Sedimentation
Als Sedimentation bezeichnet man den Vorgang, bei dem unter Ausnutzung eines Kraftfelds grobdisperse Stoffe aus einer Flüssigkeit abgeschieden werden und sich absetzen. In den meisten Fällen wirkt als maßgebliche Trennkraft die Schwerkraft auf die Partikel, dann verläuft die Sedimentation in einem Klär- oder Absetzbecken. Zur Beschleunigung des Trennvorgangs kann das natürliche Kraftfeld der Erde durch ein wesentlich größeres Kraftfeld, nämlich das Zentrifugalfeld, ersetzt werden, und die Sedimentation findet in einer Zentrifuge statt.
Freie und gehinderte Sedimentation in der Wasseraufbereitung
Je nach Feststoffkonzentration unterscheidet man zwischen:
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freier Sedimentation und
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gehinderter Sedimentation
Bei der freien Sedimentation ist der Feststoffgehalt so gering, dass sich die Feststoffpartikel beim Absetzen nicht gegenseitig beeinflussen. Es bildet sich keine klare Trennung zwischen Suspension und Klarwasser. Bei Suspensionen höherer Konzentration treten die Partikel in Wechselwirkung miteinander und ihr Strömungswiderstand ist geringer, als wenn sie einzeln absinken würden. Im Idealfall setzen sich alle Teilchen mit gleicher Geschwindigkeit ab und es bildet sich eine deutliche Trennungslinie zwischen Suspension und Klarwasser. Seit langer Zeit ist bekannt, dass die Sedimentation in Gefäßen, die gegen die Horizontale geneigt sind, wesentlich schneller abläuft als in vertikal angeordneten. Dieses Phänomen wird in allen Rundklärbecken mit konischem Schlammraum und in den z.B. in der metallverarbeitenden Industrie zur Abscheidung von Metallhydroxiden häufig eingesetzten Schrägklärern oder sogenannten Parallelplattenabscheidern genutzt. Die häufigsten Bauformen von Sedimentationsbehältern sind:
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Längsklärbecken mit rechteckigem Grundriss
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Rundklärbecken (z.B. Dortmundbrunnen)
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Hochleistungsklärbecken mit Schlammrückführung
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Schrägklärer (Lamellenabscheider)
Sehr große Rechteck- und Rundbecken werden, um zu große Bautiefen zu vermeiden, mit Krälwerken ausgestattet, die den abgesetzten Schlamm in einen tiefer gelegenen Schacht fördern.
Die Sedimentation wird z.B. zur Abtrennung von Fällungs- und Flockungsprodukten (siehe Flockung) im Rahmen der Rohwasseraufbereitung oder der Abwasserbehandlung eingesetzt.
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