Методика проведення роботи й обробка результатів дослідів Визначення складу концентрації суспензії у вихідній стічній воді ваговим методом
Певний об'єм досліджуваної води (у цьому випадку 100 моль) фільтрують через висушений при температурі 105 °С та попередньо зважений паперовий фільтр. Промивають осад на фільтрі невеликою кількістю дистильованої води й переносять фільтр із осадом у попередньо прожарений і зважений бюкс, Висушують при температурі 105°С, прохолоджують в ексикаторі й зважують.
Масову концентрацію суспензії визначають за формулою
,
де: q0 - вихідна вага паперового фільтра, мг; q1 - вага паперового фільтра з відфільтрованим осадом, мг; V - об'єм води, взятої для визначення, моль.
Визначення залежності осадження зважених речовин у часі
Для проведення аналізу суспензії на випадіння осаду необхідно мати: п'ять циліндрів висотою 500 мм і діаметром 120 мм (рис. 2.2.), мірні циліндри, бюкси, лійки з колбою для фільтрування проясненої проби.
Час посвітління води в циліндрі-відстійнику глибиною h3 - рівній глибині проектованого відстійника, у якому ефект освітлення води буде таким же, як у циліндрі глибиною h1, визначається за формулою:
.
:
Рис.
2.2.
Схема
лабораторної
установки
1 - циліндр-відстійник;
2 - лійка;
3 - штатив:
4 - гумовий шланг;
5 - затиск;
6 - ємність.
За даними декількох значень t3 , обчислених різних значеннях Э, будують криву кінетики осадження суспензії, при глибині води, рівній глибині проектованого відстійника (табл. 2.3.).
Таблиця 2.3.
Ефект відстоювання Э, % |
t, хв |
|
|
|
t3, хв |
|
|
|
|
|
|
Лабораторна робота № 3 визначення ефективності роботи напірного гідроциклону
Мета роботи: ознайомитися з конструкцією напірного гідроциклону й гідродинамікою потоків на прозорій моделі напірного гідроциклону, вивчити ефективність роботи гідроциклону, залежно від величини напору подачі стічної води.
Короткі теоретичні відомості
Седиментація під дією відцентрових сил - один з видів освітління стічних вод. Очищення стічних вод у цьому випадку здійснюють у гідроциклонах (відкритих або напірних), у яких під дією відцентрових сил, що виникають в апараті, відбувається виділення зі стічних вод твердих часток.
Гідроциклони широко застосовуються для очищення стічних вод від мінеральних забруднень (піску, руд й ін.), окалини й часток металів й ін.
Вихідна стічна рідина подається в циліндричну частину гідроциклону по дотичній, потім вона поступово опускається вниз. Вода й зважені в ній частки рухаються по гвинтових просторових спіралях. Кожна тверда частка робить кілька тисяч обертів у хвилину навколо центральної геометричної осі апарата. Відцентрова сила відхиляє тверді частки до периферії швидше, ніж крупніші частки або вищу їхню масу. Рухаючись, по зовнішніх спіралях, тверді частки осідають у нижній конічній частині апарата, звідки видаляються через шламовий отвір. Прояснена рідина рухається у внутрішньому спіральному потоці, спрямованому вгору, до зливного патрубку.
Таким чином, у гідроциклоні утвориться два обертові потоки:
- зовнішній, що переміщується уздовж стінок конуса вниз до шламової насадки;
- внутрішній циліндричний, спрямований вгору уздовж осі до зливного патрубка.
Поблизу геометричної осі гідроциклону відцентрова сила стає настільки велика, що відбувається розрив рідини - навколо осі утвориться повітряний стовп. Діаметр його становить 0,6-0,7 діаметра зливного патрубка. Тангенціальна швидкість стічної рідини збільшується із зменшенням відстані від осі, тому в гідроциклоні спостерігається різке зростання відцентрової сили від стінок до осі.
Основна швидкість у зовнішньому потоці спрямована вниз, а у внутрішньому - вгору. Найбільша по абсолютній величині осьова швидкість поблизу зливного патрубка, вона зменшується в напрямку до шламової насадки.
Встановлено, що чим вище тиск потрапляючої рідини або чим менше відношення діаметрів зливного й розвантажувального отворів, тим ближче форма повітряного стовпа до циліндричного. При малих тисках повітряний стовпчик має форму надсіченого конуса, більша основа, яка розташована у зливному отворі.
На тверді частки у гідроциклоні діють різні сили, з яких головними є: відцентрова сила; сила ваги; сили, обумовлені впливом рідини (гідродинамічний тиск, рідинний тиск, тертя, архімедова сила); сили, пов'язані із впливом інших твердих часток гідроциклону.