4. Теоретич. Основы процесса осажд-я примесей природных вод в отстойниках.

Осаждение взв. частиц происх. под действием силы тяжести. Современ. констр. отст-ов, прим. для осветл. воды, явл. проточными и скорость движ. воды в них должна быть мала.

1. При рассмотр-нии теор. основ осаждения примесей воды в отст-ке допуск-ся прим-е к явлению осаждения в отст-ке закономерностей, присущих к осаждению в неподвижном объеме жид-ти.

2. Предполагается, что в отст-ке осаждается агрегативно устойчивая взвесь, хотя на самом деле происх-т слипание и укрупнение ч-ц взвеси в процессе осаждения.

Учитывая эти допущения, можно считать , что процесс осаждения взвеси в отст-ке описывается линейным законом Стокса , кот-ый устан-ет зав-ть м/ду силой сопротивления, действ-щей на ч-цу при ее осаждении и параметрами , характеризующими ч-цу и жид-ть.

F=3**µ*v*d, Н (1)

F- сила сопрот-ния, Н; µ- динам. коэф-т вязкости,Па·с;

v- ск-ть осаж-ния ч-цы ,мм/с; d- диа-р ч-цы , мм.

Для ч-ц большего размера вел-на силы сопрот-я рассч-ся по ф-ле Ньютона-Рейлея; кот-я учит-т , что в зоне обтекания водой оседающей ч-цы , созд-ся локальная турбулизация ж-ти

F=k*ρ_ж*v²*d² ,H (2)

ρ_ж- плот-ть ж-ти ,кг/м³;

k=f(R_e)- коэф-т сопрот-я.

С другой стороны на оседающую ч-цу дейст-т сила тяжести G G=[πd³(ρ_ч-ρ_ж)g] /6 (3)

Т. к. ч-ца осаждается равномерно, то силы действующие на нее уравновешены.

Приравнивая ур-ния (2) и (3) и подставляя в них зав-ти для расчета числа Рейнольдса, можно вывести ф-лу для расчета ск-ти осажд-я ч-цы известного диаметра в отст-ке (ф-лу Стокса)

v=(ρ_ч-ρ_ж)*d²*g/18µ, м/с (4)

Скорость осажд-я ч-цы при t=10ºС наз-ся гидравл-кой крупностью этой ч-цы.

Чтобы опр-ть гидравл. крупность надо знать ее диаметр, но вода попадающая в отст-к сод-т ч-цы различного диам-ра, т. е. полудиспер-ю взвесь. Чтобы установить по какой ск-ти и гидр-ой крупности вести расчет отст-ка, предварит-но строят кривые осаждаемости взвеси.

Методика построения t1 < t2 < t3 < t4

h1/t1=u₁ < h₂/t₂=u₂ < h₃/t₃=u₃ < h₄/t₄=u₄ –проценты ск-ти выпадения взвеси.

Опр-ют эффект осветления в каждом цилиндре:

Э=(С_ИСХ -С_i)/C_исх*100%

Кривая осаждаемости предст-ет собой зав-ть Э от продолж-ти отстаивания(или времени осветления).

По получ-ой кривой можно опр-ть

1. ч-цы какой гидр-кой круп-тью оседают при достижении треб-го эффекта, т. е. при времени t₁ осядут ч-цы с гидр-кой крупностью < u₁=h₁/t₁ и т. д.

2.расчетное время пребывания воды в отст-ке по истечении кот-го достигается треб-ый эф-т очистки, т. е. опр-ся расчетное время пребывания воды в "реальном" отст-ке с исп-ем теории моделирования.

t_р/t₁ = h_р/h₁

t₁,h₁- соотв, время осаждения и высота слоя воды за период t₁; t_р ,h_р- то же но в реальном отст-ке.

3.процент содержания фракций взвеси с разл гидравл. крупностью. Для этого в любой точке кривой пров-ся касательная до пересечения с осью Y ,и отрезок кот-ый отсекается касат-ной на оси Y соотв-ет процентному содерж-ю взвеси с опред-ной гидравлической крупностью.

1. 4.опр-ся расчетн эф-т осветления воды в отст-ке

2. Э=(С_ИСХ –С_ВЫХ)/C_исх*100%

Отст-к д. б. запроектирован т. образом , чтобы из него выносилась взвесь не более 10-15 мг/л.