Раздел 1. Удаление и обработка осадков

Челябинск, 2008

 

 

УТВЕРЖДАЮ   Заместитель директора по НМРиИТ Челябинского монтажного колледжа   ______________ В.М. Иус «___»____________200__ г.

ОДОБРЕНА   Предметной (цикловой) комис­сией специальности «Водоснабжение и водоотведение» Протокол № _____ «___»_____________ 2008 г   Руководитель специальности _________ Т.М.Харченко

Составлена в соответствии с Государственными требованиями и требованиями предприятий к минимуму содержания и уровню подготовки выпускника по специальности 270112 «Водоснабжение и водоотведение».

 

СОГЛАСОВАНО

 

Заведующий заочного отделения

 

__________________ Ю.М.Бряков

 

 

Автор - Т.М.Харченко, преподаватель Челябинского монтажного колледжа

 

Рецензент - А.В.Квашнин, директор ООО «Челябтеплосервис»

РЕЦЕНЗИЯ

На методические рекомендации и контрольные задания

для студентов заочного отделения по дисциплине

«Удаление и обработка осадков природных и сточных вод»

для специальности 270112 «Водоснабжение и водоотведение»,

разработанную преподавателем Челябинского монтажного колледжа

Харченко Т.М.

 

Автором представлены методические рекомендации и контрольные задания для студентов заочного отделения специальности 270112 «Водоснабжение и водоотведение», в которых дано содержание учебной дисциплины, методические указания к выполнению лабораторных и практических работ, задания для письменной контрольной работы, а также перечень отчетных работ, определяющих тип, объем самостоятельной работы студента и форму отчетности.

Представленные методические рекомендации и контрольные задания, состоят из двух разделов на 36 аудиторных часов.

Структура методических рекомендаций удовлетворяет требованиям, предъявляемым к данной дисциплине.

Учебная литература указана в необходимом объеме.

Итогом изучения дисциплины является умение студентов определять основные свойства осадков природных и сточных вод, а также умение использовать методы обработки осадков для получения продукта с низким классом опасности, наносящего минимальный ущерб окружающей среде и пригодного для утилизации и использования в производстве.

Содержание рекомендаций удовлетворяет требованиям, предъявляемым к специалистам. В связи с загрязнением окружающей природной среды проблеме удаления и обработки осадков уделяется большое внимание, поэтому издание данных рекомендаций своевременно и необходимо для обучения студентов специальности 270112 «Водоснабжение и водоотведение».

 

Рецензент: директор ООО «Челябтеплосервис» А.В.Квашнин

I. СОДЕРЖАНИЕ

Пояснительная записка.……………………………………………………………..4

Тематический план………………………………………………………….……….7

Содержание учебной дисциплины………………………………………………….9

Раздел 1 «Удаление и обработка осадков природных вод»...……………..9

Раздел 2 «Удаление и обработка осадков сточных вод» …………...…….12

Методические указания к выполнению лабораторных и практических работ…………………………………………………………………………………...15

Перечень отчетных работ, определяющих тип, объем самостоятельной работы студента и форму отчетности ……………………………………………………..33

Содержание отчета и требования к его оформлению..………………………….33

Критерии оценки выполнения студентом отчетных работ ……………………..35

Литература………………………………………………………………………….40

Приложения

Приложение А …………………………...………………………………….41

Приложение Б.……………………………………………………………….42

Приложение В.……………………………………………………………….46

Приложение Г ……………………………………………………………….48

 

 

II. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

 

Программа учебной дисциплины «Удаление и обработка осадков природных и сточных вод» предназначена для реализации требований предприятий к уровню подготовки выпускников по специальности 270112 «Водоснабжение и водоотведение» в зависимости от отраслевой специфики.

Учебная дисциплина «Удаление и обработка осадков природных и сточных вод» является дисциплиной специализации. Дисциплина введена в целях реализации инновационной образовательной программы колледжа «Подготовка конкурентно-способных специалистов для реализации национального проекта «Доступное и комфортное жилье – гражданам России» в рамках национального проекта «Образование». Введение данной дисциплины рассмотрено комиссией специальности 270112 «Водоснабжение и водоотведение» (протокол №9 от 18.05.07) и утверждено заместителем директора по учебной работе.

Рабочая программа дисциплины определяет общий объем знаний, подлежащий обязательному усвоению студентами, и является единой для всех форм обучения.

Преподавание дисциплины имеет практическую направленность и проводится в тесной взаимосвязи с общепрофессиональными и другими специальными дисциплинами.

Учебные часы распределены по разделам (темам).

Для закрепления теоретических знаний и приобретения необходимых практических умений программой предусмотрены лабораторные и практические занятия, которые проводятся после изучения соответствующей темы.

Лабораторные и практические работы относятся к основным видам учебных занятий. Выполнение лабораторных и практических работ позволяет не только овладевать знаниями, но и приобретать умения и навыки, необходимые в дальнейшей познавательной и трудовой деятельности и служащие основой конструкторской, рационализаторской и исследовательской работы.

Ведущими целями проведения лабораторных и практических занятий являются:

· обобщение, систематизация, углубление, закрепление полученных теоретических знаний по дисциплине;

· формирование умений применять полученные знания на практике;

· развитие интеллектуальных умений: аналитических, проектировочных, конструкторских;

· выработка таких профессионально значимых качеств, как самостоятельность, творческая инициатива, умение работать в коллективе.

Практические и лабораторные работы по дисциплине «Удаление и обработка осадков сточных вод» отражает основные темы курса:

- “Связь влаги с твердой фазой осадка и водоотдающие свойства осадков. Удельное сопротивление осадков”;

- «Технологические сбросы станций водоподготовки и схемы их обработки”;

- “Состав и свойства осадков сточных вод”.

Выполнение каждой работы предваряет краткий теоретический материал, необходимый для усвоения данной темы.

В разделе IV приведен перечень отчетных работ, а также формы и методы контроля результатов их выполнения.

В процессе изучения дисциплины проводится одна контрольная работа, содержание, время и форма проведения которой определена комиссией. Контрольная работа проводится за счет времени, отведенного на изучение дисциплины.

Форма проведения учебных занятий исходит из дидактической цели и содержания материала.

В процессе обучения уделяется внимание вопросам техники безопасности и охране труда.

Перечень обязательного минимума усвоения материала приведен после каждого раздела.

иметь представление о современном состоянии и перспективах обработки осадков природных и сточных вод;

знать:

- механизм образования, структуру и свойства осадков природных и сточных вод;

- технологические схемы, методы и основные виды сооружений для обработки осадков природных и сточных вод;

- способы утилизации осадков природных и сточных вод.

уметь:

- определять удельное сопротивление осадков природных вод;

- вычерчивать и рассчитывать технологические схемы механического обезвоживания;

- определять основные свойства осадка сточных вод.

 

При изложении материала соблюдается единство терминологии, обозначений, единиц измерения в соответствии с действующими стандартами (ГОСТ и СНиП).

Для лучшего усвоения материала используются технические средства обучения.

III. ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

№ п/п	Разделы и темы	Макси-мальная учебная нагрузка студентов	Кол-во часов для заочной формы обучения	Самосто-ятельная работа студентов
Всего	в том числе
Аудиторные	Лаб.и практи-ческие
	Введение Цели и задачи дисциплины
Раздел 1. Удаление и обработка осадка природных вод
1.1	Классификация и свойства осадков
1.2	Связь влаги с твердой фазой осадка и водоотдающие свойства осадков. Удельное сопротивление осадков
1.3	Технологические сбросы станций водоподготовки и схемы их обработки
1.4	Улучшение влагоотдаю-щих свойств осадков природных вод				-
1.5	Механическое обезвожива-ние осадков
1.6	Утилизация осадков природных вод				-
ИТОГО:
Раздел 2. Удаление и обработка осадка сточных вод
2.1	Современное состояние и перспективы развития				-
2.2	Состав и свойства осадков сточных вод
2.3	Системы управления и транспортировки осадков сточных вод		-
2.4	Методы кондиционирова-ния осадков				-
2.5	Методы обезвоживания осадков сточных вод		-
2.6	Методы обеззараживания и обезвреживания осадков		-
2.7	Утилизация осадков сточных вод				-
2.8	Совместная обработка осадков сточных вод, водопроводных станций и твердых бытовых отходов		-
	Контрольная работа
2.9	Технико-экономическая оценка методов обработки осадков				-
2.10	Обзор современных достижений в области обезвоживания и утилизации осадков сточных вод		-
ИТОГО:
ВСЕГО:

 

IV. СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Введение

Цели, задачи и связь с другими дисциплинами. Современное состояние и перспективы обработки осадков природных и сточных вод. Экологическая проблема размещения осадков природных и сточных вод без обработки и обезвреживания.

Возможности утилизации и использования в производстве осадков природных и сточных вод.

 

ПРИРОДНЫХ ВОД

Природных вод

Уплотнение осадков. Методы их кондиционирования. Реагентная обработка осадков. Замораживание и оттаивание. Сущность метода замораживания. Условия применения и параметры процесса. Конструктивное оформление аппаратов на принципе теплопередачи. Барабанные льдогенераторы. Площадки намораживания.

 

Практическое занятие №1

Природных вод

Цель работы:

1. Освоить методику определения удельного сопротивления осадков природных вод;

2. Определять расчетным путем удельное сопротивление осадка по результатам замеров;

3. Производить соответствующие преобразования размерности.

 

В результате выполнения работы студент должен:

знать:

- основные свойства осадка природных вод;

- методику определения удельного сопротивления осадков природных вод;

уметь:

- определять расчетом удельное сопротивление осадка;

- определять размерность выполненных расчетов;

- по результатам расчетов определять тип осадка и его основные свойства.

 

Общие положения

На очистных сооружениях по подготовке питьевой воды образуются концентрированные сильновлажные осадки. Это осадки из отстойников и осветлителей, а также осадки из растворных баков с реагентами. Водопроводные осадки необходимо обрабатывать, т.е. удалять из них лишнюю воду.

В настоящее время основным методом обработки водопроводных осадков в отечественной практике является их естественная сушка, а также обезвоживание на искусственно созданных картах (площадках вымораживания). Указанные методы обработки приводят к загрязнению подземных и поверхностных вод. Более совершенными методами обезвоживания водопроводных осадков является их кондиционирование (разрушение коллоидных связей) с последующим механическим обезвоживанием.

Механическое обезвоживание может быть осуществлено на вакуум-фильтрах, фильтр-прессах или центрифугах.

Чтобы правильно подобрать оборудование и достигнуть оптимальную эффективность обезвоживания осадка необходимо знать свойства обрабатываемого осадка.

Основные свойства осадков природных вод: плотность, вязкость, угол скольжения, тиксотропность, влажность, концентрация твердой фазы, пористость, сжимаемость и удельное сопротивление.

Удельное сопротивление осадка – сопротивление единицы массы твердой фазы, отлагающейся на единице площади фильтра при фильтровании под постоянным давлением суспензии, вязкость жидкой фазы которой равна единице.

Порядок выполнения работы: « Определение удельного сопротивления осадков природных вод»

Удельное сопротивление осадка обычно определяется опытным путем и вычисляется по формуле: (1.1)

где P – давление (вакуум), при котором происходит фильтрование, в Па (Н/м²);

F – площадь фильтрующей поверхности, в м²;

– вязкость фильтрата, в Н· с/м²;

С – масса твердой фазы кека, отлагающегося на фильтрате при получении единицы объема фильтрата, в кг/м³;

b – параметр получаемый опытным путем, он равен:

(1.2)

где – время фильтрации, в с;

V – объем, выделяемого фильтрата, в м³.

Обычно удельное сопротивление осадка определяется при постоянных значениях F, P, . Если обозначить эти постоянные через К:

(1.3)

то формула (1.1) примет вид

(1.4)

Таблица исходных данных:

Р = 500 мм.рт.ст. (0,067 МПа); = 0,001 Па·с

Вариант 1	Вариант 2	Вариант 3
F = 21,8 см^2; С = 203· 10 ^-^5 г/см^3	F = 50,2 см^2; С = 483·10^-6г/см^3	F = 39,4 см^2; С = 83,5·10^-7г/см^3
V	V	V
					65,5
	67,9		51,4		81,9
	89,1		66,.8		102,2
			84,1		113,7
			96,6		122,4
	127,5		107,2		138,7
			118,7		150,2
	148,7		127,6		161,8
					169,5
	176,6		143,8

 

 

Контрольные вопросы

1. Перечислите основные свойства осадков природных вод, назовите их характеристики.

2. Объясните механизм образования и структуру осадков природных вод.

3. Объясните, что характеризует удельное сопротивление осадков природных вод и зачем его определяют?

4. Назовите размерности основных характеристик осадков природных вод.

Практическое занятие №2

Механического обезвоживания

Цель работы:

1. научиться составлять технологические схемы оборота промывных вод и обработки осадка;

2. производить подбор сооружений в соответствии с их основными параметрами;

3. освоить методику расчета основных параметров;

4. научиться вычерчивать технологические схемы механического обезвоживания.

 

В результате выполнения работы студент должен:

знать:

- основные схемы оборота промывных вод;

- методы обработки осадков природных вод;

- методику определения основных параметров сооружений для обработки осадков природных вод;

- виды и типы сооружений для обезвоживания водопроводных осадков;

уметь:

- подбирать технологические схемы оборота промывных вод;

- определять основные параметры сооружений для обработки водопроводных осадков;

- подбирать сооружения для обработки осадков, в соответствии с выполненными расчетами.

 

 

Общие положения

Процессы подготовки воды из природных источников для питьевых и технических нужд связаны с образованием больших количеств производственных сточных вод и осадков. В связи с этим в технологии кондиционирования воды возникает проблема обработки сточных вод и осадков водопроводных станций при условии соблюдения правил охраны поверхностных и подземных вод от загрязнения и ограниченности земельных площадей для размещения осадка.

Выделяются следующие виды сточных вод и осадков станций очистки природных вод:

1) по типу водоисточника: поверхностных и подземных вод;

2) по качеству обрабатываемой природной воды: поверхностных вод – маломутных, цветных (Ц/М более 10), средней мутности и цветности (Ц/М – 5-10), мутных (Ц/М менее 5); подземных вод - по основному загрязнению исходной воды;

3) по виду реагентов, используемых при обработке воды;

4) по условиям образования: осадки отстойников и осветлителей со слоем взвешенного осадка, промывные воды фильтров, контактных осветлителей, микрофильтров, стоки реагентного хозяйства и др.

Загрязнения технологических сбросов от сооружений безреагентной очистки воды представлены сконцентрированными крупнодисперсными минеральными и органическими веществами основных загрязнений природной воды с гидравлической крупностью 5 мм/с и близкой или равной нулю.

Технологические сбросы станций очистки природных вод представляют собой сложные органоминеральные системы, различные по своим свойствам и составу, образованные продуктами гидролиза коагулянтов и основных загрязнений природных вод. Соотношение их составляющих компонентов и свойства обуславливаются характером водоисточника и могут быть выражены такими показателями качества исходной воды как цветность и мутность. В общем случае при увеличении отношения цветности к мутности водоисточника увеличивается содержание органических веществ и гидроокиси алюминия в сточных водах и осадках, возрастает содержание свободной и связанной воды.

Для создания естественных и искусственных шламонакопителей, иловых площадок, прудов-накопителей требуется отторжение больших площадей на прилегающих к ВОС территориях, ухудшаются санитарные условия занятых территорий. Учитывая огромные объемы сточных вод (5-15%) и осадков (1-3%) от полезной производительности водопроводных станций становится очевидным огромный ущерб, наносимый природной среде практикой сброса неочищенных сточных вод водопроводных станций и необходимость применения более эффективных способов их обработки и удаления.

В целях рационального использования воды и охраны среды обитания на водоочистных комплексах рекомендуется применять повторное использование воды после промывки скорых фильтров и контактных осветлителей. На повторное использование может также направляться осветленная вода над осадком в технических отстойниках и отстойниках промывных вод, сгустителях, в накопителях и площадках обезвоживания осадка.

Выбор технологической схемы и состав сооружений для повторного использования промывных вод определяется составом сооружений и способом подготовки воды, качеством исходной воды, промывных вод после основных сооружений и требований к степени их очистки.

Применяются две основные схемы оборота промывных вод:

1. перекачивание промывной воды после усреднения ее расходов в трубопровод перед смесителем;

2. осветление промывной воды в отстойниках периодического действия и последующая перекачка в трубопровод перед смесителем.

1 схема. При двухступенчатой схеме очистки природной воды с отстаиванием и последующим фильтрованием применяют первую схему (см. приложение А, схема 1). Промывные воды скорых фильтров поступают через песколовку в резервуар, а из него без отстаивания равномерно перекачиваются в голову очистных сооружений. Осадок, накапливающийся на дне резервуара промывных вод, направляется на дальнейшую обработку: в сгустители, на сооружения по обезвоживанию, на очистные сооружения канализации и др.

2 схема. Отстойники промывных вод применяются на станциях подготовки воды с одноступенчатым фильтрованием и обезжелезиванием (приложение А, схема 2). Промывные воды контактных осветлителей поступают в отстойник, где осветляются в течение определенного времени, после чего подаются в трубопровод подачи сырой воды на станцию. Осадок, накапливающийся в отстойниках промывных вод, направляется на дальнейшую обработку.

При отсутствии предварительного хлорирования исходной воды необходимо предусматривать обеззараживание промывной воды перед повторным использованием.

Расчет сооружений по очистке и повторному использованию промывных вод см. приложение Б.

На очистных сооружениях по подготовке питьевой воды образуются концентрированные сильно влажные осадки. Это осадки из отстойников и осветлителей, а также осадки из растворных баков с реагентами. Водопроводные осадки необходимо обрабатывать, т.е. удалять из них лишнюю воду.

При обработки водопроводных осадков в отечественной практике используют естественные (естественная сушка, а также обезвоживание на искусственно созданных картах (площадках вымораживания)) и искусственные (механическое обезвоживание на вакуум-фильтрах, фильтр-прессах и центрифугах, кислотная обработка, сброс в городскую канализацию и совместная обработка с осадками канализационных станций) методы обработки.

Механическому обезвоживанию водопроводного осадка предшествует их кондиционирование, цель которого состоит в снижении остаточного заряда структурообразующих частиц и в качественном перераспределении различных форм связи с твердым веществом, с переводом части колоидно-связанной воды в свободное состояние. Кондиционирование может осуществляться с применением реагентов, флокулянтов, методов замораживания-оттаивания, радиационной обработки, магнитной обработки и электрокоагуляции.

Описание основных способов кондиционирования см. в приложении В.

Расчет сооружений для обработки осадка водопроводных станций см. в приложении Г.

 

Порядок выполнения работы

1. Разработать технологическую схему повторного использования промывных вод и обработки водопроводных осадков;

2. Выбрать метод и сооружения для обезвоживания осадка;

3. Произвести расчеты основных параметров;

4. Подобрать сооружения в соответствии с выполненными расчетами.

Исходные данные

Вариант 1.

Разработать схему механического обезвоживания промывных вод одноступенчатой схемы с КО с показателем сжимаемости 0,65 при очистке маломутной (8 -12 мг/л) высокоцветной (80 -120 град.) природной воды. Произвести расчет и вычертить технологическую схему.

Вариант 2.

Разработать схему механического обезвоживания осадка после отстойников влажностью 99,5%. Показатели природной воды: М = 25-30 мг/л;

Ц = 20 – 30 град. Произвести расчет и вычертить технологическую схему.

Контрольные вопросы

1. Перечислите способы интенсификации процессов влагоотдачи.

2. Перечислите основные виды технологических сбросов водоочистных станций и какие сооружения для этого используют.

3. Объясните сущность метода замораживания.

4. Какие аппараты используют при механическом обезвоживании осадков природных вод.

5. Объясните сущность процесса кислотной обработки гидроокисных осадков.

6. Объясните сущность процессов сухой регенерации и влажной переработки осадков природных вод.

 

 

Лабораторная работа №1

Общие положения

Осадок, образующийся в процессе очистки сточных вод, характеризуется различными составом и свойствами, которые в свою очередь зависят от конкретных условий образования сточных вод, от метода очистки и условий эксплуатации очистных сооружений и т.д.

Основными свойствами, которые в достаточной мере характеризуют осадок сточных вод, являются его влажность, зольность, плотность, концентрация взвешен­ных веществ и удельное сопротивление.

Оборудование: аналитические весы, технические весы, водяная баня, сушильный шкаф, эксикатор, фарфоровая чашка, фарфоровый тигель, муфельная печь и лабораторный стенд для определения удельного сопротивления осадков (рис. 3.1), который включает в себя воронку со съемной дырчатой решеткой 2, мерный цилиндр 1 на 200—250 см³, предназначенный для сбора и замера фильтрата, емкость 4 для сбора фильтрата, ресивер 6 вместимостью 0,5—1 л и вакуум-насос 8. Для замера вакуума служит вакуумметр 5. Все элементы установки соединены между собой вакуумными шлангами 7, снабженными запорными кранами 3. Воронка и съемная дырчатая решетка изготовлены из оргстекла. Решетка служит опорой для фильтрующей ткани и имеет живое сечение, равное живому сечению опорной поверхности производственного вакуум-фильтра, работа которого моделируется.

Рис. 3.1. Лабораторный стенд для определения удельного сопротивления осадка

1 – мерный цилиндр; 2 – воронка; 3 – запорный кран; 4 – емкость для сбора фильтрата;

5 – вакуумметр; 6 – ресивер; 7 – вакуумный шланг; 8 – вакуум-насос; 9 - электродвигатель

Порядок выполнения работы: « Определение основных свойств осадка сточных вод»

Влажность. Баланс массы влажного осадка может быть представлен в следующем виде:

, (3.1)

где М_вл.о — масса влажного осадка, кг;

М_{сух. в} — масса абсолютно сухого вещества осадка, кг;

М_вод — масса воды, кг.

Влажность осадка W, %, характеризуется отношени­ем массы воды к общей массе влажного осадка

. (3.2)

В условиях лаборатории определение влажности осадка производится следующим образом. Впредварительно прокаленную и взвешенную с 0,01 г фарфоровую чашку наливают хорошо перемешанный осадок. На технических весах отвешивают 100 г осадка и высушивают его на водяной бане досуха, после чего ставят в сушильный шкаф и сушат при 105⁰С до постоянной массы. Затем охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Тогда начальная влажность осадка W_и, %, определяется из выражения

, (3.3)

где m₁ — масса чашки с влажным осадком, г;

m₂ — масса чашкис высушенным осадком, г;

m₃ — масса пуcтой фарфоровой чашки, г.

 

Зольность. Характеризует содержание минеральных примесей. Для определения зольности осадка в лабораторных условиях высушенный осадок (обычно используется навеска, которая используется после определения влажности) помещают в фарфоровый тигель, предварительно прокаленный и взвешенный. Затем тигель с осадком помещают муфельную печь и в течение 20 мин прокаливают при температуре 800°С, после этого тигель охлаждают в эксикаторе и взвешивают на аналитических весах.

Зольность осадка, %, определяется по формуле

, (3.4)

где m₄ — масса тигля с прокаленным осадком, г;

m₅ — масса пустого тигля, г;

m₆ — масса тигля с навеской высушенного осадка, г.

 

Плотность. , кг/м³, осадка характеризует массу единицы его объема и выражается отношением всех составных компонентов осадка к его объему, т.е.

, (3.5)

где m — масса осадка со всеми включениями, кг;

V – объем осадка, м³.

Концентрация. Суспензии, к которым относится и осадок сточных вод, характеризуются также концентрацией находящихся в них веществ. Количество находящихся в 1 м³ осадка твердых частиц сухого или растворенного вещества, кг/м³, называется концентрацией и выражается следующей зависимостью:

, (3.6)

где W_и — влажность исходного осадка, %;

- плотность осадка, кг/м³.

Полученные данные записываются в таблицу по форме 3.1.

Определение характеристик исходного осадка и параметров фильтрации Таблица 3.1

Плотность

Влажность

Кон-цент-ация   С, кг/м^3

Золь ност   З, %

Ва-ку-ум,   Р

Посто-янная вели-чина К

Пара-метр   b

Удельное сопротивление осадка r·10^-10, см/г

Масса, г

Объем осадка в цилиндре V, см^3

, г/см^3

Масса чашки, г

Wн %

пустого ци-линдра

ци-линдра с осадком

осадка m

с влаж-ным осад-ком m1

пус-той m3

c сухим осад-ком m2

Удельное сопротивление осадка, являясь обобщенным показателем его фильтруемости, представляет собой сопротивление единицы массы твердой фазы, отлагающейся на единице площади фильтра при фильтровании под постоянном давлением суспензии и вязкости жидкой фазы, равной единице. Удельное сопротивление осадка, см/г, определяется опытным путем и вычисляется по формуле

, (3.7)

где Р — вакуум, при котором происходит фильтрация;

F- площадь фильтрующей поверхности;

— вязкость фильтрата;

С - концентрация осадка;

b — параметр, зависящий от условий опыта:

, (3.8)

где t — продолжительность фильтрации;

V — объем образующегося фильтрата.

 

Параметр b можно определить по графику, построенному в координатах:

х = V, у = t/ V (рис. 3.2.). В этом случае b представляет собой тангенс угла наклона прямой к абсциссе.

Обычно удельное сопротивление осадка определяется при постоянных значениях F, , Р.

Если обозначить

, (3.9)

то формула (3.7) примет вид:

. (3.10)

Таким образом, для определения удельного сопротивления осадка необходимо в лабораторных условиях определить параметры b и с.

 

 

Рис. 3.2. График для определения удельного

Сопротивления осадка

1 — исходный осадок; 2 — осадок, скоагулированный хлорным

железом и известью; 3 — осадок, скоагулированный

сернокислым железом, аммиачной водой и слабо-

концентрированной азотной кислотой

 

В заранее взвешенный мерный цилиндр выливают предназначенный для анализа осадок и определяют его объем (берут примерно 200 см³). Определяют массу осадка, как разность массы цилиндра с осадком и массы пустого цилиндра. Зная массу осадка и его объем, определяют плотность , кг/м³. Одновременно определяют влажность осадка. При проведении опыта по определению удельного сопротивления фильтровальная ткань не должна набухать, поэтому используют фильтроткань, бывшую ранее в употреблении.

Первоначально фильтроткань смачивают, наливая в воронку 10—15 см³ чистой воды, и путем и кратковременного пуска вакуум-насоса ее просушивают. Осадок, предназначенный для анализа, тщательно перемешивают и выливают в воронку 2. Кран 3 закрывают. Включают вакуум-насос, устанавливают заданный вакуум, контролируют его величину по вакуумметру и открывают кран 3. При этом происходит частичное падение вакуума, который затем доводят до заданной величины 0,053-0,067 МПа (400-500 мм рт.ст.). С установлением заданного вакуума включают секундомер отсчет начального объема фильтрата в цилиндре 1 - V₀. Затем опыт производят при постоянном вакууме, что достигается путем регулирования (частичного открытия или закрытия) крана у вакуумметра.

В начале опыта отсчеты производят через 10-15, а с замедлением скорости фильтрации промежуток времени между отсчетами увеличивают до 1-2 мин. Опыт длится не более 15—20 мин. С прекращением поступления фильтрата или с появлением трещин в осадке выключают секундомер и вакуум-насос, записывают объем фильтрата и время окончания опыта.

Все полученные отсчеты, выполненные для определения параметра b, записывают в таблице по форме. 3.2. Для примера в таблице проставлены данные замеров.

 

Данные замеров, выполненных для определения параметров b Таблица 3.2

t,с	Объем фильтрата, V^1, см^3	V= V^1-V0	t/V	t,с	Объем фильтрата, V^1, см^3	V= V^1-V0	t/V
		-	- 1,42				3,2 3,51 3,7
		2,14
			2,5		3,92
			2,86		4,41

 

Исходя из приве