Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Строительство arrow Водоснабжение

ОСВЕТЛЕНИЕ ВОДЫ В СЛОЕ ВЗВЕШЕННОГО ОСАДКА

СВОЙСТВА ВЗВЕШЕННОЙ КОНТАКТНОЙ СРЕДЫ

Метод обработки воды в слое ранее образованного взвешенного осадка широко используют в технологии ее осветления, обесцвечивания, умягчения, дефторирования, обезжелезивания и обескрем- нивания.

Идея осветления предварительно обработанной реагентами природной воды во взвешенном слое осадка принадлежит профессору С.Х. Азерьеру. Осветлители со слоем взвешенного осадка применяют на первой ступени водоподготовки, как и отстойники. Они могут успешно работать только при условии предварительной обработки воды коагулянтом. Эти сооружения обеспечивают более высокий эффект осветления воды (до 5—10 мг/л), чем отстойники. Однако конструктивно и в эксплуатации они более сложны.

Достоинства осветлителей обусловлены наличием слоя взвешенного осадка или контактной среды. Контактная среда имеет большую развитую поверхность образующих ее частиц, оказывает благоприятное действие на процессы коагуляции, сорбции, адгезии продуктов водообработки, способствует более равномерному распределению обрабатываемой воды по сечению осветлителя и позитивно влияет на гидравлический режим и параметры потока (гасится турбулентность, увеличивается коэффициент объемного использования сооружения и т.д.); кроме того, улучшается гидравлическая характеристика взвеси (скорость осаждения возрастает в 2—3 раза по сравнению со скоростью осаждения в отстойнике за счет увеличения размеров хлопьев и их плотности). Значительно повышается эффект очистки за счет более полного использования применяемых реагентов и свойств контактной среды.

Воду, обработанную реагентами, подают в осветлитель снизу. Равномерно распределяясь по его площади, она поднимается вверх, проходит через взвешенный слой осадка, осветляется и обесцвечивается в результате контактной коагуляции. Взвешенный слой состоит из грубодисперсных частиц и скоагулированных хлопьев взвеси, которые непрерывно хаотично движутся, но весь слой в целом неподвижен. Он находится в состоянии динамического равновесия, обусловленного равенством скорости восходящего потока и средней скорости осаждения хлопьев, которая отлична от гидравлической крупности взвеси. Это объясняется так называемым стесненным осаждением частиц, на котором основана работа осветлителей. Основные закономерности стесненного осаждения были установлены Д.М. Минцем, Е.Ф. Кургаевым и др. Физическая сущность стесненного осаждения заключается в изменении гидродинамических условий обтекания частиц жидкостью при увеличении их концентрации. Из-за взаимной близости частиц свободное обтекание их, имеющее место при осаждении индивидуальной частицы в безграничном объеме жидкости при малой концентрации, трансформируется в особый род движения через своеобразную пористую среду, которой является концентрированная масса осаждающихся частиц или взвешенный в восходящем потоке их слой. Это движение воды рассматривается как движение через пористую среду.

Характерная особенность стесненного осаждения состоит в том, что скорость осаждения частиц, которая всегда меньше скорости свободного выпадения, т.е. гидравлической крупности, зависит не только от их размеров и массы, но и от концентрации. Так, например, при объемной концентрации, равной 10%, скорость осаждения частиц в 2 раза меньше по сравнению с их гидравлической крупностью. Взвешенный в восходящем потоке слой хлопьев находится в состоянии стесненного осаждения, поэтому частицы не выносятся с потоком в зону осветления и не декантируют.

Благодаря тому что скорость стесненного осаждения зависит от концентрации взвешенного слоя, он сохраняется в широком диапазоне изменения скоростей восходящего потока. Каждому значению восходящей скорости потока соответствует определенная в данных условиях концентрация частиц слоя: чем больше скорость, тем меньше концентрация. Скорость свободного осаждения частиц является верхним пределом существования взвешенного слоя. Когда скорость восходящего потока приближается к этой величине, слой размывается и перестает существовать. Нижний предел существования взвешенного слоя — минимальная скорость восходящего потока, при которой силы гидродинамического воздействия потока на частицы меньше их силы тяжести. В этом случае частицы плотной массы декантируют. Скорость восходящего потока в осветлителях лежит между этими пределами.

Высота взвешенного слоя с увеличением скорости потока растет, а с уменьшением скорости верхняя граница слоя снижается. При этом объемная концентрация твердой фазы в слое изменяется обратно пропорционально его высоте.

Стесненное осаждение играет очень важную роль в работе осветлителей со взвешенным осадком. Оно определяется поведением взвешенного слоя — основного рабочего элемента этих сооружений, в которых идет процесс обработки воды.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы