Politechnika Warszawska

Wydział Inżynierii Środowiska

Zakład Zaopatrzenia w Wodę i Odprowadzania Ścieków

TECHNOLOGIE UZDATNIANIA WODY

ćwiczenia laboratoryjne

Temat: Sedymentacja

Wykonali: Aleksandra Sacewicz,

Ewelina Buława,

Dagna Kolaszewska,

Andrzej Wolski ,

Krystian Sarnowski.

1. Wstęp teoretyczny

Sedymentacja jest to proces opadania rozdrobnionego ciała stałego w płynie pod wpływem siły ciężkości, jeżeli gęstość opadającej cząsteczki jest większa od gęstości wody.

Sedymentacja jest to jeden z podstawowych procesów stosowanych do oczyszczania wody a także ścieków. Opadanie cząstek w wodzie zależy od:

• stężenia tych cząstek w wodzie ( przy małej liczbie cząstek każda z nich opada oddzielnie- opadanie swobodne, przy dużym ich stężeniu cząstki oddziaływają na siebie- opadania skupione),

• kształtu cząstek,

• stopnia rozwinięcia powierzchni cząstek,

• rodzaju ruchu występującego w wodzie,

• temperatury.

Przebieg swobodnego opadania cząstek w wodzie można określić za pomocą wzorów Stokesa dla ruchu laminarnego płynu, Allena dla ruchu przejściowego płynu i Newtona dla ruchu burzliwego płynu.

Do badań przebiegu procesu sedymentacji zawiesin nie ulegających flokulacji stosuje się metodę tzw. cylindrów Spilnera, natomiast do określania przebiegu procesu sedymentacji zawiesin flokulujących zarówno w wodzie, jak i w ściekach stosuje się metodę Campa.

Metoda cylindrów Spilnera oparta jest na założeniu, że osadzanie zawiesin w cylindrach o wysokości 432mm w warunkach laboratoryjnych i w eksploatowanych osadnikach o głębokości od 4 do 6 metrów zachodzi w jednakowy sposób, a wyniki można przenosić z jednej skali na drugą. Przy użyciu cylindrów Spilnera określamy tzw, wskaźnik opadalności zawiesin- A/B, gdzie A to ilość zawiesin które osadziły się w cylindrze do momentu pełnego osadzenia się cząstek opadających z prędkością u=1,2 mm/s (t=6min), w stosunku do całkowitej ilości zawiesin wyrażone w procentach. B natomiast wyraża w procentach ilość zawiesin osadzonych do momentu całkowitego osadzenia się cząstek opadających z prędkością u= 0,1mm/s (t=72 min), w stosunku do całkowitej ilości zawiesin.

2. Cel i zakres ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest wykonanie badań technologicznych procesu sedymentacji zawiesin w wodzie według metody cylindrów Spilnera. Zakresem ćwiczenia jest określenie współczynnika opadalności zawiesin dla ustalonych prędkości sedymentacji.

3.Wyniki badań

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	0	-	-	0,5726	0,7940	-	-
1	6	1,2	1919	0,6116	0,8460	10,59	3,96
2	36	0,2	942,4	0,5848	1,5208	42,28	2,56
3	72	0,1	484,5	0,6038	1,5650	43,41	2,51

Obliczenia:

Objętość cylindra Spilnera: V=0,5 l

• Sedymentacja (czas opadania 6 min)

Masa opadłej zawiesiny:

[(0,8460-0,6116)/2,214] · 100%=10,59%

Stężenie zawiesiny pozostałej:

(2,214-0,2345)=1,9795 g/l

• Sedymentacja (czas opadania 36 min)

Masa opadłej zawiesiny:

[(1,5208-0,5848)/1,9795] · 100%=47,28%

Stężenie zawiesiny pozostałej:

(2,214-1,0468)=1,1672 g/l

• Sedymentacja (czas opadania 72min)

Masa opadłej zawiesiny:

[(1,5650-0,6038)/1,1672] · 100%=82,35%

Wskaźnik opadalności zawiesin: A/B=0,1059/0,8235=0,129

4.Wnioski

Obserwując wyniki można stwierdzić, że wraz ze wzrostem czasu opadania zawiesiny mętność zmniejszała się oraz wraz ze wzrostem czasu opadania masa opadłej zawiesiny wzrastała, a stężenie zawiesiny pozostałej malało. Efektywność procesu sedymentacji zależy od czasu opadania zawiesiny w cylindrze Spilnera, im dłuższy czas opadania zawiesin, tym otrzymujemy lepszy efekt procesu. Wskaźnik opadalności zawiesin: A/B wynosi 0,129.

---