Навігація
Головна
ХІМІЧНІ МЕТОДИ ОЧИЩЕННЯ СТІЧНИХ ВОДФІЗИКО-ХІМІЧНІ СПОСОБИ ОЧИЩЕННЯ СТІЧНИХ ВОДТЕРМІЧНІ метод очищення і знешкодження СТІЧНИХ ВОДгідромеханічним способом очищення стічних водФільтрування водиОчищення стічних водФільтрування аерозольних частокСпорудження для біологічного очищення стічних водПерекачування стічних водСтічні води
 
Головна arrow Екологія arrow Теоретичні основи захисту навколишнього середовища
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Фільтрування стічних вод

У процесі очищення стічних вод доводиться мати справу з великою кількістю води, тому застосовують фільтри з сітчастими елементами (мікрофільтри і барабанні сітки) і фільтри з фільтруючим зернистим шаром, для роботи яких не вимагається високих тисків.

Механізми вилучення частинок з води на фільтрах з зернистим шаром:

проціджування з механічним витяганням частинок;

гравітаційне осадження;

інерційне загарбання;

хімічна адсорбція;

фізична адсорбція;

адгезія;

коагуляционное осадження;

біологічне вирощування.

У загальному випадку ці механізми можуть діяти спільно і процес фільтрування може складатися з трьох стадій: перенос часток на поверхню речовини, що утворює шар; прикріплення до поверхні; відрив від поверхні.

За характером затримування зважених часток розрізняють два види фільтрування: фільтрування через плівку (осад) забруднень, що утворяться на поверхні зерен завантаження; фільтрування без утворення плівки забруднень.

У першому випадку затримуються частинки, розмір яких більше пор матеріалу, потім утворюється шар забруднень, який також є фільтруючим матеріалом. Такий процес характерний для повільних фільтрів, які працюють при малих швидкостях фільтрування.

У другому випадку фільтрування відбувається в товщі шару завантаження, де частинки затримуються на зернах фільтруючого матеріалу адгезійними силами. Такий процес характерний для швидкісних фільтрів. Величина сил адгезії залежить від крупності і форми зерен, від шорсткості поверхні і її хімічного складу, від швидкості потоку і температури рідини, від властивостей домішок.

Прилипли до поверхні завантаження частки постійно відчувають вплив рухомого потоку, який зриває їх з поверхні фільтруючого матеріалу. При рівності числа частинок, що надходять в одиницю часу на поверхню фільтруючого шару і покидають її, настає насичення поверхні і вона перестає освітлювати стічні води.

Важливими характеристиками пористої середовища є порозность і питома поверхня.

Порозность залежить від структури пористого середовища і пов'язана як з розміром зерен (елементів) завантаження, так і з їх формою і укладанням. Якщо позначимо порозность як частку вільного об'єму між тілами від загального обсягу завантаження через ε, а частку обсягу, займану тілом через ν, то ε = 1 - ν. При ε = 0 пориста середу перетворюється на суцільне тіло, а при ε = 1 - в максимальне пористе тіло, коли розміри стінок твердої речовини нехтує малі. При вільної засипці кулястих частинок частка вільного об'єму становить ε = 0,4.

Питома поверхня пористого шару визначається не тільки порозностью, але й пористістю окремих зерен шару, а також залежить від форми зерен. Коефіцієнт форми суттєво впливає на ємність пористого фільтруючого шару і коефіцієнт гідравлічного опору.

Питома поверхня пористого шару а являє собою поверхню зерен фільтруючого матеріалу, що знаходяться в одиниці об'єму, зайнятого шаром, м 2 / м 3. Зв'язок між питомою поверхнею та іншими характеристиками шару здійснюється за допомогою співвідношення

(10.22)

де Ф - фактор (коефіцієнт) форми елемента завантаження, який визначається співвідношенням Ф = S ш / S ч (S ш - поверхню кулі, що має той же об'єм, що і даний елемент завантаження з поверхнею S ч); d е - еквівалентний діаметр зерен шару, тобто діаметр еквівалентного кулі, що має такий же обсяг, як і елемент завантаження, м.

Фактор форми для округлих зерен укладений в межах між Ф = 1 (для правильних куль) і Ф = 0,806 (для правильних кубів). Для циліндричних частинок фактор форми змінюється в залежності від відношення висоти циліндра h u до його діаметра du. Наприклад, Ф = 0,69 при h u / d u = 5; Ф = 0,32 при h u / d u = 0,05.

На основі внутрішньої задачі гідродинаміки, що розглядає рух усередині каналів, що утворюються порожнечами між елементами шару, запропоновано вираз, за зовнішнім виглядом аналогічне рівнянню для визначення втрати тиску на тертя в трубопроводах:

(10.23)

де λ - загальний коефіцієнт опору, що відображає вплив опору тертя і місцевих опорів, що виникають при русі рідини (газу) по каналах шару і обтіканні окремих елементів шару; H - висота шару, м; ρ 0 - щільність рідини або газу; - Фіктивна (приведена) швидкість рідини чи газу, що розраховується як відношення об'ємної витрати рухомого середовища до всієї площі поперечного перерізу шару, м / с; ε - порозность шару.

Значення λ знаходять по рівнянню

(10.24)

Критерій Рейнольдса визначають за формулою

(10.25)

де μ 0 - динамічна в'язкість рідини чи газу.

Якщо невідомо значення а, можна використовувати вираз, отримане виходячи з зовнішньої задачі гідродинаміки при обтіканні окремих елементів шару:

(10.26)

де d ч - діаметр елементів завантаження правильної кульової форми; для елементів неправильної форми d ч = d е

Критерій Рейнольдса в цьому випадку розраховують за формулою

(10.27)

де

Кінетика фільтрування та матеріальний баланс описуються рівняннями:

(10.28)

(10.29)

При вирішенні цих рівнянь виходить загальне рівняння процесу:

(10.30)

де с - концентрація завислих речовин у стічних водах; х - довжина ділянки каналу, на якому відбувається виділення домішки; а і b - константи швидкості відриву і прилипання частинок; q - концентрація осаду; ν Ф - швидкість фільтрування.

Тривалість роботи фільтра до проскакування є часом захисної дії Тривалість роботи фільтра до проскакування часток в фільтрат визначають за формулою

(10.31)

де l - товщина фільтруючого шару; d ч - розмір часток фільтруючого шару; k і s 0 - константи, що залежать від концентрації завислих речовин у вихідній і освітленої стічній воді.

Зважені речовини при проходженні через шар матеріалу зменшують порозность і змінюють поверхню. Опір фільтруючого шару зростає в міру проходження стічної води.

 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
data-override-format="true" data-page-url = "http://stud.com.ua">

Cхожі теми

ХІМІЧНІ МЕТОДИ ОЧИЩЕННЯ СТІЧНИХ ВОД
ФІЗИКО-ХІМІЧНІ СПОСОБИ ОЧИЩЕННЯ СТІЧНИХ ВОД
ТЕРМІЧНІ метод очищення і знешкодження СТІЧНИХ ВОД
гідромеханічним способом очищення стічних вод
Фільтрування води
Очищення стічних вод
Фільтрування аерозольних часток
Спорудження для біологічного очищення стічних вод
Перекачування стічних вод
Стічні води
 
Дисципліни
Агропромисловість
Аудит та Бухоблік
Банківська справа
БЖД
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Нерухомість
Менеджмент
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
Соціологія
Статистика
Техніка
Страхова справа
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Пошук