cieki zawiesiny Metody -chemiczne -biologiczne mikrofauna INNE wirusy N, P zapach nadmierny bakterie H 2 O elazo, metale ChZT pestycydy barwa i mtno

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "cieki zawiesiny Metody -chemiczne -biologiczne mikrofauna INNE wirusy N, P zapach nadmierny bakterie H 2 O elazo, metale ChZT pestycydy barwa i mtno"

Rafał Wysocki
7 lat temu
Przeglądów:

1 cieki wirusy bakterie elazo, metale mikrofauna CH 4 ; H 2 S zawiesiny H 2 O twardo INNE N, P zapach nadmierny ChZT pestycydy barwa i mtno Metody -chemiczne -biologiczne cieki

2 Skład cieków Próbka cieków 0,5 µm Rozpuszczone Zawiesina nieorganiczne organiczne detrytus organizmy s. biogen. m. cikie j.główne aniony rozp.gazy całkowite (ChZT, RWO) kwasy humusowe ekstrakt eter mikro-zaniecz. (WWA, PCB...) aminokwasy, cukry bakterie bezkrgow. krgowce

3 2. Rozmiary substancji rozpuszczonych i zawiesin 2.1. Rozmiary i masy czsteczkowe lg Φ Φ (µm) M. czstecz. (D) czstki rozpuszczone koloidy zawiesiny

4 2.2. Składniki wód w przyrodzie lg Φ Φ (µm) j.pr. r k k z minerały ilaste kwasy kwasy fulwowe huminowe wirusy j.złoone bakterie krzemionka glony cysty

5 2.3. Metody fizyczne rozdzielania lg Φ Φ (µm) filtry n u µ cedzenie RO ED Destyl. filtracja u-wir. wirowanie sedymentacja Φ Φ,ς ρ D T, Rozp.

7 Procesy jednostkowe usuwania zanieczyszcze mechanicznych rednica. FILTRACJA 1.Cedzenie - kraty, sita, mikrosita - membrany (u-,µ-,nano-filtracja) - odwrócona osmoza 2.Filtracja czstkowa (przez złoa) - powolna, pospieszna - jednowarstwowe, wielowarstwowe - specjalna, w tym cigła Masa właciwa. SEDYMENTACJA, FLOTACJA

8 ZANIECZYSZCZENIA MECHANICZNEpodział metod usuwania Filtracja Sedymentacja i Flotacja Sedymentacja -osadniki/odstojniki -poziome/pionowe -tłokowe/radialne Flotacja -cinieniowa -podcinieniowa -pcherzykowa -

10 Kraty - 10 mm Sita - 1 mm Mikrosita -20 µm Filtracja czstkowa - polega na usuwaniu zanieczyszcze za pomoc filtrów ze złoem filtracyjnym lub wkładów wymiennych. Dolna granica filtracji wynosi 1 um (resztki roslin, glony, pierwotniaki).

12 SEDYMENTACJA - definicja w technologii wody i cieków proces jednostkowy, którego zadaniem jest usuwanie zawiesin opadanie zawiesin w wyniku działania siły cikoci

13 ODNOWA WODY WYKŁAD 4 SEDYMENTACJA I FLOTACJA

14 4. USUWANIE ZAWIESINY W WYNIKU SEDYMENTACJI DEFINICJA proces jednostkowy majcy na celu usuwanie zawiesiny usuwanie zawiesiny z roztworu na skutek opadania pod wpływem siły cikoci

15 Cele sedymentacji klarowanie cieków wydzielanie ze cieków czstek stałych

16 SEDYMENTACJA - c.d. (1) Siły działajce na czstki zawiesiny a) cikoci i wyporu G - W = Πd 6 3 ( )g c R W b) oporu R = F v 2 2 G powierzchnia czołowa czstki współczynnik oporu λ = f(re) Re = v d g = v d lepkokinematyczna l. dynamiczna

17 SEDYMENTACJA - c.d. (2) Πd 6 G - W = R 3 Πd 4 v 2 s ( ) g = c 2 2 v s = 4d 3 ( c ) g dla ruchu laminarnego v = f s ( ) 1/2 1/ 2-1/2 d,, c = 24 Re = 24 v d s v s = 1 18 g d 2 ( ) c

18 λ = 18,5 0,6 Re 24/Re 0,44 Zaleno współczynnika oporu λ od liczby Re przy opadaniu czstek

19 λ λ = 24 Re λ = 18,5 0,6 Re λ = 0, , Re

20 Zakres piaskowników Zakres osadników sztucznych Strefa Koagulacji koloidy Zakres du ych zbiorników zaporowych Pr dko opadania cz stek kwarcu w wodzie o temperaturze 10 C w zale no ci od rednicy. G sto kwarcu 2,63 g/cm3

21 V cm/s 0 Piaskowniki koagulacja koloidy Osadniki Due zbiorniki wodne Φ cm

22 Gsto zawiesin - ρ 1,002 < ρ < 3,50 glina 1,8-2,2 kwarc 2,65 Al (OH) 3 1,002 Fe(OH) 3 1,009 Mg(OH) 2 1,05 CaCO 3 1,43

23 Prdko opadania czstek w wodzie o temperaturze 10 C w zalenoci od ich rednicy i gstoci.

24 V cm/s ρ = 5 2,5 1,1 1,01 ρ = 1, rednica (m)

25 SEDYMENTACJA - c.d. (3) CZSTKI KULISTE A NIEKULISTE d z -rednica zastpcza (rednica kuli o objtoci równej...) Φ - sferyczno (iloraz pow. kuli do pow. czstki) d d z 1 Φ 1

26 Czstki idealne a czstki rzeczywiste złoony kształt rednica zastpcza powierzchnia zastpcza połoenie czstki w stosunku do kierunku ruchu λ = f (Re, Φ)

27 Zaleno pomidzy parametrami opadania grawitacyjnego czstek w wodzie

28 Cz prdkoci 10 6 Opadanie czstek rzeczywistych kuliste zaokrglone kanciaste podłune blaszkowate Cz rednicy

29 Urzdzenia Odstojniki Osadniki (proces objtociowy) przepływ poziomy przepływ pionowy Urzdzenia (proces strefowy) klarowniki pulsatory akcelatory

30 A B Mechanizm sedymentacji A. Ruch czsteczek zawiesin w osadniku o przepływie poziomym B. Schemat osadnika o przepływie poziomym

31 SEDYMENTACJA - c.d. (4) OSADNIKI I ODSTOJNIKI Skuteczno usuwania zawiesin = = Ł C Ł Ł D d D C C d %

32 SEDYMENTACJA - c.d. (5) t p = V Q v = o H t p v o = = = H Q V H Q H F Q F

33 SEDYMENTACJA - c.d. (6) sprawno Q F v v v t v t v H h 0 p 0 p = = = = inaczej 0 s v H t = Q H F Q V t p = = Q v F t t 0 s p = 0 s p v Q t t F = α

34 SEDYMENTACJA - c.d. (7) t t p = ( liczba HAZENA ) s α = 1 dla urzdze idealnych α > 1 dla urzdze rzeczywistych

Wielkowspółczynnika α w zalenoci od rodzaju i skutecznoci sedymentacji: A - teoretyczny przebieg sedymentacji, B - sedymentacja w osadniku działajcym okresowo (wypełnianie, sedymentacja, oprónianie),

35 Wielkowspółczynnika α w zalenoci od rodzaju i skutecznoci sedymentacji: A - teoretyczny przebieg sedymentacji, B - sedymentacja w osadniku działajcym okresowo (wypełnianie, sedymentacja, oprónianie), rzeczywisty przebieg sedymentacji: 1 - w pojedynczym osadniku, 2 - w dwóch osadnikach połczonych szeregowo, 3 - w 3 ossadnikach połczonych szeregowo, 4 - w osadniku przepływowym z przegrod, 5 - w osadniku przepływowym z wieloma przegrodami

37 Liczba cz dm dopływ odpływ ,0-0,5 0,5-1,0 1,0-1,5 1,5-2,0 2,0-2,5 2,5-3,0 3,0-3,5 3,5-4,0 Szybko opadania (m/godz) Histogram czstoci czstek o odmiennej szybkoci sedymentacji w dopływie i odpływie

39 Zakłócone opadanie czstek znaczne zagszczenie ( > 0,22 % objtociowo) sedymentacja powizana

40 Rodzaje zawiesin A. Kształt 1. czstki ziarniste 2. czstki kłaczkowate B. Zawarto 1. czstki rozproszone 2. czstki strefowe

41 W GR HS HS TS TS CS CS CS CS Granica rozdziału (GR) HS TS CS czas

42 Osadniki w odnowie wody po procesie koagulacji po strcaniu chemicznym po I etapie rekarbonizacji dwustopniowej w grawitacyjnym zagszczaniu osadów

43 Urzdzenia Odstojniki Osadniki (proces objtociowy) przepływ poziomy przepływ pionowy Urzdzenia (proces strefowy) klarowniki pulsatory akcelatory

44 SEDYMENTACJA - c.d. (8) Osadnik poziomy i osadnik pionowy

45 Schemat osadnika o przepływie poziomym z zagarniaczem tarczowym

46 Osadnik poziomy z zgarniaczem łacuchowym

47 Osadnik poziomy z odrodkowym przepływem wody

49 v o v e v e v n v e v n

50 głboko h 0 h 1 h 2 h 3 h 4 h 5 t 1 t 2 t 3 t 4 t 5 czas

51 Sposoby doprowadzania wody do osadnika o przepływie poziomym

52 Rozmaite rozwizania wlotu do osadnika

53 Sposoby odbioru wody w osadnikach o przepływie poziomym

54 Osadnik poziomy -wzdłuny z wydzielon komor flokulacji i komor szybkiego mieszania

55 FLOTACJA proces w którym zawiesina, charakteryzujca si gstoci mniejsz ni orodek rozpraszajcy, ulega wyniesieniu na powierzchni orodka rozpraszajcego i usuniciu przez zbieranie w wikszoci praktycznych aplikacji gsto zawiesiny ulega zmniejszeniu w wyniku zwizania z drobnymi pcherzykami gazu

56 Flotacja -SEDYMENTACJA - c.d. (1) Siły działajce na czstki zawiesiny a) cikoci i wyporu G - W = Πd 6 3 ( )g c W b) oporu R = F v 2 2 R G powierzchnia czołowa czstki współczynnik oporu λ = f(re) Re = v d g = v d lepkokinematyczna l. dynamiczna

57 Zakres zastosowania fabryki celulozy przemysłspoywczy (tłuszczowy), rafineryjny zatanie rud metali usuwanie zawiesin po koagulacji zagszczanie osadu czynnego

58 Rozpuszczalno powietrza w wodzie C w = H p p H = f(t) C w - rozpuszczalno w wodzie (mg/l) H - stała Bounsena (mg/l atm) p p - cinienie czstkowe T - temperatura Rozp powietrze mg/l atm krzywa saturacji T C

59 Ilo uwolnionego powietrza C r C n = H P n C a = H P a C n - C a = H P n - H P a = H (P n - P a ) = H (P n - 1)

60 Okrelenie wartoci ilorazu powietrze/zawiesina ciar właciwy zawiesiny musi by mniejszy ni ciar właciwy roztworu (1 g/cm 3 ) c = ( V + V ) a a s s ( V + V ) a s V a - objtopowietrza zwizanego z czstk o objtoci V s ρ a, ρ c - gstopowietrza i zawiesiny

61 Iloraz masy powietrza i masy zawiesin masa powietrza = a = V s ρ s V a ρ a s masa czsteczki Połczenie równa daje: + + = s a 1 1 s a 1 a s c

62 Poniewa wznoszenie nastpi gdy ρ c <ρ minimalna wartoilorazu a/s wyniesie a s min = 1- a s 1

63 Wprowadzanie powietrza do roztworu 1. Dyfuzery 2. Technika próniowa 3. Technika spadku cinienia

64 Technika spadku cinienia Załoenia okrelony iloraz a/s Q Q p p = = a s Q C r c a Q s H P -1 c ( ) C - stenie zawiesiny Q p - przepływ powietrza Q c - przepływ cieków C r - iloraz uwolnionego powietrza

65 Zasady budowy flotatora cieki 2 powietrze 3 dławik 4 roztw. nasyc. powietrza 5 zgarniacz 6 odprowadzenie cieczy 7 odprowadzenie flotatu

66 Flokulacja/Flotacja

67 Pretreated raw water (with coagulant) enters the flocculation basin for two-stage flocculation. Flocculated particles enter the DAF upflow channel; diffuser nozzles create millions of microbubbles that attach to floc particles. Solid particles float to the surface; clarified water flows down through the false floor and out the upflow channel.

69 Porównanie z sedymentacj Usuwanie zawiesiny flotujcej i sedymentujcej Wysoka efektywno Stony osad Natlenianie cieków Mniej koagulantu Gorsza jakoroztworu sklarowanego Kosztowna eksploatacja

70 Sedymentacja i flotacja- zagadnienia - sedymentacja/definicja - siły dziajce na zawiesiny - liczba Reynoldsa, współczynnik oporu -rednica/powierzchnia zastpcza - liczba Hazena - urzdzenia do sedymentacji/flotacji - flotacja/definicja - metody obniania masy właciwej zawiesin - schemat urzdzenia - prównanie sedymentacji i flotacji

Podobne dokumenty

TECHNOLOGIA WODY - WYKŁAD 2 - Usuwanie zanieczyszcze mechanicznych

TECHNOLOGIA WODY - WYKŁAD 2 - Usuwanie zanieczyszcze mechanicznych Woda w przyrodzie H 2 O Woda chemicznie czysta 8. Woda w przyrodzie cd zawiesiny mikrofauna zw. organiczne wirusy bakterie zapach rolinny