3/h.
I dagsläget är flockningstiden vanligen under 60 minuter men i äldre anläggningar är den runt 60 minuter om reningstekniken sedimentering används. En flockningstid under 30 minuter är ej hållbart ekonomiskt då det krävs en större dos flockningskemikalier. Om reningstekniken flotation ska användas är en kortare flockningstid att föredra, (10-15) minuter.[1]
Se även
Referenser