TECHNOLOGIA WODY - WYKŁAD 2 - Usuwanie zanieczyszcze mechanicznych

HTML
DOWNLOAD

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "TECHNOLOGIA WODY - WYKŁAD 2 - Usuwanie zanieczyszcze mechanicznych"

Adrian Muszyński
7 lat temu
Przeglądów:

1 TECHNOLOGIA WODY - WYKŁAD 2 - Usuwanie zanieczyszcze mechanicznych

2 Woda w przyrodzie H 2 O Woda chemicznie czysta

3 8. Woda w przyrodzie cd zawiesiny mikrofauna zw. organiczne wirusy bakterie zapach rolinny elazo, mangan CH 4 ; H 2 S H 2 O twardo metale CO 2 agresywny zapach nadmierny ChZT pestycydy barwa i mtno Woda w przyrodzie

4 8. cedzenie filtracja (powolna) sedymentacja zawiesiny dezynfekcja napowietrzanie wirusy bakterie zapach rolinny elazo, mangan mikrofauna CH 4 ; H 2 S H 2 O twardo metale zw. organiczne sedymentacja filtracja (szybka) CO 2 agresywny zapach nadmierny ChZT pestycydy barwa i mtno koagulacja wizanie chemiczne sorpcja utlenianie

5 Układy technologiczne usuwanie zawiesin Wz F D Wu Wz S F D Wu Wu - woda uzdatniona Wz - woda zasilajca F - filtracja D- dezynfekcja S - sedymentacja K - koagulacja U - utlenianie

6 Układy technologiczne (c.d.) usuwanie barwy i mtnoci Wz K S F D Wu Wz U K S F D Wu usuwanie zawiesin, barwy i mtnoci Wu - woda uzdatniana Wz - woda zasilajca F - filtracja D- dezynfekcja S - sedymentacja K - koagulacja U - utlenianie

7 Koncepcja Wielokrotnego oczyszczania Koagulant Koag.powierz. sedymentacja filtracja dezynfekcja Woda surowa krata koagulacja flokulacja osad Woda oczyszczo na popłuczyny osad

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

9 2. Podział zanieczyszcze mechanicznych zawiesiny grube (szcztki łodyg, licie) usuwane za pomoc krat zawiesiny drobne (piasek, rozdrobnione szcztki rolin) usuwane za pomoc sit zawiesiny bardzo drobne (glony i mikroglony) usuwane w mikrositach i w osadnikach

10 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

11 2.3. Metody fizyczne rozdzielania lg Φ Φ (µm) filtry n u µ cedzenie RO ED Destyl. u-wir. wirow. filtracja sedymentacja Φ Φ,ς ρ D T, Rozp.

12 Procesy jednostkowe usuwania zanieczyszcze mechanicznych 1.Cedzenie - kraty, sita, mikrosita - membrany (u-,mikro-,nano-filtracja) - odwrócona osmoza 2.Filtracja czstkowa (przez złoa) - powolna, pospieszna - jednowarstwowe, wielowarstwowe - specjalne, w tym cigła 3.Sedymentacja

13 ZANIECZYSZCZENIA MECHANICZNEpodział metod usuwania Sedymentacja/Flotacja Filtracja przegrody -kraty -sita -µ-sita -przegrody -membrany -µ-filtracja -u-filtracja -n-filtracja -oo (RO) złoa porowate -liczba warstw -jednowarstwowe -wielowarstwowe -szybkoc filtracji -powolne -szybkie -ciagło pracy -cigłe -okresowe(płukane) -specjalne -odelazianie -wymiana jonowa -adsorpcja złoa namywane -perforowane -siatkowe

14 3. USUWANIE ZANIECZYSZCZE MECHANICZNYCH W WYNIKU CEDZENIA kraty nachylenie 70 przewit krat : mm kraty rzadkie mm kraty gste czyszczenie krat

15 Schemat kraty stałej oczyszczanej mechanicznie: 1 - prty kraty, 2 - łacuch Galla ze zgrzebłami

17 3. USUWANIE ZANIECZYSZCZE MECHANICZNYCH W WYNIKU CEDZENIA (c.d.) sita ustawiamy za kratami mog by nieruchome lub obrotowe wykonane s z siatki metalowej oczka : mm 5 5 mm sita gste 1 1 mm sita bardzo gste

19 ZANIECZYSZCZENIA MECHANICZNEpodział metod usuwania Sedymentacja/Flotacja Filtracja przegrody -kraty -sita -µ-sita -przegrody -membrany -µ-filtracja -u-filtracja -n-filtracja -oo (RO) złoa porowate -liczba warstw -jednowarstwowe -wielowarstwowe -szybkoc filtracji -powolne -szybkie -ciagło pracy -cigłe -okresowe(płukane) -specjalne -odelazianie -wymiana jonowa -adsorpcja złoa namywane -perforowane -siatkowe

20 Technologia Wody FILTRACJA przez złoa 1. Definicja a) klasyfikacja b) filtracja W technologii wody i w odnowie wody proces jednostkowy dogłbnego usuwania zawiesin (0,1-50 µm)

21 Doprow. wody DRENA Odprowadzenie wody po filtracji

22 Mechanizm filtracji Czstka, dp transport przyleganie Linia przepływu Wypełnienie nienie,, dc odrywanie

23 Odrywanie czstek Doprow. wody DRENA Odrywanie czstek gdy prdkoc filtracji wzronie (porowato/przekrój czynny) zmaleje Odprowadzenie wody po filtracji

24 Teoria trajektorii ruchu d p Viruses µm d c d c d c Bacteria µm Cryptosporidium 3-5 µm dyfuzja d p < 1 µm sedymentacja d p > 1 µm przechwyt Giardia 6-10 µm

25 Schemat Procesu Filtracji Doprow. wody DRENA Odprowadzenie wody po filtracji

26 P-P o /P krotnocinienia o ,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Φ porowato Zalenocinienia tłocznego od porowatoci

29 Schemat filtru pospiesznego cinieniowego

30 Φ (100) v f2 = 6 m/godz v f3 = 12 m/godz v f1 = 0,1 m/godz 60 Głboko (cm) Profile wypełnienia porowatoci

31 Filtr piaskowy do ci głej filtracji (FlooSand firmy Raisio Flootek

32 ZANIECZYSZCZENIA MECHANICZNEpodziałmetod usuwania Sedymentacja/Flotacja Filtracja przegrody -kraty -sita -µ-sita -przegrody -membrany -µ-filtracja -u-filtracja -n-filtracja -oo (RO) złoa porowate -liczba warstw -jednowarstwowe -wielowarstwowe -szybkoc filtracji -powolne -szybkie -ciagłopracy -cigłe -okresowe(płukane) -specjalne -odelazianie -wymiana jonowa -adsorpcja złoa namywane -perforowane -siatkowe

33 P woda uzdatniana ZZ solanka membrana ZD Permeat (woda oczyszczona) Schemat filtracji przez membrany(cedzenie)

34 Technologia Wody SEDYMENTACJA

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

36 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

37 Cele sedymentacji --- klarowanie wody klarowanie cieków wydzielanie ze cieków czstek stałych

38 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

39 SEDYMENTACJA - c.d. (2) Πd 6 3 G = R 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

43 SEDYMENTACJA - c.d. (4) OSADNIKI I ODSTOJNIKI Skutecznousuwania zawiesin = = Ł C Ł Ł D d D C C d %

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

44 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

47 Zasady doboru procesów jednostkowych usuwania zawiesin

48 Flokulacja/Flotacja

49 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.

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

51 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

52 TECHNOLOGIA WODY - - KOAGULACJA Proces jednostkowy- usuwanie koloidów z wody Zjawisko agregacji koloidów do cz.sedymentujcych

53 8. cedzenie filtracja (powolna) sedymentacja zawiesiny dezynfekcja napowietrzanie wirusy bakterie zapach rolinny elazo, mangan mikrofauna CH 4 ; H 2 S H 2 O twardo metale zw. organiczne sedymentacja filtracja (szybka) CO 2 agresywny zapach nadmierny ChZT pestycydy barwa i mtno koagulacja wizanie chemiczne sorpcja utlenianie

54 właciwoci koloidów w. adsorpcyjna Czstka koloidu w. dyfuzyjna V ξ = -30 mv ξ potencjałelektrokinetyczny d

55 CHEMIZM KOAGULACJI 11. Al 2 (SO 4 ) 3 2 Al SO Al H 2 O 2 Al(OH) H + Al 2 (SO 4 ) H 2 O 2 Al(OH) H 2 SO 4

56 SUBSTANCJE WSPOMAGAJCE KOAGULACJ 10. substancje powodujce przyspieszenie powstawania kłaczków (flokulanty) polepszenie właciwoci sedymentacyjnych powstałych kłaczków (obciniki)

57 SUBSTANCJE WSPOMAGAJCE KOAGULACJ (c.d.) podziałsubstancji wspomagajcych a) obciniki flokuł: glina, bentonit, pyłgranitowy, anhydryt, wgiel aktywny b) flokulanty właciwe : krzemionka aktywna, polielektrolity, polimery organiczne

58 Dwa rodzaje flokulacji Mikroflokulacja Makroflokulacja t = 0 t = 1 Ruchy Browna Gradient cinajcy Sedymentacja

59 17. KOAGULACJA A ZASADOWO FeCl 3 + H 2 O Fe(OH) 3 + 3HCl + 3HCO 3 - ZASADOWO 3H 2 CO 3 + 3Cl - 3CO 2 + 3H 2 O

60 18. PRAKTYKA KOAGULACJI Woda uzdatn. Mieszanie szybkie(min) Mieszanie wolne(min x 10) Woda po koagulacji koagulant Zbiornik roztworowy flokulant Sedymentacja Zbiornik zarobowy Filtracja Magazyn s.sypkich

61 Koagulacja objtociowa 1.doprowadzenie wody 2.przegrody tworzce labirynt 3.odprowadzenie wody 4.zastawka posrednia 5.kanałobiegowy 6.kanałdo osadu 7.zastawki sterujace

62 Koagulacja objtociowa

63 Koagulacja strefowa Osad-koagulant Osad-koagulant Zagszczony osad-koagulant Schemat klarownika z osadem zawieszonym; I-strefa zawieszonego osadu, II-strefa wody sklarowanej, III-zagszczacz; 1- dopływ wody 2- odpływ wody 3- odprowadzenie osadu

64 Koagulacja strefowa Akcelator Petersona; 1- dopływ wody, 2- odpływ wody, 3- dopływ koagulanta, 4- odprowadzenie osadów

66 Koagulacja / Sedymentacja / Flotacja

Podobne dokumenty

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

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