Vattenrening med kemisk fällning (Ke, Tk)

Laboration då “sjövatten” renas genom kemisk fällning med aluminiumsulfat.

Mål

Efter lektionen bör eleverna känna till

Vad kemisk fällning är.
Hur kemisk fällning kan användas för att rena vatten.

Viktiga ord

Humus, fällning, fällningskemikalie, flockar, filtrering, råvatten, dricksvatten.

Material

magnetomrörare
bägare
sil
digital pH-mätare som visar tiondelar
sand
papptallrikar som perforeras med en nål för att kunna fungera som sandbädd
”sjövatten”, det vill säga kranvatten + jord eller ljummet kranvatten + teblad
ALG (aluminiumsulfatlösning 20 % lösning (= 25 g ALG till 100 ml ger 225g/l, densitet 1,126 kg/l)

Tidsåtgång

40 minuter.

Ringsjöverket

Sydvatten har två vattenverk, varav det ena, Ringsjöverket, använder kemisk fällning som reningsmetod. Vattnet som bereds i Ringsjöverket kommer från sjön Bolmen i Småland. Det leds till Skåne i den åtta mil långa Bolmentunneln.

Via tunneln nås Ringsjöverket av i genomsnitt 1 500 liter råvatten per sekund. Råvatten är antingen grundvatten eller sjövatten som efter beredning kan användas som dricksvatten.

Råvattnet från Bolmen är grumligt och lite brunaktigt eftersom det innehåller humus, det vill säga nedbrutna växt- och djurdelar. Humus finns i förnan, det översta jordlagret.

På Ringsjöverket finns sex reningssteg för att bereda råvattnet till dricksvatten. Det första av dem är kemisk fällning.

Steg 1, kemisk fällning

Råvattnet leds in i fällningsbassänger där man tillsätter en fällningskemikalie som drar till sig föroreningar som finns i vattnet. Föroreningarna är till exempel humus, organiska ämnen och mikroorganismer. Dessa små partiklar har en negativ ytladdning.

När man tillsätter en fällningskemikalie med positivt laddade joner kommer de att dra till sig föroreningarna som är negativt laddade. På så sätt klumpar föroreningarna ihop sig i flockar.

Steg 2, lamellsedimentering

Från fällningsbassängerna leds vattnet vidare till lamellsedimenteringsbassänger där flockarna sjunker till botten och tas bort.

Steg 3, snabbfilter

Därefter filtreras vattnet i snabbfilter genom en sandbädd för att avskilja de sista flockarna.

Steg 4, långsamfilter

I nästa steg renas vattnet i långsamfilter som är placerade utomhus. I långsamfiltren bildas ett skikt av aktiva mikroorganismer som bryter ner organiska ämnen i vattnet. Detta minskar vattnets färg, lukt, smak och kemiska syreförbrukning.

Steg 5, UV-ljus

I UV-aggregaten belyses vattnet med kortvågigt, ultraviolett ljus. UV-ljuset slår ut mikroorganismernas genetiska material så att de inte kan fortsätta föröka sig.

Steg 6, desinficering

Slutligen desinficeras vattnet i förebyggande syfte med en liten mängd klor innan det färdiga dricksvattnet pumpas ut i distributionsnätet.

Laboration – kemisk fällning

Studera processchemat för vattenreningen här.
Tillverka ”sjövatten” genom att i en bägare antingen blanda jord + kranvatten eller genom att hälla teblad i varmt kranvatten. Häll över lite ”sjövatten” i en bägare och spara till senare för att kunna jämföra med slutresultatet.
Tänk ut hur de olika stegen i vattenreningsverket kan göras laborativt med det material som ni har framför er.
Börja reningen genom att sila bort stora smutspartiklar.
Tillsätt ALG-lösning (aluminiumsulfat) under omrörning tills vattnet når pH 6,2.
Stäng av omrörningen. Vänta. Det kan ta en stund innan flockarna bildas.
Häll upp sand på en papperstallrik som har perforerats med små hål. Filtrera vattnet med flockarna genom sandbädden.
Jämför det renade vattnet med ”sjövattnet”.
Sammanställ resultaten i en laborationsrapport.

Kombinera gärna lektionen med Är vatten alltid neutralt? som introducerar eleverna till olika vattenkvalitéer och varför vi renar vårt dricksvatten samt vad det har för betydelse för människor och miljö. Lektionen kan även följas upp med Vattentorn så funkar de! och Bygg ett vattentorn för att låta eleverna följa vattnets väg från reningsverket ut i distributionsnätet.