Flockung und Umkehrflockung

FLOCKUNG
In der Chemie bezeichnet Flockung den Prozess, bei dem sich kolloidale Partikel aus einem Niederschlag in flockiger oder flockiger Form aus einer Suspension entweder spontan oder durch Zugabe eines Klärmittels lösen. Dieser Prozess unterscheidet sich von der Fällung dadurch, dass das Kolloid vor der Flockung lediglich als stabile Dispersion in der Flüssigkeit suspendiert und nicht tatsächlich in der Lösung gelöst ist.
Koagulation und Flockung sind wichtige Prozesse in der Wasseraufbereitung. Die Koagulation besteht darin, Partikel durch chemische Wechselwirkung zwischen Koagulans und Kolloid zu destabilisieren und zu aggregieren, während instabile Partikel durch Koagulation zur Flockung ausgefällt werden.

BEGRIFFSDEFINITION
Laut IUPAC ist Flockung „der Prozess des Kontakts und der Adhäsion, bei dem Partikel einer Dispersion größere Cluster bilden“.
Flockung ist im Wesentlichen der Prozess der Zugabe eines Flockungsmittels zur Destabilisierung stabiler geladener Partikel. Gleichzeitig ist Flockung ein Mischverfahren, das die Agglomeration fördert und zur Partikelablagerung beiträgt. Das übliche Koagulans ist Al2(SO4)3·14H2O.

Anwendungsfeld

Wasseraufbereitungstechnologie
Flockung und Fällung werden häufig zur Trinkwasseraufbereitung sowie zur Behandlung von Abwasser, Regenwasser und Industrieabwasser eingesetzt. Typische Aufbereitungsverfahren sind Gitterrost, Koagulation, Flockung, Fällung, Partikelfiltration und Desinfektion.
OBERFLÄCHENCHEMIE
In der Kolloidchemie bezeichnet Flockung den Prozess, bei dem feine Partikel verklumpen. Die Flocken können dann an die Oberfläche der Flüssigkeit schwimmen (opaleszierend), sich am Boden absetzen (Niederschlag) oder leicht aus der Flüssigkeit herausgefiltert werden. Das Flockungsverhalten von Bodenkolloiden hängt eng mit der Süßwasserqualität zusammen. Eine hohe Dispersion von Bodenkolloiden führt nicht nur direkt zur Trübung des umgebenden Wassers, sondern führt auch zur Eutrophierung durch die Aufnahme von Nährstoffen in Flüssen, Seen und sogar U-Boot-Rümpfen.

PHYSIKALISCHE CHEMIE
Bei Emulsionen beschreibt die Flockung die Zusammenballung einzelner dispergierter Tröpfchen, sodass diese ihre Eigenschaften nicht verlieren. Somit ist die Flockung der erste Schritt (Koaleszenz der Tröpfchen und abschließende Phasentrennung), der zur weiteren Alterung der Emulsion führt. Flockungsmittel werden in der Mineralaufbereitung eingesetzt, können aber auch zur Optimierung der physikalischen Eigenschaften von Lebensmitteln und Arzneimitteln verwendet werden.

DEFLOCKULIEREN

Rückflockung ist das genaue Gegenteil von Flockung und wird manchmal auch Gelierung genannt. Natriumsilikat (Na2SiO3) ist ein typisches Beispiel. Kolloidale Partikel dispergieren üblicherweise in höheren pH-Bereichen, abgesehen von der geringen Ionenstärke der Lösung und der Dominanz einwertiger Metallkationen. Additive, die die Flockung von Kolloiden verhindern, werden als Antiflockungsmittel bezeichnet. Bei der Rückflockung durch elektrostatische Barrieren kann die Wirkung des Rückflockungsmittels anhand des Zetapotenzials gemessen werden. Laut dem Encyclopedia Dictionary of Polymers ist Antiflockung „ein Zustand oder Dispersionszustand eines Feststoffes in einer Flüssigkeit, in dem jedes Feststoffteilchen unabhängig und ungebunden von seinen Nachbarn bleibt (ähnlich einem Emulgator). Nicht flockende Suspensionen haben keine oder nur eine sehr niedrige Fließgrenze.“
Die umgekehrte Flockung kann in Kläranlagen ein Problem darstellen, da sie häufig zu Problemen bei der Schlammabsetzung und einer Verschlechterung der Abwasserqualität führt.