Sedimentationen

Sedimentationen bezeichnet den Prozess, bei dem Partikel aus einer Suspension infolge der Schwerkraft aus dem flüssigen Medium ausfallen und sich Sedimentlagen bilden. In der Geologie beschreibt der Begriff die allmähliche Ablagerung von Material in Gewässern, aus der sich Sedimentgesteine entwickeln. In der Technik wird Sedimentation als Verfahren zur Abtrennung fester Stoffe aus Suspensionen genutzt.

Der Ablauf wird durch Teilchengröße und -dichte, Flüssigkeitsdichte, Viskosität und Temperatur sowie durch Turbulenz beeinflusst. Bei kleinen, kugelförmigen Teilchen in ruhiger Flüssigkeit gilt grob das Stokes-Gesetz: Die Absetzgeschwindigkeit steigt mit dem Quadrat des Teilchenradius und der Dichte differentiation. In konzentrierten Suspensionen tritt hinderte Absetzung auf; Flocculation oder Koagulation bildet größere Flöcke, die schneller sedimentieren. Turbulenz oder Aufmischung vermindert Absetzen.

Typen: Reine Gravitationssedimentation erfolgt in Absetzbecken oder Sedimentationskammern. Zone-Sedimentation beschreibt das aufwärts gerichtete, stratifikationsartige Absetzen in mehrphasigen Systemen. Zur beschleunigten Sedimentation wird oft Zentrifugation eingesetzt.

Anwendungen: In der Wasser- und Abwassertechnik dienen Sedimentationstanks der Klärung vor weiteren Behandlungsschritten. In der Bergbauindustrie ermöglicht sie das Absetzen von Feststoffen und die Konzentration von Materialien. Geologisch betrachtet erklärt Sedimentation die Bildung von Sedimentschichten, aus denen später Gesteine entstehen.

Messung und Kennzahlen: Absetzgeschwindigkeit, Absetzzeit und der Schlammvolumenindex (SVI) werden verwendet, um Effizienz und Stabilität von Sedimentationsprozessen zu bewerten.