Контрольные вопросы.
Определение метода ионного обмена при очистке воды.
Катионит, анионит, полиамфолит.
Потенциалопределяющие (фиксированные) ионы, противоионы и коионы.
Форма ионита.
Эквивалентность ионного обмена.
Селективность ионита.
Теория Грегора (осмотическая теория).
Емкость ионита.
Определение емкости ионита в статических условиях.
Определения емкости ионита в динамических условиях.
Регенерация ионитов.
Практическое занятие №3 фильтрование воды
Задание № 1.
Рассчитать основные геометрические характеристики кварцевого песка по результатам ситового анализа. Исходные данные для решения задачи приведены в табл. 1.
Масса пробы песка 100 г.
Таблица 1 - Результаты ситового анализа пробы песка (m = 100 г)
№ варианта |
Объем пор, Vп, мл |
Объем слоя песка, V0, мл |
Остаток (г), на сите с диаметром отверстий, d, см |
||||||
0,25 |
0,41 |
0,56 |
0,68 |
0,80 |
1,01 |
1,28 |
|||
1 |
24 |
58 |
9 |
6 |
36 |
30 |
6 |
3 |
2 |
2 |
25 |
59 |
8 |
7 |
35 |
31 |
5 |
4 |
3 |
3 |
26 |
60 |
7 |
8 |
37 |
32 |
4 |
3 |
2 |
4 |
27 |
62 |
8 |
4 |
38 |
30 |
6 |
4 |
2 |
5 |
28 |
62 |
9 |
5 |
37 |
32 |
5 |
4 |
2 |
6 |
23 |
57 |
8 |
6 |
36 |
30 |
7 |
3 |
3 |
7 |
24 |
58 |
8 |
7 |
35 |
32 |
6 |
3 |
3 |
8 |
25 |
59 |
9 |
5 |
37 |
31 |
5 |
4 |
2 |
9 |
26 |
60 |
7 |
5 |
38 |
32 |
6 |
3 |
3 |
10 |
24 |
59 |
6 |
7 |
36 |
31 |
7 |
4 |
2 |
11 |
23 |
57 |
8 |
6 |
35 |
31 |
7 |
3 |
2 |
12 |
25 |
60 |
9 |
5 |
36 |
32 |
6 |
3 |
2 |
13 |
26 |
61 |
9 |
3 |
37 |
34 |
7 |
2 |
2 |
14 |
26 |
59 |
8 |
6 |
36 |
32 |
5 |
3 |
2 |
15 |
27 |
62 |
7 |
8 |
35 |
32 |
5 |
3 |
3 |
16 |
28 |
63 |
8 |
7 |
37 |
30 |
6 |
3 |
3 |
17 |
28 |
64 |
7 |
7 |
38 |
29 |
7 |
4 |
3 |
18 |
26 |
61 |
9 |
6 |
36 |
32 |
6 |
4 |
3 |
19 |
24 |
58 |
8 |
7 |
38 |
31 |
5 |
3 |
3 |
20 |
23 |
57 |
7 |
8 |
36 |
30 |
7 |
3 |
3 |
Рекомендации к выполнению задания:
1. Для проведения расчетов необходимо определить остаток на сите в долях от исходной массы qi
(1.1)
где mi – масса остатка на сите определенного диаметра;
m – общая масса навески песка.
2. Диаметр зерен песка (di) определяется
как среднеарифметическое значение
между размерами отверстий сита (
)
через которое песок прошел и на котором
задержался:
см (1.2)
где
–
диаметр отверстия сита, через которое
песок прошел;
– диаметр сита, на котором песок задержался.
3. Пористость слоя песка (Е) рассчитывают как отношение объема пор (Vпор) к объему слоя песка (Vс):
(1.3)
4. Средний поверхностный диаметр зерен d рассчитывают по формуле (1.4):
(1.4)
5. Удельную поверхность слоя песка (Sо) рассчитывают по формуле (1.5):
(1.5)
6. Эквивалентный диаметр каналов (dЕ) рассчитывают по формуле (1.6):
(1.6)
7. Коэффициент формы (αф) рассчитывают по формуле (1.7):
(1.7)
Коэффициент неоднородности (η) рассчитывают по формуле (1.8):
(1.8)
где d80 и d10 – диаметры отверстий сит, через которые проходит 80 и 10 % зерен песка;
(1.9)
dm – диаметр ближайшего сита, через которое прошло менее 10 % всего материала;
dm+1 – тоже, но более 10 %;
рm - процентное количество материала, который прошел через сито диаметром dm;
рm+1 – тоже самое для сита диаметром dm+1;
(1.10)
где dк – диаметр сита, через которое прошло менее 80 % всего материала;
dк+1 – тоже самое, но более 80 %;
рк – процентное количество материала, который прошел через сито диаметром dк;
рк+1 – процентное количество материала, который прошел через сито диаметром dк+1
Задание № 2.
По зависимости остаточной мутности воды после фильтрования (С) от высоты слоя загрузки (х) определить коэффициенты в уравнении у = ах + в,
где
,
С0 – исходная мутность воды;
х – высота слоя загрузки.
Для каждого значения рассчитать степень осветления воды по формуле (2.1):
(2.1)
Исходные данные для решения задачи приведены в табл. 2.
Таблица 2 - Зависимость остаточной мутности воды (С) при исходной мутности (С0) от высоты слоя загрузки
№ вар. |
С0, мг/дм3 |
Остаточная мутность воды, С, мг/л |
|||||
Высота слоя загрузки, см |
|||||||
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
||
1 |
30 |
12,0 |
10,0 |
8,0 |
6,0 |
4,0 |
1,5 |
2 |
50 |
14,5 |
12,2 |
10,0 |
7,9 |
6,0 |
4,1 |
3 |
70 |
22,3 |
18,0 |
13,7 |
10,1 |
5,9 |
2,2 |
4 |
60 |
24,3 |
21,0 |
18,0 |
14,8 |
12,1 |
8,9 |
5 |
40 |
14,1 |
11,0 |
7,9 |
5,2 |
1,9 |
0,0 |
6 |
30 |
16,0 |
12,9 |
10,1 |
6,8 |
4,2 |
1,0 |
7 |
40 |
18,1 |
14,9 |
12,1 |
8,8 |
6,1 |
2,9 |
8 |
80 |
29,0 |
25,1 |
20,8 |
17,2 |
12,9 |
9,0 |
9 |
100 |
32,0 |
27,1 |
21,9 |
16,9 |
12,2 |
6,9 |
10 |
90 |
33,0 |
26,9 |
21,1 |
14,9 |
9,1 |
3,0 |
11 |
80 |
28,0 |
24,0 |
20,2 |
15,8 |
12,1 |
8,2 |
12 |
70 |
29,2 |
24,0 |
18,9 |
14,1 |
8,9 |
4,1 |
13 |
60 |
16,0 |
12,9 |
10,1 |
6,8 |
4,2 |
1,0 |
14 |
50 |
14,1 |
11,0 |
7,9 |
5,2 |
1,9 |
0,0 |
15 |
80 |
22,3 |
18,0 |
14,0 |
10,0 |
5,8 |
2,1 |
16 |
90 |
29,0 |
25,1 |
20,8 |
17,2 |
12,9 |
9,0 |
17 |
110 |
32,0 |
27,1 |
21,9 |
16,9 |
12,2 |
6,9 |
18 |
100 |
24,3 |
21,0 |
18,0 |
14,8 |
12,1 |
8,9 |
19 |
120 |
33,0 |
26,8 |
21,2 |
15,0 |
9,2 |
3,0 |
20 |
50 |
16,0 |
12,9 |
10,1 |
6,9 |
4,1 |
1,0 |