ODWADNIANIE OSADÓW PRZY POMOCY WIRÓWKI SEDYMENTACYJNEJ

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "ODWADNIANIE OSADÓW PRZY POMOCY WIRÓWKI SEDYMENTACYJNEJ"

Emilia Szymańska
7 lat temu
Przeglądów:

1 PRZERÓBKA I UNIESZKODLIWIANIE OSADÓW ŚCIEKOWYCH Ćwiczenie nr 3 ODWADNIANIE OSADÓW PRZY POMOCY WIRÓWKI SEDYMENTACYJNEJ 1. CHARAKTERYSTYKA PROCESU Odwadnianie osadów za pomocą odwirowania polega na wytworzeniu odpowiednich warunków, pozwalających na zagęszczanie i sedymentację osadów lub na filtrację wody zawartej w osadach. Wytwarzają się one po wprowadzeniu w ruch obrotowy masy osadu. W zależności od wykorzystania siły odśrodkowej do zagęszczania, lub filtracji można wyodrębnić dwa typy wirówek: wirówki sedymentacyjne, wirówki filtracyjne. W zależności od rozwiązań technicznych doprowadzenia osadu oraz odprowadzenia wody i osadu zagęszczonego wyróżniamy wirówki o pracy ciągłej lub okresowej. Efekt odwadniania osadów na wirówkach zależy od przeciążenia. Im jest ono większe tym lepszy efekt odwirowania. Przeciążenie jest mierzone wielokrotnością przyśpieszenia ziemskiego g i jest ono tym większe im większa jest prędkość obrotowa wirówki. Do obliczenia przyśpieszenia dośrodkowego wirówki potrzebna jest prędkość obrotowa danej wirówki i promień wirowania. Mając te wielkości możemy obliczyć przyśpieszenie dośrodkowe ze wzoru: n 30 Nowoczesne wirówki przemysłowe pozwalają osiągnąć przyśpieszenie od kilkuset do tysiąca g.. CEL I ZASADA BADANIA W przypadku odwadniania na wirówce sedymentacyjnej ważnym jest określenie związku pomiędzy uwodnieniem osadu, jakością wody nadosadowej po odwirowaniu, a prędkością obrotową wirówki. Zakładając stały czas odwirowania, na podstawie tych informacji można określić r 1

2 optymalną prędkość obrotową przy której osiągane jest najlepsze odwodnienie osadu oraz największa przeźroczystość wody. Przyjmuje się przy tym odpowiednio długi czas wirowania, aby nie miał on wpływu na wyniki końcowe procesu. Prędkość odwirowania podaje się w wielkościach porównywalnych z przyśpieszeniem ziemskim, a dokładniej mówiąc w wielokrotnościach tego przyśpieszenia. Dla tak określonej prędkości odwirowania przeprowadza się dalsze badania. Tym razem jednak za wartość stałą przyjmuje się prędkość odwirowania, a zmianie podlega czas odwirowania. W zależności od uwodnienia osadu po odwirowaniu i przeźroczystości wody po zakończonym procesie ustalić można niezbędny czas odwirowania i średnią prędkość osadzania się cząsteczek osadu w wirówce. Dopiero po zakończeniu tych badań uzyskuje się wyniki charakteryzujące proces odwadniania w wirówkach sedymentacyjnych: prędkość odwirowania - wielokrotność g, czas odwirowania - prędkość osadzania cząstek, jakość osadu i wody w danych warunkach odwirowania. 3. APARATURA I SPRZĘT Do wykonania niniejszego ćwiczenia niezbędne są: 1. Wirówka sedymentacyjna o pojemności naczyniek co najmniej 100 cm obudowa, - pokrywa, 3- obejma na naczyńko szklane, 4- wahliwe zamocowanie na naczyńko, 5- odwirowany osad w naczyńku, 6- silnik Rys. 1. Schemat wirówki sedymentacyjnej.. Zestaw do oznaczania uwodnienia osadu: łaźnia wodna, parownice, waga analityczna, suszarka, eksykator.

3 3. Zestaw do oznaczenia zawiesiny. 4. WYKONANIE ĆWICZENIA 1. Pobrać dm 3 osadu i dobrze wymieszać.. Oznaczyć jego uwodnienie: zważyć wysuszoną parownicę na wadze analitycznej, pobrać dowolną ilość dobrze wymieszanego osadu i zważyć parownicę z osadem na wadze - z różnicy obliczyć masę uwodnionego osadu, odparować osad na łaźni wodnej, wstawić na 30 min do suszarki, przenieść osad do eksykatora w celu ostygnięcia próbki, zważyć próbkę i określić masę suchego osadu, z ilorazu masy suchego osadu i masy osadu uwodnionego obliczyć zawartość suchej masy w %, uwodnienie osadu jest różnicą pomiędzy 100 % a zawartością suchej masy w %, 3. Do dwóch szklanych naczyniek wchodzących do wirówki odmierzyć po 50 cm 3 osadu. 4. Zrównoważyć naczyńka z osadem w celu uniknięcia nierównomiernej pracy wirówki. 5. Zmierzyć wysokość osadu w naczyńku. 6. Umieścić naczyńka w wirówce na przeciw siebie. 7. Zmierzyć promień wirowania. 8. Ustawić wirówkę na parametry: czas wirowania 5 min, obroty 1500 obr/min i po zamknięciu pokrywy rozpocząć wirowanie. 9. Po zatrzymaniu się wirówki zmierzyć wysokość osadu w naczyńku oraz zmierzyć ilość wody nadosadowej za pomocą cylindra miarowego. 10. Oznaczyć uwodnienie osadu po odwirowaniu. 11. W wodzie nadosadowej oznaczyć zawiesinę. 1. Powtórzyć oznaczenie dla innej prędkości obrotowej np. 000 lub 500 obr/min. 13. Na podstawie otrzymanych wyników określić optymalną prędkość obrotową i przedstawić ją w formie wielokrotności g: n - liczba obrotów wirówki, [obr/min] r - promień wirowania, [m] n r 30 3

4 Określając przyśpieszenie dośrodkowe opisywane wielokrotnością przyśpieszenia ziemskiego g dzielimy powyższe równanie przez g otrzymując: n g 30 g g r g n r 900 Ponieważ 1 g można więc przyjąć r g 900 n 16. Przeprowadzić kolejne odwirowania osadu z optymalną prędkością ustaloną w powyższym punkcie zadając jednak różne czasy wirowania 5, 3, 1 min. 17. W każdym przypadku wykonać oznaczenia: uwodnienia osadu odwirowanego, ilości wody nadosadowej oraz zawiesiny. Wyniki zapisać w Tab. 1. i Tab Na podstawie otrzymanych wyników określić niezbędny czas odwadniania przy stałej prędkości. 19. Określić odpowiadającą temu czasowi prędkość osiadania osadu wg wzoru: h0 h1 V t V - prędkość osiadania zawiesin, [mm/s] h 0 - wysokość słupa osadu w naczyńku przed odwirowaniem, h 1 - wysokość słupa osadu w naczyńku po odwirowaniu, t - czas odwirowania, [s] 4

5 5. OPRACOWANIE WYNIKÓW Sprawozdanie z ćwiczenia powinno zawierać: omówienie zasad odwirowania osadów w wirówkach, opis przebiegu wykonania ćwiczenia, charakterystykę osadu użytego do badań, tabele wyników, wnioski końcowe, w tym uzasadnienie wyboru optymalnych parametrów. Tab.1. Efekt odwadniania osadu przy stałym czasie wirowania t = 5 min w zależności od prędkości obrotowej. Prędkość obrotowa [obr./min] Oznaczenie Jednostka OSAD Uwodnienie osadu Wysokość osadu h 0 Wysokość osadu h 1 [%] WODA NADOSADOWA Ilość wody nadosadowej Zawiesina ogólna [cm 3 ] [mg/dm 3 ] Uwodnienie osadu surowego:.. [%] Tab.. Efektywność odwadniania osadów przy stałej prędkości obrotowej i zmiennym czasie wirowania. Prędkość obrotowa [obr./min] Oznaczenie Jednostka Czas wirowania [min] OSAD Uwodnienie osadu Wysokość osadu h 0 Wysokość osadu h 1 [%] WODA NADOSADOWA Ilość wody nadosadowej Zawiesina ogólna [cm 3 ] [mg/dm 3 ] Uwodnienie osadu surowego:.. [%] 5

Podobne dokumenty

Utylizacja osadów ściekowych

Utylizacja osadów ściekowych Ćwiczenie nr 4 ODWADNIANIE OSADÓW PRZY POMOCY WIRÓWKI SEDYMENTACYJNEJ 1. CHARAKTERYSTYKA PROCESU Odwadnianie osadów za pomocą odwirowania polega na wytworzeniu odpowiednich