Suspension esikäsittelyn vaikutus kiintoaineen laskeutumisnopeuteen

Abstract

Laskeutus on yksinkertainen ja teollisuudessa paljon käytetty erotusmenetelmä. Laskeutusta käytetään yleisimmin metalliteollisuudessa ja jätevesienkäsittelyssä. Laskeuttimen erotustehokkuutta voidaan parantaa esikäsittelemällä laskeutettavaa suspensiota. Laskeutusta on tutkittu hyvin laajasti teollisuudessa, koska laskeutus on menetelmänä helposti toteutettava ja energiatehokas. Työn kirjallisuusosassa käsitellään perusteet kiintoaineen laskeutumisesta fluidissa, tutustutaan laskeuttimiin ja esitellään suspension esikäsittelymenetelmät. Työn kokeellisessaosassa tutkitaan esikäsittelymenetelmien vaikutusta kalsiumkarbonaattilietteen laskeutumisnopeuteen. Tutkittavia esikäsittelymenetelmiä työn kokeellisessaosassa ovat flokkulaatio, lämpötilan ja pH:n muuttaminen. Laskeutuskokeet suoritettiin tilavuusosuudella 10 % olevalla kalsiumkarbonaattilietteellä. Tutkimuksen tarkoituksena oli tutkia tutkittavien esikäsittelymenetelmien vaikutusta lietteen laskeutumisnopeuteen ja löytää optimiolosuhteet työssä käytettävän kalsiumkarbonaattilietteen laskeutumisessa. Koetuloksista havaitaan, että flokkulaatio ja lämpötilan muuttaminen vaikuttavat tehoikkaimmin lietteen laskeutumisnopeuteen. Flokkulaatio ja lämpötilan kohottaminen lisäävät huomattavasti kiintoaineen laskeutumista. Lisätutkimusta tarvitaan laajemmalta pH alueelta optimiolosuhteiden löytämiseksi. Lisäksi jatkotutkimuksia eri flokkulanteilla tarvitaan lisää, jotta voidaan löytää paras flokkulantti laskeutumisprosessin tehostamiseksi.

Gravity settling is simple and widely used separation method in industrial processes. Gravity settling is used mostly in mining industry and wastewater treatment plants. Separation efficiency of settling can be enhanced with pretreatment of suspension. Gravity settling is widely researched separation method because gravity settling is simple and energy efficient separation method. Literature part of this research consist basics of particle motion in fluid, explore settling applications and present suspension pretreatment methods. Objective of experimental part of work is to study the effect of pre-treatment on calcium carbonate sludge settling velocity. Pretreatment methods studied were flocculation, temperature and pH change. Settling experiments were conducted with 10 V-% calcium carbonate sludge. Goal of the study were to explore effect of the pretreatment methods to solids settling velocity and to find optimal conditions for settling of calcium carbonate sludge. From the experiment results can be seen that flocculation and suspension temperature have biggest effect on settling velocity of solids. flocculation and temperature increase have significant effect of increasing settling velocity. Further research is needed to determine optimal pH value for settling from wider pH range. Also different flocculants should be researched to achieve best possible flocculant for calcium carbonate sludge settling.