Dosering av jern og CO2 -ett mol vannkjemi og litt erfaringer

Transkript

1 -ett mol vannkjemi og litt erfaringer Driftsassistansen i Møre og Romsdal,

2 Moldeprosessen Jern Råvann ph < 4,5? Mikser CO 2 ph >8,0 Rentvann

3 Dosering av jern i Moldeprosesen Koaguleringsprosessen styres i all hovedsak av jerndoseringen CO2-doseringen påvirker fellingen i svært liten grad Med doseringen av jern må man sørge for følgende: Nok koagulant i forhold til mengden organisk stoff som skal fjernes (TOC, Farge) Riktig koagulerings-ph (<4,3?) Den typisk norske overflatevannet er: Surt Bløtt (lite kalsium) Lav alkalitet/liten bufferevne Høyt humusinnhold / høyt fargetall Jerndosen styres da av innholdet av organisk stoff

4 Dosering av jern til overflatevann med høy bufferevne Noen vannverk har en råvannskvaliteten relativt lavt fargetall men høy alkalitet/ph Alkalitet/pH i vannet inn på filtrene vil også øke i anlegg som kjører klarvann og modningsvann i returvann For enkelte anlegg vil da jerndosen være bestemt av koaguleringsph. Høy jerndose i forhold til mengden organisk stoff gir unødig høye slammengder og trykktap. Man kan vurdere separat dosering av syre (ref Harstad) eller bruke en jernklorid med fri syre. Kemira har PIX318-A5 og PIX318-A15 med hhv 5 og 15 % fri syre

5 Hva er riktig jerndose i forhold til fargetall

6 Hva er riktig jerndose i forhold til alkalitet Alkalitet: Hvor mye syre som forbrukes får å få ph ned til 4,5 HCO H + H 2 CO 3 Hvor mye jern må til? Fe H 2 O Fe(OH) 4 + 4H +

7 Jerndose i forhold til alkalitet, koagulerings-ph 4,3 Forutsatt at all buffer kommer fra karbonat/bikarbonat Alt jern reagerer til jernhydroksid Fe(OH) 4 Alkalitet Jerndose mmol/l mg Fe/l Jerndose (mg Fe/l) PIX ,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 Alkalitet mmol/l

8 Sammenhengen mellom jern og CO 2 dose Husk dette: Med jerndoseringen styrer man koaguleringsprosessen Med CO2-doseringen styrer man karbonatiseringsprosessen, altså hvor mye marmor som løses ut

9 Jern og CO 2 Både jern og CO 2 øker vannets evne til å løse opp CO 2 Øker man jerndosen må man redusere CO 2 -dosen for å oppnå tilnærmet samme resultat. Høy jerndose og lav CO2-dose gir noe høyere innhold av kalsium i forhold til alkaliteten

10 Prosesskjemi Karbonatlikevekter CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H 2 CO 3 H + + HCO - 3 HCO 3- H + + CO 2-3 Oppløsning av marmor Uten CO 2 CaCO 3 Ca 2+ + CO 3 2- Med CO 2 CaCO 3 + CO 2 + H 2 O Ca HCO 3 2-

11 Karbonatisering 1 Deffeyes diagram Total alkalitet (mmol/l) Base Marmor CO Syre Total karbonat karbon (mmol/l) 3.7 Kalkseminar, Trondheim H 2 CO 3 +HCO 3- +CO 3 2-

12 Viktige observasjoner CO2-dosering påvirker ikke ph ved lav ph (koagulerings-ph) Det er alkaliteten i råvann + evt returvann som styrer sammenhengen mellom jerndose og koaguleringsph. ph er ikke vesentlig Rundt ph 8-8,5 ligger ph linjene tett. ph endrer seg relativt fort når mer CaCO 3 løses opp. Kalkseminar, Trondheim

13 Marmor/JKL/CO 2 1 ph=8,0 Alk=0,99 mmol/l Kal = 22,6 mgca/l Total alkalitet (mmol/l) Råvann ph=5,8 Alk=0,02 mmol/l Kal = 1 mgca/l 0 3,0 mg Fe Felling ph=4, mg CO 2 /l ph=8,9 Alk=0,40 mmol/l Kal = 10,8 mgca/l 7 mg CO 2 /l ph=8,2 Alk=0,67 mmol/l Kal = 16,2 mgca/l 15 mg CO 2 /l Total karbonat karbon (mmol/l)

14 Modning med lav JKL dose (Hammersland, Svartediket) 1,2 1 0,8 Turbiditet 0,6 Turbiditet filtrert vann filtefnu Turbiditet filtrert vann filtefnu 0,4 0,2 0 1,00 6,00 11,00 16,00 21,00 26,00 31,00 36,00 41,00 46,00 51,00 Antall minutter Dosering med JKL dose på 3,5 g/m3. Dosering med 4,25 g/m3 56,00 61,00 66,00 71,00 76,00 81,00 86,00 91,00 96,00 101,00 106,00 Viser viktigheten med riktig JKL dose. Verdier for rentvann var fortsatt lav.

15 Modning etter spyling med råvann og rentvann (Hammersland, Svartediket) Turbiditet 3,2 3,1 2,9 3 2,8 2,7 2,6 2,5 2,4 2,3 2,2 2,1 2 1,9 1,8 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 Spyling med råvann Filtermodning ved spyling Turbiditet filter med spyling med råvann Turbiditet filter spyling med rentvann Spyling med rentvann Tid i minutt

16 Negative sider med lang modningstid (Eriksson, Svartediket)

17 Sekvensdosering (Eriksson, Svartediket)

18 Konklusjon sekvensdosering (Eriksson, Svartediket)