SEDYMENTACJA Procesy sedymentacji stosuje się podczas oczyszczania wody i ścieków oraz powietrza. Ma na celu usunięcie z fazy ciągłej (cieczy bądź gazu) cząsteczek o gęstości większej od jej gęstości, czyli cząsteczek opadających. Sedymentacja jest to rozdzielenie mieszaniny na czystą ciecz i ziarna fazy stałej na skutek opadania ziaren na dno zbiornika pod wpływem siły grawitacyjnej lub innego wymuszonego ruchu ziaren np. siły odśrodkowej. Procesy sedymentacyjne maj ą na celu: · zag ę szczanie – uzyskiwanie zawiesiny o większej gęstości przez częściowe usuwanie z niej wody · klarowanie – usuwanie z cieczy niewielkiej ilości ciał stałych, w celu uzyskania jej przezroczystości · rozwarstwianie – rozdzielenie ciekłego, niejednorodnego układu na dwie lub więcej warstw różniących się jakością fazy rozproszonej. Zależnie od rodzaju i zawartości zawiesin wyróżnia się sedymentacj ę : cz ą stek ziarnistych, cz ą stek kłaczkowatych . Zawiesiny ziarniste są to takie zawiesiny, w których można zaobserwować poszczególne ziarna. Zawiesiny kłaczkowate są charakterystyczne dla układów koloidalnych. Sedymentują całe agregaty o różnej strukturze przestrzennej. Osad jest silnie rozpulchniony i zawiera znaczne ilości cieczy. Ze wzgl ę du na warunki hydrauliczne wyróżnia się opadanie: · swobodne – zachodzi przy małej liczbie cząstek, wówczas każda cząstka opada oddzielnie, nie oddziałując na cząstki sąsiednie i nie zmieniając właściwości fizycznych. Ten rodzaj opadania jest charakterystyczny dla zawiesin ziarnistych . · skupione – cząstki oddziałują na siebie i zderzając się tworzą aglomeraty, zakłócone są prawa rządzące opadaniem cząstki pojedynczej, a cząstki mniejsze mogą opadać z większą prędkością niż cząstki większe. Dzieje się tak w czasie opadania zawiesin kłaczkowatych (opadających w postaci chmury lub warstwy osadu) lub gdy w badanym układzie jest du ż o zawiesin (opadanie zakłócone) . OPADANIE SWOBODNE Podlegaj ą mu cz ą stki ziarniste , które spełniają następujące warunki: · opadaj ą ca kulka jest kulista · opada pod wpływem siły ci ęż ko ś ci · opada w o ś rodku spokojnym · w czasie opadania nie zwi ę ksza swojej masy i obj ę to ś ci. Na pojedynczą cząstkę ciała stałego w ośrodku ciekłym działają siły: · ci ęż ko ś ci (G), · wyporu oraz oporu o ś rodka (W,R), · siła wywołana ruchem wirowym płynu (C), · siła wywołana istnieniem pola elektrycznego (E).
(…)
… siły ciężkości
· opada w ośrodku spokojnym
· w czasie opadania nie zwiększa swojej masy i objętości.
Na pojedynczą cząstkę ciała stałego w ośrodku ciekłym działają siły:
· ciężkości (G),
· wyporu oraz oporu ośrodka (W,R),
· siła wywołana ruchem wirowym płynu (C),
· siła wywołana istnieniem pola elektrycznego (E).
W wyniku działania tych sił pojawia się siła wypadkowa.
Wypadkowa tych sił (S) nadaje ruch cząsteczkom stałym.
Jeżeli siła wypadkowa (S) zgodna jest z siłą ciężkości (G), cząstka opada.
Przy założeniu:
kulistości cząstek ziarnistych,
swobodnego charakteru opadania,
braku wzajemnego oddziaływania,
niezmienności wielkości i gęstości cząstek
stałej prędkości opadania,
prędkość opadania zależy od:
gęstości cząstki,
gęstości cieczy,
przyspieszenia ziemskiego,
lepkości,
średnicy cząstki
współczynnika oporu, który jest funkcją Re (liczby Reynoldsa).
Wynik sedymentacji zawiesin ziarnistych nie zależy od głębokości osadnika.
Cząstki kłaczkowate występują w ściekach surowych, po procesach koagulacji i
chemicznego strącania.
Prędkość opadania tych cząstek wzrasta z głębokością osadnika, a tory ruchu
cząstek są krzywymi.
Wzory matematyczne opisujące opadanie zawiesin kłaczkowatych są złożone…
… wzajemnego oddziaływania,
niezmienności wielkości i gęstości cząstek
stałej prędkości opadania,
prędkość opadania zależy od:
gęstości cząstki,
gęstości cieczy,
przyspieszenia ziemskiego,
lepkości,
średnicy cząstki
współczynnika oporu, który jest funkcją Re (liczby Reynoldsa).
Wynik sedymentacji zawiesin ziarnistych nie zależy od głębokości osadnika.
Cząstki kłaczkowate występują w ściekach surowych…
… parametrów sedymentacji zawiesin o nieznanej gęstości, wielkości
i charakterze wymaga przeprowadzenia badań laboratoryjnych, na podstawie których
sporządza się krzywą opadania zawiesin.
Analizę sedymentacji zawiesin przykładowo występujących w ściekach surowych
można przeprowadzić w warunkach statycznych, posługując się nieprzepływowym
naczyniem np. cylindrem miarowym z podziałką.
Na wyniki sedymentacji…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)