Asettumisen

Asettuminen on prosessi, jossa suspensiossa olevat kiinteät hiukkaset laskeutuvat painovoiman vaikutuksesta ja erottuvat nesteestä. Yleensä termi viittaa sedimentaatioon, jossa hiukkaset kerrostuvat pohjalle tai muodostavat kerroksen nesteen pinnalle. Prosessi esiintyy sekä luonnossa että teollisissa sovelluksissa.

Luonnossa asettuminen muokkaa vesistöjen pohjamateriaalia ja johtaa sedimenttikerrostumiin järvissä ja joissa. Teollisesti asettuminen on keskeinen erotusmenetelmä veden- ja jäteveden käsittelyssä sekä mineraalien käsittelyssä ja rikastuksessa, joissa kiinteä aine poistetaan nesteestä sakka- tai kirkastustankien avulla.

Mekanismin ydin on hiukkasen ja ympäröivän nesteen tiheydellisen eron aiheuttama netto-voima, joka saa hiukkasen laskeutumaan. Pienille pallomaisille hiukkasille laminaarissa virtaustilassa voidaan soveltaa Stokesin lakia: v = (2/9) (Δρ g r^2) / μ. Suuremmat hiukkaset sekä epämuotoinen tai turbulentti virtaus voivat muuttaa laskeutumista, usein hidastamalla tai nopeuttamalla sitä riippuen olosuhteista. Flokkulointi voi parantaa laskeutumista, kun pienet hiukkaset koaguloituvat suuremmiksi.

Tekijöitä ovat hiukkasen koko ja tiheys, nesteen tiheys ja viskositeetti, lämpötila sekä virtaustila. Flokkulointi voi parantaa laskeutumista hiukkasten koaguloitumisen kautta.

Sovelluksissa asettuminen mahdollistaa kiinteän aineen poistamisen, vedenkäsittelyn kirkastamisen ja ympäristö- sekä teollisuusprosesseissa sedimentin muodostumisen hallinnan. Arviointi ja suunnittelu perustuvat kokeisiin sekä laskeutumisnopeuksien mallintamiseen.