Sprawozdanie z techniki oczyszczania i uzdatniania wody.
Temat: Sedymentacja zawiesin.
Grupa V: Tomasz Wrzosek, Michał Czurak, Paweł Galanty, Maciej Biernacki, Paweł Turowicz.
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.
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.
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.
Wyniki badań
tablica 1
| Wyniki badań procesu sedymentacji zawiesin w cylindrze Spilnera |
|---|
| Lp |
| Woda surowa |
| 1 |
| 2 |
| 3 |
Obliczenia:
Objętość cylindra Spilnera: V=0,5 l
Sedymentacja (czas opadania 6 min)
Masa opadłej zawiesiny:
[(0,929-0,587)/2,25] · 100%=15,2%
Stężenie zawiesiny pozostałej:
(2,25-0,342)=1,908 g/l
Sedymentacja (czas opadania 36 min)
Masa opadłej zawiesiny:
[(1,521-0,567)/1,908] · 100%=50%
Stężenie zawiesiny pozostałej:
(2,25-(1,908-0,954))=1,296 g/l
Sedymentacja (czas opadania 72min)
Masa opadłej zawiesiny:
[(1,714-0,569)/1,296] · 100%=34,8%
wykres 1
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.