Технологическое моделирование процесса осаждения взвешенных примесей шахтной воды

Цель работы – освоить методику пробного отстаивания шахтной воды в лабораторных условиях для определения параметров шахтных отстойников.

Теоретические основы работы

Основной параметр работы отстойников – продолжительность пребывания в них воды для получения определенного эффекта осветления.

Зная эту величину и расход очищаемой воды, можно определить объем отстойников, их длину, что позволяет получить для данной конкретной шахтной воды оптимальные размеры очистного сооружения.

Методика пробного отстаивания воды основана на условии седиментационного подобия:

где t₁, t₂, … , t_i – продолжительность отстаивания;

h₁, h₂, … , h_i – высота (глубина) отстойника.

Если в качестве h₁ принять высоту лабораторного цилиндра h_л, а в качестве h₂ – глубину зоны осветления рабочего (производственного) отстойника h_раб, то получим

откуда t_раб= . (5.1)

Продолжительность отстаивания воды до получения требуемого эффекта осветления в лабораторном цилиндре tл определяется построением кривой осаждения (см. лабораторную работу № 4). Глубина зоны осветления применяющихся в шахтной практике отстойников составляет обычно 3 – 3.5 м.

Материальное обеспечение работы

Исследуемая вода – 1 л

Торзионные весы

Фотоэлектроколориметр КФК-2

Измерительная линейка длиной не менее 30 см.

Порядок выполнения работы

1. На фотоэлектроколориметре определить мутность реальной шахтной воды М_исх= ……. г/м³.

2. Поместить чашечку торзионных весов в цилиндр на глубину под уровень воды около 30 см, измерить эту глубину точно, определив h_л, и провести опыт по осаждаемости коагулированной взвеси (методика изложена в лабораторной работе №4). Результаты опыта занести в табл. 5.1.

Таблица 5.1

Данные опыта по изучению осаждаемости коагулированной взвеси

Показатель	Значение показателя в момент ti, мин
	1	3	5	10	15	20	30	45
Показания весов, мг
Масса осадка mi, мг
Эффект осаж-дения Р= =mi*100/mk, %

3. По результатам опыта построить кривую осаждения в координатах Р – t.

4. Определить требуемый эффект осветления, %,

Этр = (М_исх-М_осв)*100 / М_исх, (5.2)

где М_осв – мутность осветленной воды (задается преподавателем).

5. По кривой осаждения определить продолжительность отстаивания воды по достижению требуемого эффекта осветления (t_л).

6. По формуле (5.1) определить продолжительность пребывания воды в шахтных отстойниках tраб, приняв h_раб = 300 см.

7. Результаты работы свести в табл. 5.2.

Таблица 5.2

Результаты технологического моделирования процесса осаждения

Показатель	Единицаизмерен.	Обозна-чение	Метод определения	Расчет показателя	Величи-на
Мутность исследуемой воды	Мг/м3	Мисх	КФК – 2
Глубина лабораторного отстойника	См	hл	Линейкой
Требуемый эффект осаждения	%	Этр	Формула (5.2)
Продолжительность лабораторного отстаивания	Мин	tл	По кривой осаждения
Продолжительность рабочего отстаивания	Мин	tраб	Формула (5.1)

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

УСТРОЙСТВО И РАБОТА КОЛОРИМЕТРА ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КОНЦЕНТРАЦИОННОГО (КФК-2).