Politechnika Zielonogórska

Wydział Budownictwa

I Inżynierii Sanitarnej

Kinetyka frakcji zawiesin na podstawie badań w kolumnie sedymentacyjnej

                                                                          Wykonały:     

                                                                                    HONORATA KURIATA

                                                                   HONORATA JURGA

                                      MARTA SZNAJDROWSKA

1. CZĘŚĆ TEORETYCZNA

              Sedymentacja jest procesem stosowanym do wydzielenia cząstek stałych ze ścieków. Na cząstki stałe opadające w cieczy działają siły ciężkości , wyporu oraz oporu ośrodka. Siła wypadkowa nadająca ruch cząstce jest równa różnicy sił ciężkości oraz oporu i wyporu.

    W zależności od charakteru i zawartości zawiesin w ściekach rozróżnia się sedymentację :

Ø     Odrębnych cząstek – proces dotyczy usuwania zawiesin  ziarnistych , np. piasku, miału węglowego itp. Cząstki te opadają oddzielnie , nie oddziałują na siebie i nie zmieniają podczas sedymentacji wielkości , kształtu i gęstości. Prędkość ich opadania jest stała.

Ø     Zawiesin kłaczkowatych – zachodzi często w surowych ściekach miejskich , a także w przemysłowych o zawartości zawiesin nie przekraczającej 500g/m3. Wskutek łączenia się cząstek , prędkość ich opadania wzrasta  wraz z głębokością osadnika.

Ø     Sedymentacja strefowa – zachodzi w ściekach , w których zawartość jednorodnych zawiesin kłaczkowatych przekracza 1000g/m3. Proces ten może jednak zachodzić również w ściekach o dużej zawartości zawiesin niekłaczkujących. Przykładem tej sedymentacji jest grawitacyjne zagęszczanie osadów ściekowych.

W związku z sedymentacją zawiesin kłaczkowatych sprawdzoną i dającą powtarzalne wyniki metodą jest metoda Eckenfeldera i O`Connora. Aparatura doświadczalna składa się z kolumn sedymentacyjnych.

Celem badań jest określenie efektów usuwania zawiesin opadających z różną prędkością w zależności od czasu sedymentacji i głębokości kolumny. Sporządza się wykres tej zależności , a następnie wykreśla wyrównane krzywe dla różnych stopni usuwania zawiesin h1 , h2 , h3 .... wynoszących np.10 ,40 , 60%. Dla poszczególnych czasów sedymentacji wyznacza się miarodajne prędkości opadania zawiesin wg wzoru:

                                  Vo = H/t  [m/h]                                                                

oraz całkowite efekty usuwania zawiesin. W danym czasie t ze ścieków będą usunięte w całości wszystkie cząstki o prędkości opadania v³vo , cząstki o prędkości opadania v<vo będą natomiast usunięte w stosunku v/vo. Wychodząc z tego założenia , całkowity efekt usunięcia zawiesin dla określonego czasu t i głębokości kolumny sedymentacyjnej H można wyznaczyć ze wzoru:

            hc = h1 + h1/H( h2 - h1 ) +h2/H( h3 -h2 ) + …

gdzie:

          h1 , h2 , h3 ... wysokości pomiarowe

          h1 , h2 , h3 – stopień usuwania zawiesiny wyznaczony wg wzoru:

                                  h =

          gdzie:

          Co – stężenie zawiesiny w ściekach surowych [mg/l]

          C – stężenie zawiesiny w ściekach po sedymentacji [mg/l]

Na podstawie wyznaczonych wartości sporządza się wykresy określające zależność stopnia usuwania zawiesin od czasu sedymentacji i prędkości opadania.

2. CEL ĆWICZENIA

Określenie efektów usuwania zawiesin opadających z różną prędkością w zależności od czasu sedymentacji i głębokości kolumny sedymentacyjnej.

3. WYKONANIE ĆWICZENIA

        Do rury ustawionej na statywie wlewamy ścieki do oznaczonego poziomu . Po upływie 30 min. od momentu napełnienia pobieramy próbki ścieków z rury z 6 poziomów celem oznaczenia zawiesin. To samo wykonuje się po czasach 60 i 90 minut.

Następnie próby te wraz z próbą ścieków surowych , które nie sedymentowały zostają odparowane i wysuszone w wysokiej temperaturze do stałego ciężaru i w ten sposób otrzymujemy wyniki zawiesin.

WYNIKI