Sprawozdanie z techniki oczyszczania i uzdatniania wody.

Temat: Sedymentacja zawiesin.

Grupa V: Tomasz Wrzosek, Michał Czurak, Paweł Galanty, Maciej Biernacki, Paweł Turowicz.

1. Wstęp teoretyczny
   Sedymentacją nazywamy proces opadania rozdrobnionego ciała stałego w płynie (ciecz lub gaz) pod wpływem siły ciężkości. Cząstki znajdujące się w wodzie opadają pod własnym ciężarem, jeżeli ich gęstość jest większa od gęstości wody.
   

2. Cel ćwiczenia i metodyka badań procesu
   Celem jest wykonanie badań obejmujących określenie wskaźnika opadalności zawiesin dla ustalonych prędkości sedymentacyjnych a także określenie zależności efektów usunięcia zawiesin z wody od czasu sedymentacji.
   Najprostszą i najbardziej upowszechnioną metodą przebiegu procesu sedymentacji zawiesin w wodzie jest metoda cylindrów Spilnera. Oparta jest na tym, że osadzanie zawiesin w cylindrach o danej wysokości (432 mm) w warunkach laboratoryjnych i w eksploatowanych osadnikach od 4 do 6 metrów zachodzi w jednakowych sposób, tak że wyniki można przenosić wiernie z jednej skali na drugą. Założenie jest słuszne, jeśli cząstki zarówno w cylindrze i osadniku opadają ze stałymi prędkościami wynikającymi z ich wymiarów i ciężaru.
   

3. Omówienie i wyniki badań
   Dla określenie wskaźnika opadalności zawiesin, wypełnia się badaną cieczą jednym cylindrem Spilnera, odczekujemy 6 minut, po czym otwieramy kran z cylindra i zlewamy 50ml cieczy razem z osadem, który w tym czasie opadły. Analogicznie postępuje w przypadku po czasie 36min i 72min. Ilość zawiesin, które się wytrąciły, odniesiona do całkowitej zawartości zawiesin w danej ilości cieczy (wykres na 1).
   Wielkości te odpowiadają prędkościom opadania „u”, np. u = 1,2 mm/s dla 6min. Należało również wykonać badania mętności wody pozostałej w cylindrze po zebraniu 50ml wody.
   Wszystkie wyniki badań przedstawiono w tablicy 1.
   
   

4. Wyniki badań

tablica 1

Wyniki badań procesu sedymentacji zawiesin w cylindrze Spilnera
Lp	Czas opadania t [min]	Prędkość opadania u [mm/s]	Mętność [NTU]	Masa sączka [g]	Masa sączka z zawiesiną [g]	Ilość opadłej zawiesiny [%]	Stężenie zawiesiny pozostałej po czasie t [g/l]
Woda surowa	-	-	3635	0,556	0,781	-	4,50
1	6	1,2	2908	0,587	0,929	15,2	6,84
2	36	0,6	1752	0,567	1,521	50	19,08
3	72	0,1	927	0,569	1,714	34,8	22,90

Obliczenia:

Objętość cylindra Spilnera: V=0,5 l

Waga zawiesiny dla wody przed sedymentacją

(0,781 - 0,556)10 = 2,25 [g]
Waga zawiesiny dla wody sedymentującej 6 min

0,929 - 0,587 = 0,342 [g]

• Sedymentacja (czas opadania 6 min)

[(0,929-0,587)/2,25] · 100%=54,3%

Waga zawiesiny dla wody sedymentującej 36 min

1,521 - 0, 567 = 0,954[g]

• Sedymentacja (czas opadania 36 min)

[(0,954 - 0,342)/2,25] · 100%=27,2%

Waga zawiesiny dla wody sedymentującej 72 min

1,714 - 0,569=1,145[g]

• Sedymentacja (czas opadania 72min)

Masa opadłej zawiesiny:

[(1,145 - 0,954)/2,25] · 100%=18,5%

wykres 1

5. Wnioski
   Wyniki naszego badania przedstawiają, że procent usuwanej zawiesiny z wody do prędkości sedymentacji jest adekwatny w stosunku do prędkości, od 1,2[mm/s] do 0,6[mm/s], w tej granicy efekt usuwania zawiesiny z wodzie jest w skali od 15% do 50%. Natomiast zawiesiny wolniej opadające, poniżej 0,6[mm/s] są bliższe skali powyżej 35% usuwanej zawiesiny. Efektywność procesu sedymentacji zależy od czasu opadania zawiesiny w cylindrze Spilnera, im dłuższy czas opadania zawiesin, tym otrzymujemy lepszy efekt procesu.

---