Свободное и стесненное осаждение частиц взвешенных веществ. Лекция 6

1.

Лекция 6.
Свободное и стесненное осаждение частиц
взвешенных веществ. Технологическое
моделирование процесса осаждения взвеси.

2.

Свободное и стесненное
осаждение
Свободным называется осаждение одиночной частицы в
бесконечно большом объеме жидкости. Практически
свободное осаждение имеет место при концентрации взвеси
С до 0,5% (до 1300г/м3).
Стесненное осаждение наблюдается при совместной
седиментации множества частиц, влияющих друг на друга. В
этом случае скорость осаждения зависит не только от
размеров и плотности частиц, влияющих друг на друга, но и
от их концентрации.

3.

Частицы при массовом осаждении вытесняют нижележащие
слои воды вверх, при этом создаются восходящие потоки,
затрудняющие седиментацию соседних частиц. Поэтому
скорость стесненного осаждения всегда меньше скорости
свободного осаждения. Так при концентрации взвеси С=10%
UСТ=0,5U0, при С=25% UСТ=1/6U0. В общем виде
UСТ/U0=m ,
n
где m=1-C/100 - коэффициент пористости (отношение
объема пор ко всему объему);
n=2 5
показатель
степени,
определяемый
экспериментально, и зависящей от размера частиц.

4.

Технологическое
моделирование процесса
осаждения
Теоретические
формула:
предпосылки
моделирования
t
Р=U0 100,%,
h
где Р - эффект осаждения, %;
U0 - гидравлическая крупность взвеси, мм/с;
t - продолжительность отстаивания, с;
h - глубина отстойника, мм.
дает

5.

Условие
пoдобия:
1
седиментационного
t
t2
ti
tn
... ... const
h1 h 2
hi
hn
Если в качестве h1 примем глубину рабочего отстойника (hР),
а h2=hЛ (высота лабораторного цилиндра), то получим:
tP
tЛ
hP hЛ
,
откуда
где tР,tЛ - продолжительность отстаивания пробы в рабочем
отстойнике и лабораторном цилиндре соответственно.

6.

Время осаждения различных частиц, согласно закону Стокса

7.

Методика технологического
моделирования процесса
осаждения
Вначале строится кривая осаждения для реальной воды на
лабораторном цилиндре с высотой столба воды hЛ. Вычисляется
требуемый эффект осаждения
М ИСХ М ОСВ
РТР=
М ИСХ
·100, %,
где МИСХ - мутность исходной воды г/м3;
МОСВ - мутность осветленной (отстоенной) воды, г/м3.

8.

Р,%
РТР
tл
К методике пробного
отстаивания
t
По
кривой
определяется
требуемая
продолжительность
отстаивания
в
лабораторном
цилиндре tЛ, достаточная для
получения эффекта осветления
РТР. Затем вычисляется tР. Можно
определить требуемую длину
проектируемого
рабочего
отстойника
LТР=tР V,
где V - скорость движения
воды в проточном отстойнике.

9.

Для неустойчивой (коагулируемой) взвеси крупные
быстро осаждающиеся частицы (агрегаты) при движении
слипаются по пути с мелкими, медленно осаждающимися, и
увеличивают скорость осветления.
При
неустойчивой
n
взвеси :
Р
Р
h
t
t Л hЛ
,
где n=0,2-0,5 в зависимости от степени агломерации (для
устойчивой взвеси n=1).

10.

Спасибо за внимание!