Силы, действующие на частицы в суспензии

 

Сила тяжести F_G вычисляется по уравнению: F_G=p х q х V, где p-плотность, q-ускорение силы тяжести, V-объем.

Поскольку плотность твердого вещества p_f больше плотности жидкости p_f1, то на твердые частицы действуют более значительные силы тяжести, чем на частицы жидкости. Это и приводит к оседанию частиц твердого вещества.

На частицу жидкости действуют равные по величине силы тяжести и выталкивания, так что она остается в состоянии покая.

Движению оседания частиц твердого вещества противодействует сила сопротивления потока F_w. После короткой начальной фазы сила тяжести, а также выталкивающая сила и сила сопротивления потока пребывают в равновесии. И тогда твердые частицы опускаются с постоянной скоростью осаждения. Она зависит от разности величин плотности между твердым веществом и жидкостью, от размера частиц и вязкости жидкости.

 

Оборудование для седиментации

Носят разные названия: отстойники, осветлители, очистные бассейны, декантеры или сгустители.

 

Очистные бассейны

Такие бассейны используются преимущественно для очистки сточных вод. Это большой, частично закопанный в землю резервуар прямоугольной или круглой формы (размером до 100 метров и больше).

В прямоугольных очистных бассейнах суспензия или загрязненные сточные воды подаются ниже уровня жидкости.

Прямоугольный очистной бассейн

 

Они медленно протекают через бассейн в горизонтальном направлении и выходят из него в очищенном виде через переливное устройство. При медленном протекании происходит осаждение высокодисперсного твердого вещества. Осевшие частицы собираются в виде шлама на дне бассейна и с помощью очень медленно вращающегося сбрасывателя перемещаются в улавливающую воронку. Оттуда шлам отсасывается через трубопровод и поступает на дальнейшее обезвоживание.

В круглый очистной бассейн подлежащая разделению суспензия поступает в центре. Оттуда она медленно течет в радиальном напралении относительно кольцевого переливного устройства у верхнего края периметра басейна, где и стекает уже в очищенном виде. По пути протекания в бассейне происходит осаждение твердых частиц. Они опускаются на слегка наклонное дно бассейна и с помощью очень медленно вращающейся (примерно 1 оборот в час) гребковой мешалки сдвигаются к центру шламоулавливающей воронки, где шлам отсасывается насосом.

Круглый очистной бассейн

 

Пластинчатый осветлитель

С помощью него удется в относительно небольшом аппарате очищать достаточно большие объемы суспензии.

Пластинчатый осветлитель

 

Здесь суспензия поступает слева сверху и распределяется по всему прямоугольному поперечному сечению аппарата. Затем она разделяется и стекает вниз между наклонно расположенными пластинами. Во время этого медленного стекания суспензии содержащиеся в ней твердые частицы оседают на наклонных пластинчатых днищах, соскальзывая вниз в виде слоя шлама. На конце пластин суспензия разделена на сползающий с них шлам и стекающую по ним осветленную жидкость. Шлам попадает в улавливающую воронку и выгружается внизу аппарата, а осветленная жидкость стекает в конце пластин в лотки и поднимается по подъемным трубам кверху в сборник, откуда и выходит из пластинчатого осветлителя.

 

Осадительно-флотационный осветлитель

Такой осветлитель используют для очистки сточных вод или сильно загрязненных суспензий, содержащих наряду с оседающими – еще и плавающие вещества (масла).