Koagulaatio-olosuhteiden vaikutus humuksen poistoon

Abstract

Tässä työssä testattiin koagulaatio-olosuhteiden vaikutusta humuksen poistoon. Koagulointi suoritettiin vertaamalla pH:n, koagulointiajan ja koagulointiliuoksen vaikutuksia koagulaation onnistumiseen. Koagulointi tehtiin käyttämällä rautakoagulanttia eli kidevedellisen rauta(III)sulfaatin vesiliuosta. pH-säädöt tehtiin käyttämällä lipeää, jota lisäämällä koagulantin happamaksi tekemä vesi voitiin säätää neutraalimmalle pH-alueelle. Koaguloinnin jälkeen näytteistä mitattiin rautapitoisuus käyttämällä liekkitekniikalla toimivaa atomiabsorptiospektrofotometriä (FAAS). Koaguloiduista näytteistä määritettiin myös kemiallinen hapenkulutus CODMn, joka kuvastaa veden sisältämien orgaanisten aineiden määrää, eli tässä tapauksessa sitä, kuinka paljon humusta on koaguloitu pois vedestä. Happamasta jäännösvedestä poistettiin rautaa saostamalla sitä poltetulla kalkilla CaO. Kalkkisaostuksen jälkeen analysoitiin jälleen rautapitoisuus kalkkisaostuksen tehokkuuden määrittämiseksi. Muuttujina käytettiin koagulantin määrää, pH:ta sekä koagulointiaikaa. Tulosten mukaan parhaiten humusta ja rautaa poistui vedestä säätämällä pH alueelle 5-6. Todettiin, että liuoksen pH-lukua säätämällä humusta saatiin poistettua vedestä todella hyvin. Jos pH:ta ei säädetty ennen koagulointia, saattoi se laskea jopa tasolle 3, jopa hieman alle. Koagulointi oli huomattavasti hitaampaa veden jäädessä sameaksi pitkäksi aikaa. Veden esialkalointi parantaa selvästi humuksen erottumista ja mahdollistaa myös pienempien kalkkimäärien käytön jäännösraudan saostuksessa.

The purpose of this thesis was to study the influence of coagulation conditions on the humus removal of natural water. Different process parameters were pH, amount of coagulation solvent and the time used in coagulation. Coagulation was made by using iron(III)sulphate. Adjustments to pH were made by using lye, i.e. sodium hydroxide. These adjustments to pH were made to buffer the acidity of iron coagulant. After coagulation the amount of iron in the water samples was measured by using flame atomic-absorption spectrophotometer (FAAS). Humus content in water was analysed by determining Chemical Oxygen Demand CODMn. The value of CODMn reflects the amount of organic material in water, or in this case, the success of coagulation. The excess amount of iron was attempted to be removed by precipitation with lime, i.e. CaO. After precipitation the amount of iron in the water was measured again to determine the efficiency of the iron removal. The results were compared considering the amount of coagulation solvent, pH and the amount of time used in coagulation. According to the results pH has the most impact on coagulation. Optimal pH for humus removal and effective precipitation of residual iron ranges between 5 and 6. In conclusion it can be said that adjustment of pH is essential. It minimizes the need of lime in precipitation of iron and it guarantees the best results in coagulation. Without pH adjustment sedimentation of iron-humus fraction was quite low.