40. Отстаивание.
В технологии процессов очистки природных и сточных вод рассматривается осаждение частиц двух типов — гранулированных и флокулированных. Гранулированные частицы осаждаются независимо друг от друга и с постоянной скоростью. Флокулированные – с различной скоростью в зависимости от исходной концентрации вещества. Если их концентрация мала, то осаждение идет медленно виде отдельных хлопьев, при столкновении хлопье сливаются и укрупняются, скорость осаждения увеличивается. Это явление называется – стесненное или флокулянтное осаждение. При высокой концентрации частиц происходит совместное осаждение хлопьев с четким разделом фаз между верхним слоем жидкости и осадком. Такое осаждение называют зонным.
Теория осаждения частиц, частицы которой в процессе осаждения не меняют своей формы и размера, основана на следующих представлениях. На частицу действует гравитационная сила, вследствие чего она двигается вниз. Осаждению частицы препятствуют силы сопротивления, обусловленные вязкостью среды. Для осаждения гранулированных частиц агрегативно устойчивой взвеси применимо уравнение Стокса:
где ν – скорость осаждения частиц, м/с; ρ и ρж – плотность частиц и жидкости, Н/м3; μ – динамической вязкости жидкости, Па·с; g – ускорение свободного падения, м/с2; r – радиус частицы, м.
Взвешенные вещества и взвесь, образующаяся в результате обработки воды, неоднородны. Такая взвесь называется полидисперсной, агрегативно неустойчивой. Исследуется экспериментальным путем, а уравнений для этих случаев не существует.
Для решения задач проектирования отстойных сооружений изучают зависимость эффекта осаждения от времени, при этом высота столба воды в отстойном сосуде h должна быть не менее 500 мм, в диаметр сосуда не менее 100 мм. Стенки сосуда не должны влиять на скорость осаждения частиц.
T/H = t/h
Т – необходимое время осаждения агрегативно устойчивой взвеси.
Если частицы взвеси в процессе осаждения образуют агломераты: T = t(H/h)n. Где n – показатель степени, отражающий влияние агломерации.
Для расчета зонного осаждения иногда используется понятие объемный индекс I – это объем осадка, занимаемый 1 г взвешенного вещества после 30 мин отстаивания.
41. Осаждение
В технологии очистки природных и сточных вод рассматривается осаждение частиц 2 типов: гранулированных и флокулированных.
Гранулированные частицы осаждаются независимо друг от друга с постоянной скоростью. А флокулированные осаждаются с различной скорость., в зависимости от исходной концентрации вещества. Если их концентрация невелика, то осаждение идёт медленно, в виде отдельных хлопьев. При соприкосновении хлопья сливаются и укрупняются, что приводит к увеличению скорости осаждения. Данное явление носит название стеснённого или флокулянтного осаждения. При высокой концентрации частиц происходит совместное осаждение хлопьев с чётким разделом фаз между верхним слоем жидкости и нижним осадком. Такое осаждение называется зонным.
Для осаждения гранулированных частиц агрегативной устойчивой системы применяется уравнение Стокса:
где
-
динамическая вязкость среды, Па
с;
- радиус частицы, м;
- скорость осаждения, м/с.
Взвешенные вещества сточных вод и взвесь, образующаяся в результате обработки воды коагулянтами, неоднородны по форме частиц и составу. Такая взвесь называется полидисперсной. В реальном случае уравнение Стокса неприменимо.
Для решения задач проектирования отстойных сооружений исследуют зависимость эффекта осаждения от времени.
Для агрегативно устойчивых взвесей необходимое для их осаждения время Т в сооружении с глубиной Н при заданном эффекте (Э) отстаивания определится из соотношения:
T/H = t/h
Если частицы взвеси в процессе осаждения образуют агломераты, зависимость принимает вид:
T = t(H/h)n
где
n — показатель степени, отражающий
влияние агломерации. Для хорошо
сформированных хлопьев n = 0,5; для
взвешенных осадков городских сточных
вод n = 0,2
0,3.
Для зонного осаждения, которое наблюдается при исходной концентрации взвешенных веществ более 1000 мг/л, также используют эмпирические формулы (т.е. полученные опытным путём).
В расчетах зонного осаждения используют понятие объёмный индекс “I” — это объем осадка (мл), занимаемый 1 г взвешенных веществ при 30 минутном отстаивании.