Sedimentaatiota

Sedimentaatiota tarkoitetaan prosessia, jossa suspensiossa olevat kiinteät hiukkaset laskeutuvat nesteessä painovoiman vaikutuksesta ja kerrostuvat pohjalle tai muodostavat sedimentin. Prosessi esiintyy sekä luonnossa että teknisissä järjestelmissä, kuten vesienkäsittelylaitoksissa ja vesistöjen tutkimuksessa. Se on keskeinen tekijä veden laadun muotoutumisessa sekä maaperän ja vesistöjen morphologiassa.

Mekanismin osalta gravitaatiolainen laskeutuminen on perusta. Pienille hiukkasille soveltuva Stokesin laki antaa yhteyden laskeutumisnopeuteen ja hiukkasen koon sekä tiheydediffin välillä. Tiheämmät tai isommat hiukkaset laskeutuvat nopeammin kuin pienet. Tiheän suspensioissa laskeutuminen voi muuttua niin sanotuksi esteiseksi (hindered) laskeutumiseksi, jossa hiukkasvaikutukset hidastavat liikettä. Flokkulointi voi puolestaan muodostaa suurempia, helposti laskeutuvia flokkeja. Turbulenssi ja sekoitus voivat hidastaa tai estää laskeutumista.

Faktoreita, jotka vaikuttavat sedimentaatioon, ovat hiukkasen koko, muoto ja tiheys sekä nesteen viskositeetti ja lämpötila. Myös suspensiossa olevien ionien pitoisuus, pH sekä biologinen toiminta ja biofilmit voivat muuttaa laskeutumisen nopeutta. Lisäksi virtaustila ja sekoitusvaikutukset vaikuttavat protektiivisesti tai haittaavasti.

Sovellukset ja mittaukset kattavat vesienkäsittelyn primaarisen sedimentaation ja klarifiointien suunnittelun, sekä luonnon sedimentaation tutkimisen geologiassa ja paleolimnologiassa. Laskeutumisnopeutta mitataan kolonni- tai jar-kokeilla, ja tarvittaessa käytetään laki- tai empiirisiä estimointeja hiukkasen ominaisuuksien arvoittamiseksi.