Реферат - Очистка воды во взвешенном слое - файл n1.doc

Реферат - Очистка воды во взвешенном слое
скачать (82 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc82kb.21.10.2012 11:09скачать

n1.doc

Министерство образования и науки Украины

Донбасская национальная академия строительства и архитектуры

Кафедра «Водоснабжения, водоотведения, рационального использования и охраны водных ресурсов»

Контрольная работа по дисциплине:

«Теоретические основы очистки воды и микробиология»

На тему:

« Очистка воды во взвешенном слое»

Выполнила: студентка гр. ЗВВу 42

Выбыванец Т. В.

Проверил: Омельченко Н. П.

Макеевка 2010

Содержание:

1. Образование, существование и разрушение взвешенного слоя (ВС).

2. Области применения ВС.

3. Работа осветлителей с взвешенным слоем осадка (ОВСО)

4. Список литературы.

-2-
1. ОБРАЗОВАНИЕ, СУЩЕСТВОВАНИЕ И РАЗРУШЕНИЕ ВЗВЕШЕННЫХ ВЕЩЕСТВ (ВС)
Состояние взвешенного слоя широко применяется в различных отраслях техники,

где ВС еще называют «кипящим», «псевдоожиженным». При очистке воды взвешенный слой является частным случаем так называемого стесненного осаждения.


Рис. 1.1. Стадии взвешенного слоя

Физическая сущность явления ВС заключается в изменении гидравлических условий

обтекания частиц жидкостью при увеличении их концентрации. Из-за взаимной

близости частиц, свободное обтекание, имеющее место при свободном осаждении,

переходит в особый род движения через своеобразную пористую среду. С другой

стороны образования ВС можно рассматривать, как взвешивание первоначально

неподвижного слоя твердых частиц при фильтрации воды снизу вверх. С

увеличением расхода фильтруемой воды, а соответственно и скорости восходящего

потока свыше некоторой критической величины гидродинамическое давление на

частицу становится больше веса частицы и частица взвешивается.

При взвешивании частицы приходят в движение в пределах слоя, а слой расширяется. Состояние ВС характеризуется тем, что все частицы хаотически перемещаются, но слой в целом неподвижен, имеет верхнюю и нижнюю физические границы, - говорят о состоянии динамического равновесия. В слое наблюдается равенство скоростей движения потока.

При увеличении скорости восходящего потока происходит расширение слоя, т.е. увеличение его объема. При дальнейшем увеличении скорости восходящего потока концентрация частиц в слое уменьшается настолько, что влияние соседних частиц становится незначительным, этим достигается состояние свободного осаждения. Когда скорость потока достигает значения гидравлической крупности частиц и превышает его, слой разрушается, частицы выносятся потоком воды за пределы колонки.

-3-

2. Области применения ВС.
Принцип ВС используется в следующих аппаратах и процессах водоочистки:

1. Осветлители с взвешенным слоем осадка (ОВСО) для очистки природных вод и промышленных стоков.

2. Промывка зернистых водоочистных фильтров в восходящем потоке воды.

3. Гидроклассификация зернистых материалов для фильтров.
3. Работа осветлителей с взвешенным слоем осадка (ОВСО)



Рис.3.1 Осветлитель с взвешенным слоем осадка.

Для предварительного осветления воды вместо отстойников в настоящее время широко

используют так называемые осветлители со взвешенным осадком. Этот метод осветления

применим только при условии введения в воду коагулянта, т.е. при условии предварительной

обработки воды, лишающей частицы взвеси агрегативной устойчивости.

Принцип работы осветлителя с взвешенным осадком схематически показан на рис. 2.1.

Вода из смесителя (после введения в нее реагентов) подается в нижнюю часть осветлителя.

В большинстве современных конструкций осветлителей их нижнюю часть устраивают

постепенно расширяющейся кверху (т.е. конической или призматической). Благодаря этому

скорость восходящего потока в пределах нижней части осветлителя постепенно уменьшается.

Хлопья коагулянта и увлекаемые ими частицы взвеси поднимаются восходящим потоком

воды до тех пор, пока их скорость выпадения не станет равной восходящей скорости потока.

Допустим, что это будет иметь место на высоте h0 над точкой ввода воды - на уровне I-I.

Выше этого уровня по мере работы осветлителя образуется слой взвешенного осадка, через

который будет проходить и как бы фильтроваться осветляемая вода. Высота слоя hI зависит

от требуемого эффекта осветления воды. Эта высота обеспечивается расположением

устройства 1 для отбора осадка на определенном уровне II-II. Осадок удаляется в

осадкоуплотнитель. Вода, прошедшая такой своеобразный «взвешенный фильтр», продолжает

восходящее движение до уровня III-III, где расположены устройства 2 для ее сбора и отвода.

Высота h2 слоя воды над слоем взвешенного осадка должна обеспечить задержание

-4-

частиц мути, проскочивших через взвешенный осадок, и защитить поверхность взвешенного

осадка от подсоса взвеси устройствами 2 (желобами, перфорированными трубами) для сбора

осветленной воды. Подобный подсос возможен вследствие образования местных потоков

воды вблизи указанных устройств.

В слое взвешенного осадка происходит процесс прилипания частиц взвеси к

образовавшимся в воде хлопьям коагулянта, т.е. своеобразный процесс контактной

коагуляции. В этом слое имеет место так называемое стесненное осаждение хлопьев и частиц

мути; скорость выпадения частиц в условиях стесненного осаждения всегда меньше, чем

при их свободном осаждении; скорость восходящего движения воды в пределах этого слоя в

каждый момент работы осветлителя равна скорости выпадения хлопьев. При увеличении

концентрации вещества в слое взвешенного осадка изменяется (уменьшается) скорость

выпадения частиц. Поэтому слой взвешенного осадка обладает известной устойчивостью.

Если скорость восходящего движения и будет превышать скорость выпадения частиц uо

при данной концентрации взвеси, то эта концентрация уменьшится и может быть нарушен

баланс поступления взвеси в осветлитель и удаления ее избытка в осадкоуплотнитель.

В результате этого произойдет подъем слоя взвешенного осадка и вынос взвеси из

осветлителя. Для надлежащего эффекта осветления необходимо, очевидно, правильно

назначить высоту взвешенного слоя h1 и скорость восходящего движения воды. Эти

величины для заданной степени осветления будут зависеть от качества природной воды и

методов ее химической обработки. Идея метода осветления воды пропуском ее через слой

взвешенного осадка впервые выдвинута проф. С. X. Азерьером в результате его исследований

работы вертикальных отстойников. Большие и ценные исследования в области разработки

методов расчета и создания конструкций осветлителей приведены проф. Е. Ф. Кургаевым и

канд. техн. наук Е. Н. Тетеркиным. Осветлители со слоем взвешенного осадка в настоящее

время широко используются для осветления мутных вод, при обесцвечивании, а также при

реагентном умягчении воды. Осветлители работают эффективно при условии относительно

незначительных колебаний часового расхода подаваемой воды (не более ±10% в течение

часа) и незначительных колебаний ее температуры (не более 1° в течение 1 ч).

При фильтрации воды снизу вверх в неподвижном слое твердых частиц с увеличением скорости фильтрации растут потери напора и гидродинамическое давление на частицы слоя. Когда подъемная сила воды становится равной силе тяжести твердых частиц в двухфазной среде, частицы приходят во взвешенное состояние. Дальнейшее увеличение скорости движения воды приводит к увеличению высоты слоя, т.е. к одноосному его расширению.

Во взвешенном слое твердые частицы находятся в состоянии непрерывного циркуляционного движения в пределах слоя, который при данной скорости потока сохраняет постоянство положения своей верхней границы. Поэтому можно принять, что скорость осаждения частиц в слое равна скорости движения потока, и слой находится в состоянии динамического равновесия потока.

Расширение слоя (по мере роста скорости восходящего движения воды) теоретически возможно до бесконечности, если твердые частицы однородны по гидравлической крупности. Однако в практических условиях такой однородности не существует, так как частицы полидисперстны. Поэтому динамическое равновесие сохраняется до известных пределов увеличения скорости движения воды и расширения слоя, после чего начинается вынос более мелких частиц за пределы его верхней границы.
-5-

При бесконечном расширении слоя и при выносе из него отдельных частиц дальнейшее движение последних происходит уже в отсутствие влияния совокупности других частиц - в условиях свободного осаждения. Таким образом, взвешенный слой находится в промежуточном состоянии между фильтрацией воды в неподвижном слое и свободным падением отдельной частицы.

В технологии работы осветлителя большое значение имеют физические свойства и параметры взвеси контактной среды: силы взаимного притяжения и сцепления взвеси, объемная и массовая ее концентрация, плотность диаметр и гидравлическая крупность частиц взвеси и прочность осадка на сжатие. Они оказывают влияние на процесс очистки воды, на концентрационную диффузию в пределах и за пределы контактной среды, на процесс удаления избытка взвеси из рабочей камеры осветлителя, на уплотнение осадка и потери воды, связанные с его удалением, и на производительность осветлителя.

Обычно осветлители включаются в технологическую схему очистки воды там, где исходная мутность воды превышает величину, допускаемую для осветлительных фильтров.
-6-

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

Н.И. Куликов, А.Я. Найманов, Н.П. Омельченко, В.Н. Чернышев. Теоретические основы очистки воды. Изд-во «Ноулидж», 2009г.
Е.Ф. Кургаев. Осветлители воды. М., Стройиздат, 1977.
Н.Н. Абрамов. Водоснабжение. М., Стройиздат, 1974год.


-7-

Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации