Ytvattenrening

Transkript

1 Ytvattenrening

2

3

4

5 Mikrosil Ofta används en mikrosil på inkommande vatten för att avskilja grövre partiklar så som alger, kvistar samt fisk Läsanvisning: U8 sid

6 Kemisk fällning Al 2 (SO 4 ) + 6HCO - =>2Al(OH) +6CO 2 +SO 4 2- Aluminiumsulfat + Vätekarbonat => Aluminiumhydroxid + Koldioxid + Sulfat Fällningskemikalien åstadkommer en koagulering och flockbildning. Partiklar och humusämnen adsorberas och innesluts i flockarna som blir tunga och sedimenterar i sedimenteringsbassäng! Flockarna är omtåliga! Ibland hjälpkoagulanter, tex vattenglas. Fällningskemikalie är surt! Kan liknas vid en syra eftersom de reagerar med vatten. Alkalinitet minskar, kolsyra ökar!! Ibland krävs en föralkalisering om vattnet är för lågt buffrat. Om vattnet är högt buffrat åtgår mer fällningskemikalie eller så får man sänka ph med en syra! Läsanvisning: U8 sid

7 Kemisk fällning fortsättning Optimalt kring ph 5,5-6,8 för aluminiumsulfat. (Vanligen 6-6,8) Felaktigt fällnings-ph ger problem med alumiuniumrest och otillräckligt reningsresultat Aluminiumsulfat kommer som granuler och lösning blandas i vattenverket. Polyaluminiumklorid levereras flytande. Fällningsprocessen påverkas av om det är kallt i vattnet. Kemin går långsammare! Aluminiumsulfat kräver längre flockningstider än polyaluminiumklorid

8 Basicitet Förhållandet mellan [OH/[ mol Al]*100 Ju högre basicitet desto mindre alkalinitet förbrukas Basicitet kring 65 % har visat sig vara bäst för partikelavskiljning. Ett metallsalt med hög basicitet kan vid överdosering göra de negativa laddningarna positiva innan de hinner aggregeras. Större risk för överdosering alltså!

9 Kolloider Ämnen som orsakar grumlighet, tex lermineral. 0,1-5 μm Ämnen som orsakar färg, tex kollodiala metallhydroxider eller humussyror. Dessa är ännu mindre än de grumlighetsbildande. Vanligtvis negativt laddade. Repellerar varandra

10 Laddningsneutralisation! Intensivinblandning för effektiv flockning! Ger möjlighet till flockbildning genom Van der Waals krafter. Max en sekund för inblandningen. Annars går all fällningskemikalie till svepkoagulering. Polyalumiuniumklorid har större optimalt fällningsintervall än aluminiumsulfat på grund av att den jobbar mer med laddningsneutralisation. Den är högre laddad

11 Svepkoagulering! Metalljonerna i fällningskemikalien bildar hydroxidmoln i vattnet. Partiklar, virus och bakterier sveps in i molnet. Flockarna är mycket känsliga för mekanisk åverkan. Al(OH) Al(OH) Al(OH) Kan armeras med hjälpkoagulant såsom polymer 0,1-0,5 g/m eller vattenglas 1-5 g/m. Alumiumsulfat jobbar mer med svepkoagulering än polyalumiumklorid på grund av lägre laddning

12 Läsanvisning: U8 sid 5 12

13 Fällningsdos Alumiumsulfatdosg/m = 0,7*färgtal+ 15 (ger för hög dos vid höga färgtal) Färgtal =50 Alsulfatdos=0,7*50+15=50 g/m COD/Färg/al ph-värde

14 Räkneexempel 1. Räkna ut Aluminiumsulfatdosen om färgtalet är 25? 2. Hur mycket vätekarbonat förbrukas och hur mycket koldioxid bildas?. Hur stor är aluminiumdosen i g/m? 4. Hur många ml/m ska doseras om PAX XL100 Densitet 160 kg/m och 9, viktprocent Al? 5. Vad blir ph-värdet i flockningen om alkaliniteten före fällningen är 25 mg/l och ph 7?

15 1 -Räkna ut Aluminiumsulfatdosen om färgtaletär 25? Aluminiumsulfatdos=0,7*25+15=2,5 g/m Läsanvisning: U8 sid 4 15

16 2 -Hur mycket vätekarbonat förbrukas och hur mycket koldioxid bildas? Al 2 ( SO ) o14h O + 6HCO 2Al( OH ) + 6CO + SO mol vätekarbonat förbrukas och 6 mol koldioxid bildas av en mol aluminiumsulfat! Molvikt Aluminiumsulfat: 27*2+*(2+16*4)+14*(2*1+16)=594 g/mol Dos 2,5 g m = Molvikt( Al sulf ) 594 g mol = 0,0547 mol m 4 Förbrukas : HCO = 6mol *0,0547 mol m *61g mol = 20 g m Bildas : CO 2 = 6mol *0,0547 mol m *44 g mol = 14,4 g Alternativ metod finns i U8 sid Ni ska kunna använda minst en av metoderna! För att uppskatta koldioxidhalten finns alternativ i P7 sid 2. Samma sak här. Minst en metod. m

17 -Hur stor är aluminiumdosen i g/m? Al 2 ( SO ) o14h O + 6HCO 2Al( OH ) + 6CO + SO Det är 2 mol aluminium i al-sulfat + Al = 2mol *0,0547 mol m *27 g mol = 2,95 g m Alternativet är att komma ihåg att Aluminiumsulfat innehåller 9,1 % Aluminium. 9, ,95 + Al = 2,5 g m * = g m

18 4 -Hur många ml/m ska doseras om PAX XL100, Densitet 160 kg/m och 9, viktprocent Al? 160kg m 9, * 100 = 126,48 kgal m 126,48 gal l 2,95 g 126,48 m g l *1000ml / l 2, ml m

19 5 -Vad blir ph-värdet i flockningen om alkalinitetenföre fällningen är 25 mg/l och ph 7? [ HCO ] ph [ [ HCO [ CO [ 2 [ C ] tot [ CO [ CO 2 = 2 = 7 = = = % [ CO [ 84% 0,41mmol 0,84 mg l mg mmol 2 0,49*0,16 = 0,078mmol 16% l 0,49 mmol 0,078mmol l *44mg = 0,41mmol l l mmol l,4 mg l

20 HCO : Forts 5 [ innan] [ förbrukning] = 0,41mmol l ( 6mol *0,0547 mol m ) = 0,0818 mmol l CO ph k a1 ph 2 : [ innan] + [ bildas] = 0,078mmol l + ( 6mol *0,0547 mol m ) = 0,4062 mmol l = log = 4,*10 + [ ] [ CO2 ] H = log ka 1 * [ HCO ] 7 = log 4,*10 7 * [ 0,4062] [ 0,0818] = 5,7 (Eg. samma sak som i U8 sid 26 Samma här, minst en metod)

21 Flockningsbassänger Kemikalieinblandning med tex mekaniska omrörare, rännor, snäckor, mixrar, luft etc. Vanligtvis -6 flockningskammare. Omrörningshastigheten sjunker genom flockningskamrarna. Ex 4 kamrar: 80/60/40/20 cm/s i periferihastighet. I sista kammaren max cm/s periferihastighet. Hastighet genom öppningar och rännor max 0,05-0,1 m/s. Totalt ca 0-60 minuter Propeller Paddel Grind Läsanvisning: U8 sid -4

22 Sedimentering Sedimenteringen påverkas av temperaturen. Vattnets viskositet ökar när vattnet är kallt och sedimentationshastigheten sänks. Lovöbassäng -4 m /m 2, h Lamellsedimentering Q/B(L-cosθ+S) vf Q= Vattenflöde B=Lamellsedimenteringens bredd S=Horisontellt lamellavstånd L=Lamelllängd Vf=Flockarnas sjunkhastighet ~Q/A Θ= Lutningsvinkel mot horisontalplanet Gäller under ideala villkor: Laminär strömning, homogen hastighetsfördelning och slamlagrets tjocklek är försumbart. Lovöbassäng Fisherbassäng Läsanvisning: U8 sid 4-54 Lamellsedimentering 22

23 Filtrering Ex. Snabbfilter öppna/slutna Kemiska filter (Alkaliska filter, Jonbytare, järnfilter) Adsorptionsfilter (kol) Biologiska filter Membranfiltrering Snabbfilter Ytbelastning5-10 m /m 2 /h Backspolning m /m 2 /h Kolla expansionen med en käpp! Spolvattenförbrukning 2-5 % Långsamfilter 0,2-0,4 m /m 2 /h Skummas! (Alt fryses, krattas.) Läsanvisning:U8 sid 61-78

24 Trycksatta slutna filter Ytbelastning ca m /m 2 /h Nackdel: Sämre kontroll på filtret!

25 Kontaktfiltrering Tex i ett kontinuerligt filter. Ytbelastning ca 5-9 m /m 2 /h Tvättvatten 5-10 %

26 Djup Nyspolat filter Vattentryck Djup Filter i drift Djup Filter i drift-motståndet ökar successivt Filtermotstånd Undertryck Vattentryck Vattentryck

27 FNU FNU FNU FNU

28 Turbiditet från filtret Grumlighet/Tryckförlust Ingående grumlighet Utgående grumlighet Under filtreringstiden så lagras partiklar längre ned i bädden. Efter en tid så tränger de igenom, så kallat filtergenombrott sker. Gångtid Dags att spola!