Полная версия

Главная arrow Строительство arrow Водоснабжение

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

ОТСТАИВАНИЕ ВОДЫ

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОСАЖДЕНИЯ ВЗВЕСИ В ОТСТОЙНИКАХ

Осаждение взвешенных частиц происходит под действием силы тяжести. Современные конструкции отстойников являются проточными, т.е. осаждение взвеси в них происходит при непрерывном движении воды от входа к выходу. Поэтому скорости движения жидкости в отстойниках малы: это десятые доли мм/с в вертикальных отстойниках и несколько мм/с — в горизонтальных, радиальных и тонкослойных. При таких малых скоростях поток полностью теряет свою транспортирующую способность, обусловленную интенсивным турбулентным перемешиванием. Осаждение взвеси в потоке, движущемся с очень малой скоростью (почти лишенном транспортирующей способности), подчиняется, по В.Т. Турчиновичу, с известным приближением законам осаждения в неподвижном объеме жидкости. Эти законы хорошо изучены для осаждения агрегативно устойчивой взвеси, частицы которой не слипаются, не изменяют формы и объема. Это явление имеет практическое значение для отстойников, применяемых в технологии очистки воды. Осаждение неустойчивой (скоагулированной) взвеси, способной агломерироваться и слипаться в процессе осаждения, изучено в меньшей степени.

На характер осаждения взвеси влияют размер частиц, форма, режим движения осветляемой воды и ее вязкость, изменяющаяся с температурой.

Мутные воды — это всегда полидисперсная система. При коагуляции приходится иметь дело с осаждением агрегативно неустойчивой взвеси, частицы которой в процессе осаждения меняют свою структуру и размеры. Все это осложняет математическое выражение законов осаждения и получения точных методов расчета отстойников.

Скорость осаждения частиц малого размера при малых скоростях (при значении числа Рейнольдса Re << 1) может быть определена по формуле

где р0 и р — плотность жидкости и частицы соответственно; d — диаметр частицы, определенный как диаметр равновеликого по объему шара; г — вязкость жидкости; g — ускорение свободного падения.

Скорость выпадения частиц и при t = 10 °С называется гидравлической крупностью частицы. Формулу (27.1) называют формулой Стокса. Она применима в области действия линейного закона сопротивления. Это выражение может быть использовано практически для монодисперсной взвеси. Если взвесь полидисперсная, то ее характеристики получают эмпирическим путем в лаборатории. Определяется скорость выпадения взвеси и, соответствующая проценту ее осаждения:

где М и М? — мутность до и после отстаивания соответственно.

исх /

Для этой цели удобно строить кривые

где h — высота слоя воды; t — время отстаивания.

При различном времени отстаивания определяются и{ = h/t{; и2 = h/t2 и т.д. и соответствующие им Р{, Р2 и т.д. По найденным значениям строится кривая осаждения взвеси (рис. 27.1).

Для частиц данной гидравлической крупности скорость выпадения взвеси постоянна: w=const: График зависимости количества выпавших в осадок взвешенных веществ от гидравлической крупности взвеси

Рис. 27.1. График зависимости количества выпавших в осадок взвешенных веществ от гидравлической крупности взвеси

Тогда время осаждения взвеси пропорционально высоте слоя воды:

При осаждении агрегативно неустойчивой взвеси также строится кривая осаждения взвеси, но получается фиктивная величина скорости выпадения взвеси. Для коагулированной взвеси справедливо соотношение

где п = 0,2...0,5 — эмпирическая величина (большее значение принимается для хорошо сформированных хлопьев).

Методика моделирования процесса осаждения основана на подобии кривых выпадения взвеси для различных высот столба исследуемой воды. Задачей лабораторных исследований является построение кривой осаждения взвеси с целью определения расчетной гидравлической крупности и времени пребывания воды в отстойнике для заданного эффекта осаждения Ррасц.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>