Кинетика выпадения и всплывания грубодисперсных примесей

При расчете отстойных сооружений (отстойников для взвешенных веществ и смол, ловушек для масел и нефтепродуктов, шламонакопителей и т. п.) требуются данные о скорости осаждения или всплывания (о так называемой гидравлической крупности) взвешенных частиц, обеспечивающей необходимую или возможную степень очистки воды. Такую скорость определяют на основании кинетики осаждения или всплывания грубодисперсных примесей.

Кинетику осаждения или всплывания следует определять сейчас же после отбора проб сточных вод, так как только в этих случаях получаются результаты, которые могут быть использованы для расчетов аппаратуры. Объясняется это тем, что и содержание грубодисперсных примесей, и дисперсность нерастворимой в воде фазы изменяются при стоянии. Образуются смолы из веществ, растворимых в воде, могут образоваться осадки вследствие выделения водой диоксида углерода или, наоборот, вследствие поглощения ею СО2 из воздуха, может произойти агломерация частиц взвешенного осадка, что отразится на кинетике их выпадения, и т. д. Плотность одной и той же смолы при разных температурах может быть больше или меньше единицы, т. е. при одной температуре смола окажется тонущей, при другой —всплывающей.

Роль температуры воды настолько велика, что во многих случаях рекомендуется определять кинетику выпадения для двух крайних из возможных температур — максимальной и минимальной. За максимальную температуру можно принять ту, при которой сточная вода поступает в отстойник, а за минимальную условно можно принять 16—20 °С.

Измерение объема, занимаемого осевшими (или всплывшими) грубодисперсными примесями

Тщательно перемешав анализируемую сточную воду, переносят ее в цилиндр Лысенко вместимостью 500 или 1000 мл, наливая до верхней метки, еще раз перемешивают и через определенные промежутки времени (например, через 5, 10, 15, 20, 30, 45, 60, 90 и 120 мин) отмечают объем, занимаемый осевшими частицами. Через 20 мин от начала отстаивания и за 3 мин до всех последующих измерений осторожно 3 раза придают жидкости в сосуде вращательное движение. Если через 2 ч сточная вода полностью не отстоялась, продолжают наблюдения (в течение 3— 12 ч).

Результаты определения выражают в виде отношения (в процентах) объема, занимаемого выпавшим осадком, к объему взятой для определения сточной воды. Эту величину находят для каждого времени отстаивания.

Полученные результаты представляют обычно в виде кривых, откладывая по оси абсцисс время от начала опыта, в течение которого происходило отстаивание, а по оси ординат — указанное выше процентное отношение.

Происходящее с течением времени уплотнение собравшегося на дне цилиндра осадка и, следовательно, уменьшение занимаемого им объема приводит к искажению получаемых этим методом результатов оседания грубодисперсных примесей. Получаемая в таком случае кривая не может характеризовать скорость оседания грубодисперсных примесей, и потому для расчета отстойников непригодна. Но если осадок из отстойника периодически удаляется, такую кривую можно использовать для расчета объема шламонакопителя. При определении этим методом кинетики всплывания легких грубодисперсных примесей применяют цилиндр Лысенко с хорошо: притертой пробкой. Цилиндр заполняют доверху анализируемой сточной водой (последняя должна переливаться через край), закрывают цилиндр пробкой, следя за тем, чтобы в жидкости не осталось пузырьков воздуха и, перевернув его пробкой вниз, оставляют стоять. Через те же промежутки времени, что и при oпределении кинетики оседания тяжелых частиц, отмечают объем всплывших на поверхность частиц смолы или других всплывающих веществ, после чего вычерчивают кривую, аналогичную описанной выше.

Другое по теме

Экология и концепция биосферы
Биосфера представляет собой наиболее обширное объединение живых существ. Биосферу можно определить как систему биогеоцензов, или живых сообществ. Ввиду сложности такого объединения представл ...

Экологическиий обзор города Электросталь
Согласно информации, представленной Московской областной экологической комиссией, города Подмосковья разделены на три группы: 1) Группа с «критической» экологической обста ...