Trzy warunki okreslajace prawidłowość zaprojektowanego osadnika: przepł. laminarnyRe˂12.500(bliskie580) przepł. Stabilny: 10^-6≤Fr bliskie 1 i warunek prędkości : V≤1cm/sek
Reakcje zmiekczania wody metodami chemiczny
Zmiękczanie fosforanami – zapew. usuniecie tw weglan., niewegl.. Dod.do wod. fosfor. Sod. Powod. wytrac. b. trudno rozpusz. Fosforanów. Ca i Mg. Najlepsze efekty zmiękcz. zapewnia Na3PO4 który wiąże jony Ca2+ i Mg2+ w trudno rozpusz.fosforany: 3Ca(HCO3)2 + 2Na3PO4 Ca3(PO4)2 + 6NaHCO3 ///// 3CaSO4 + 2Na3PO4 Ca3(PO4)2 + 3Na2SO4 //// 3MgCl3 + 2Na3PO4 Mg3(PO4)2 + 6NaCl Zmiękczanie metoda wapniowo sodowa Ca(OH)2 +Na2CO3 CaCO3 + 2NaOH /// CO2 +NaOHNa2CO2+H2O ///CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 +H2O /// Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 2CaCO3 +H2O /// Mg(HCO3)2 + 2Ca(OH)2 2CaCO3 +Mg(OH)2+H2O /// MgSO4 + Ca(OH)2 + Na2CO3Mg(OH)2+CaCO3+ Na2SO4 /// CaSO4+Na2CO3 CaCO3 + Na2SO4
Jeśli dawka Ca(OH)2 jest za mala to reakcja może przebiegac z wytworz. Kwasn. weglanu sodow. którego obec. w wodzie jest niepożądana Ca(HCO3)2 + Na2CO3 CaCO3 +2NaHCO3 Metoda ługowo – sodowa CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O/////Ca(HCO3)2 + 2NaOH CaCO3 + Na2CO3+H2O/// Mg(HCO3)2 + 4NaOH Mg(OH)2+2Na2CO3 +2H2O///MgSO4+2NaOHMg(OH)2 + Na2SO4 ///CuSO4+Na2CO3CaCO3 +Na2SO4 Zmiękczanie za pomoca jonitow Wym. Jon. w cyklu sodow. lub wodorow. na kationitach silnie kwaś. – us tw węglan. i niewęglan. Wym. przebiega zgod. z reakcjami W cyklu sodowym [Kt]-Na2 + Ca(HCO3)2 > [Kt]-Ca +2NaHCO3 //// [Kt]-Na2 + Mg(HCO3)2 > [Kt]-Mg + 2NaHCO3 /// [Kt]-Na2 + CaCl2 > [Kt]-Ca +2NaCl /// [Kt]-Na2+MgSO4 > [Kt]-Mg +Na2SO4 W cyklu wodorowym [Kt]-H2 + Ca(HCO3)2 > [Kt]-Ca + H2O + CO2 /// [Kt]-H2 + MgCl2> [Kt]-Mg +2HCl ///KtH+MgSO4 > KtMg +H2SO4
Dekarbon. W. wapnem (w.chłod.) Poleg. na usun. z wody tw. weglan przez wytrac. się trudno rozpusz zw Ca oraz czesciowo Mg. Uzyskuje się to dawkując do wody CaO w postaci mleka lub w.wapiennej. Ca(HCO3)2+Ca(OH)2 2CaCO3 +2H2O ///Mg(HCO3)2 + Ca(OH)2 MgCO3 +CaCO3 +2H2O // MgCO3 + Ca(OH)2Mg(OH)2 +CaCO3 ///Mg(HCO3)2 +2Ca(OH)2 2CaCO3 +Mg(OH)2 +2H2O Dla mlek wapien DCaO=28(Twg+CO2) [gCaO/m3] Dla w.wapien. DCaO=28(Twg +CO2+Ww ∙ Tnwg Mg)/// Ww=DCaO/(DCaO+ r) gdzie,r - rozp CaO [g/m3] w danej temp
Narysuj przkroj Pulsatora-opis oczyszczania wody
Puls. To urz. Do koag. Wody, rzadko w oczyszcz.ściek. komory o rzucie kwadr. W centrum znajd. Się kolumna centr., do ktorej woda dopł. z koagul. Na górze pompa próż. W celu podniesienia cieczy w stos. Do poziomu w zbior. Po utworz. Próżni otwieramy zawór na górze i nast. Szybkie opadn. Wody w kolum.= pulsacja wytw. W zewn. Części kolumny woda jest w ruchu pulsacyjnym. Uzyskuje się doskon. Wymiesz. Pulsator posiada ścianki, przez które przelewa się zawiesina ograniczona wysokością, osad jest odpomp. Zaleta: równo: mieszanie i flokulacja.woda płynie przez zawieszony filtr b. czysta woda
Demineralizacja wody w procesie wymiany jonowej- regeneracja kationu i anionu???
Demin.wody polega na usun.z niej wszystkich kat. i anion. Częśc. Usuw. jonów to odsalanie. Do usuw.soli z wody stos. się met. Termicz., elektroch.. , proc.membran. i wymianę jon. Wym.kat. i anion. zapewnia ukł. Techn. Składaj. się z proc. Dekationiz.(na kat.) i deanion. (na an.). Zastos. silnie kwaśn.kat.(pracuj. w cyklu wodor.) pozwala na wym.wszyst. przeciw-jonów na jony H. Usun. z oczysz.wody wszyst. an. uzyskuje się stos. silne zas. anionity pracuj. w cyklu OH. Zastos. anionitów słabo zasad.nie zapewni wym. Anion. Słab.kwasów, więc w wodzie będą CO2 i SiO2. Do usun. CO2 wymag. jest odgazow., zainstalow. w ukl.urządzeń przed anionitem silnie zasad. poprawia war. pracy. Zastos. silnego kat. w formie H zapewnia całk. Dekat., a w wod. po kation. są kwasy, SiO2 i CO2. Słabo zasad.anionit nie usuwa anion. słabych kwas., stad po dekat. i Dean. w w. są SiO2i CO2. CO2 można usunąć z w. kierując na odgaz. CO2. Jeżeli woda charakt.się znaczną tward.węgl., to ze wzgl. Ekonom. Korzyst.jest stos.najpierw kationitu słabo kwaś. w formie H a nast. silnie kwaś. kationity. Jeżeli z w.musi być usun. kw. Krzem. Stos. się silnie zasad. anionit. Technol. jonitowej deminar. może obejm.: - jonitową dekarb. -1- lub 2stopn. Dekation.; - 1- lub 2stopn. Deanion.// - usuw. CO2 ///- jonitowe odkrzem. REGENER. JONITÓW: wprow. Się Na lub H, który ulega osadzeniu a wypierane są Ca lub Mg, w miejscu wprow. NaOH,HCl powst. Ścieki poregeneracyjne o duż. Stęż. Soli wymytych
Definicja koagulacji i wytrącania koloidow
– istotą proc. jest zmniejsz. Stop.dyspersji ukł. Koloidaln. w wyniku laczenia się poje dyn.czast.fazy rozproszonej w wieksze skupiska, które nastep. mogą być skute cz. Usuw. z wody w proc. Sedym. W wyniku koagul. usuwane sa z wody czastki trudno opadaj. oraz koloidalne decyduj.o mętn. lub intensywn. barwy. Koagul.zachodzi w 2 fazach: 1 wystep bezpośrednio po dod.koagul., trwa kilka sek., przebiegaja reakcje chem i fiz prowadzace do destabilizacji czast. Koloid.. 2 – flokulacja,(trwa znacznie dłużej) w wyniku transp. i zderzen czastecz. destabilizow. powstaja klaczki, które mogą być skutecznie usuwane z wody w procesach sedymentacji/flotacji, filtracji
Potencjał dzeta – mierzony jako ruchliwość elektrofonetyczna cząstek definiuje stabilność cząstek koloidalnych
Siły oddziałujące na cząsteczkę swobodnie zawieszona a takze mozliwe warunki hydrauliczne
Opad. Swob. jest przy małej licz. cząstek. Wówczas każda cząst. opada oddzielnie, nie oddziałując na cząstki sąsiednie i nie zmien. ich właś. Fiz.. Stosow. Najczęściej w przyp. zawiesin ziarnistych. Cząstka najpierw opada ruchem przysp., a po krótkim czasie nast. Równ. między siłami oporu, a siłą ciężkości i cząst. zaczyna opadać r. jednostajnym. Warunki: Opadanie laminarne 10-4<Re<0,4, przejściowe:
0,4<Re<500, burzliwe 1000<Re<2*105 Cząstki którym odpowiada l. Re<10-4 podlegają ruchom Browna i nie opadają. Do ich usuw. stosuje się koag. Natomiast cząstki dla których Re>2*105.porusz.się z prędk. występującymi w balistyce.:
Indeks stabilności i termostabilności wody- warunki stabilnosci lub korozyjności
Indeks stab. J=pHrzecz./pHsaturacji /// J=1 (stabilna) J˂(korozyjna) J˃1(wytrąca się CaCO3)
Indeks termost. J2=(m0-m)*50 [gCaCO3/m2] Tw ≤ 40+kolidy dwukrotnie zagęszczone(stabilna)
Tw ˃285 – niestabilna (m0 – zasadowosc Zm w.surowej; m – zasad. Zm z nadmiarem CaCO2)
Szer.En.wym.typ.Ka;an.Kat.:Li+˂Na+˂NH4+˂K+˂Mg2+˂Co2+˂Al2+˂Fe2+ An:Cl-˂NO3-˂SO32-˂CrO42-˂PO43-
twardosc weglanowa – nietrwała, przemijająca jest generowana przez sole kwaśne kwasu węglowego-wodorowęglany, razem z Tw nwg tworzy Tw ogólną. „nietrwała” ze wzgl na nietrw termiczną wodorowęglanów i podczas ogrzewania stają się nieroozp. W wodzie węglanami wytrącanymi z roztw.
co wpływa na korozyjność–O2, CO2, SO4,temp. przy dużym zasol. a więc przy przewodn.˃3000µS/cm jest b.duże zagrożenie korozyjnością
stabilizacja – w przypadku b. małej Tw. Polega na wprow. Fosforanów Ca,Mg,które pozost. W wodzie/roztw. w formie zawiesiny miękkiej (nie osadza się na ściankach, nie tworzy kamienia)
co znaczy ze wytraca się w wodzie weglan wapnia – prowadzony jest proc. Dekarboniz.
Czyn. Powod. Koagulacje Dod. elektrolitu który zmniejsza potencjal elektrokin. i ulatwia aglomeracje koloidow obec.w wodzie, dodatek koloidu o ład. Przeciw. do ład. koloidow obec. w oczysz. wodzie co powod. Rozladow. cząst., naświet.Radioechem.(prom.γ,β,) dział. Mech. (miesz., wytrzas.), ogrzew., dehydratacja lub desolwatacja przez dod. Srodk. Odwadniaj., odparow. lub wymraż. ośrodka dyspersyjnego
KRATY Ich zad. jest usuw. ze sciek. Zaniecz.wystep. w postaci sub.stalych o duzych rozm. Proc. ten nosi nazwe cedzenia. Konstrukcje krat stanowi rzad metal. pretow ustaw. pionowo, pochylo lub w ksztalcie luku, najcz. w poprzek kanalu. Odlegl. miedzy poszczegol. pretami nazywa sie przeswitem. Ze wzg na wielk. Prześwit.kraty dzielimy na : - gęste- odstępy miedzy pretami 6-10 mm -średnie- odstępy miedzy prętami 20-25 i 30 -rzadkie- odstępy miedzy prętami 40-50 i 100 Ze wzg. na spos.ich oczysz. na : mech. Reczne Kraty koszowe- w zakł. Przemysł., skł. się z kosza, przez który przepł. ścieki, są wynurzane. Kraty schodowe- pręty ustawione są w formie schodów, ruchem do góry, ten ruch pozwala a właściwe sterowanie tym procesem
Podział filtrów Filtr.może być realiz. po klasyf. filtrów. Wg aktywn. złoża wyróż.: klarowanie (cedzenie mech.), katalityczne (złoże stan. kataliz.), jonitowe (wym. jony nie zmienia swojej postaci), mentralizatory (wchodzi w reakcje), sorpcyjne (sorpcja wnętrza pór). Filtry dzielimy: ze wzg. Na liczbę użytych mater. filtrac.: jednowarstw., wielowarst., mieszane ze wzg na prędk.: powolne, pospieszne, superpośpieszne.,zw wzg na sposób przepływu: grawitacyjne(otwarte), ciśnieniowe (zamknięte).
Piaskoweniki poziome Używane są do usuwania piasku o średnicy >0,2 mm, Wykorz. się tu pr. Sedym.. Piask. poziome bud.są w kształcie koryt przepływowych o prostokąt. i trapezowym. Zatrzym. piasku wymaga odpow.. prędk. Przepł., prędkość opadania w dół. Prędkość v=L/t, L –dl piaskownika, t-czas, Vo=H/t, H- wysokość, prędk. Przepł. przez prostokątny przekrój poprzeczny v=O/A, A=L*B, H-wys, B-szer., prędk. Przepł. powinna być=0,3 m/s, opad. piasku zachodzi w warunk. Turbul., A1=40000 do 250000 co jest dużo pow. wartości przepł. Q-580 stąd stosuje się korekte Qt=pierw.(V12-V2) [m3/m2s], dł. piaskownika ok. 18 m
koagulacjo objetosciowa urzadzenia w ciągu przepł. Mamy komorę szybk.miesz. i woln.miesz. do osadnika i filtrów posp. Proc. Koag. I flokulacji zachodzi tylko w części objętości W koag. Objętoś. I etap. jest dod. do oczysz. wody koagul., całkowite wymiesz. Zapewn.jednorodn. ukł. oraz hydroliza koagul..(najczęś. w Komor. Szybk. Miesz., czas 1-3 min). II etapem koagul.jest flokulacja - realizow. jest w Komor. wolnego miesz..Powstajace klaczki usuwane sa z układu
stosowane parametry i urzadzenia filtracji pospiesznej – pręd. 5-12m/h płukanie wodą 35-50m/h (5-10min) ekspansja złoża 25-40% filtracja8h. Filtry mogą być grawit.(otwarte 10-120m2) lub ciśnien.(zamknięte średnica 400-4000mm), płukanie od dołu przez złoże filtracyjne (zaniecz. zatrzymywane w całej objętości) urządzenia: walczaki pionowe, poziome, Dynasant
w jakich postaciach wystepuje CO2 w wodach naturalnych - CO2 związ.( węglanowy - wodorowęgl.)
CO2 wolny( równoważny, agresywny)
Napowietrzanie – uzdat.wody poleg. Na nasycaniu wody tlenem poprzez np. mieszanie,przedmuchiwanie
Odkwaszanie: polega głównie na usuw. Co2 agr., w wodach powierz. Powst. W proc. Koagul., met. Fiz: przejście CO2 do powietrza. Usuwane są inne gazy jak np. H2S,LZO
Warunki budowy i parametry technologiczne filtrów powolnych
FILTRY POWOLNE-proces filtracji przebiega wolno, mamy małą prędkość przepływu. Prędkość filtracji wynosi prawie zawsze 0,1m/h choć czasem dopuszczona jest do 0,2m/h. wiąże się to z wysokością warstwy filtracyjnej która wynosi 1 do 1,5m. F.powolne to jedyne urządzenia, w których mamy do czynienia z procesami fizycznymi, chemicznymi i biologicznymi jednocześnie. Woda doprowadzana jest na warstwę filtracyjną o określonej grubości z V=0,1m/s . po 2-3tygodniach wytwarza się galaretowata warstwa, która osiąga grubość 3m. zawiera ona mikroorganizmy, a więc zachodzą tutaj procesy biologicznego uzdatniania wody. Żel ten wygląda jak biało szara galareta. Stosując taką warstwę filtracyjną usuwane jest 99,9% bakterii. Po ok.3miesiącach warstwa zasklepia piasek do tego stopnia, że poziom wody nad piaskiem podnosi się i należy zwiększyć cieśninie do przefiltrowania. Po 3 mies. Taką warstwę zdejmuje się mechanicznie. F.powolne buduje się przykryte warstwą ziemi ze wzg.termicznych. umożliwia to zapewnienie stałej temp.wody w ciągu całego roku
Produkcja ClO2
Chlor w wodzie dysocjuje: Cl2+H2O↔HOCl+HCl,
HOCl↔H++OCl-, Chlor reaguje z azotanami i powst chloaminy NH3+ Cl2↔HCl+ NH2Cl , NH4++HCl↔NH3Cl+H2O+ H+,
NH3+ 2Cl2↔HCl+ NHCl2,
NH3+ 3Cl2↔HCl+ NCl3 ,Reakcje odwrotne:
HCl3+ H2O ↔HOCl+NHCl2 ,
NHCl2+2H2O↔HOCl+NH2Cl,
NH2Cl+ H2O+ H+↔ HOCl+NH4 , Skuteczna dezynfekcja w porównaniu do HOCl: HOCl-100%, NHOCl60%, NHCl22%, OCl- 12,5%
Wykres przedstawiający przebieg procesu chlorowania:
A: tworzenie chloramin, optymalne pH 8,4, NH3+Cl2→NH2Cl+H++Cl-,
NH2Cl+Cl2→NHCl2+H++Cl-,
przy pH <4,4 mogą powstawać trójchloroaminy NCl3 o
nieprzyjemnym zapachu.
B:
przy stosowaniu Cl2:NH3>4,4 chloraminy ulegają utlenianiu
4NH2Cl+3Cl2+H2O →N2O+N2+10HCl,
C:przy stosunku Cl2:NH3=7,34:1reakcja doprowadzana jest do końca i w wodzie pojawia się wolny tlen.
X:dawka Cl2/mg/l, Y: Cl2 powstały