Гидравлической крупности

состав, который характеризуется гидравлической крупностью,

т. е. фракций с различной гидравлической крупностью.

ной гидравлической крупностью частиц достигается при равных

вдвое меньше по сравнению с их гидравлической крупностью,

гидравлической крупностью более 1—2 мм/с (частицы круп-

Взвешенные вещества имеют различный гранулометрический состав, который характеризуется гидравлической крупностью, выражаемой как скорость осаждения частичек при температуре 10° С в неподвижной воде (табл. 1.1).

В процессе гидролиза коагулянта образуется значительное количество свободного оксида углерода, пузырьки которого адсорбируются на поверхности микрохлопьев формирующихся в процессе перекинетической коагуляции. Это влечет за собой образование непрочных рыхлых хлопьев и понижение рН обрабатываемой воды. Возрастает разница между рН воды и рНиз примесей воды, что способствует возрастанию их агрегативной устойчивости. Поэтому удаление углекислоты из зоны смешения коагулянта с водой и формирования микрохлопьев, достигаемое за счет аэрации воды (рис. 5.2,в), значительно интенсифицирует процесс коагуляции. Аэрирование способствует не только лучшему гидравлическому перемешиванию вводимых реагентов с водой, обогащению ее кислородом воздуха, но позволяет получить плотные прочные хлопья с большей гидравлической крупностью. Аэрирование рекомендуется при использовании любых технологических схем водоподготовки.

Определив по формуле (8.13) значение К Для частиц, любого размера, можно найти гидродинамические характеристики падающей частицы'."Ус и Rec и, используя их, вычислить скорость осаждения. Для этого по экспериментальным графикам зависимости коэффициента сопротивления от числа Рейнольдса построен график зависимости Rec и ^Fc от числа К (рис. 8.2). С ломощью этого графика -по найденному значению К определяют Wc и скорость осаждения вычисляют по формуле (8.9). Скорость осаждения при температуре воды 10°С называют гидравлической крупностью частицы. Этот параметр используют Для расчета отстойников, так как в этом случае важно знать скорость осаждения частиц, а не их размеры. Гидравлическую» крупность частиц взвеси находят экспериментально (например, по методу Н. А. Фигуровского или Робинзона), определяя относительное количество взвеси, выпавшей за определенный промежуток времени на дно цилиндра, заполненного испытуемой в°дой на высоту h.

падения взвеси. В частном случае осаждения монодисперсной взвеси, который рассмотрен на рис. 8.3, а, эта кривая обращается в прямую линию. Природная взвесь водоемов, так же как и ско-агулированная взвесь, состоит из частиц различного размера. Их гидравлическая крупность изменяется в широких преде-i лах. Такая взвесь называется полидисперсной. Представление об осаждении полидисперсной взвеси дают кривые выпадения взвеси приведенные на рис. 8.3, б и 8.4, полученные опытным путем. Экспериментальная кривая выпадения взвеси позволяет найти процентное содержание различных ее фракций, т. е. фракций с различной гидравлической крупностью.

О подобии кривых выпадения устойчивой зернистой взвеси свидетельствует формула (8.16), из которой следует, что одинаковый эффект осаждения монодисперсной взвеси с определенной гидравлической крупностью частиц достигается при равных отношениях T/h. Это справедливо и для полидисперсной зернистой взвеси, что следует из формулы (8.17).

При седиментации концентрированной массы хлопьев наблюдается явление стесненного осаждения. Его характерная особенность в том, что скорость осаждения, которая всегда меньше скорости свободного падения, т. е. гидравлической крупности частиц, зависит не только от их размеров и массы, но и в значительной степени от их концентрации. Так, при объемной концентрации, равной 10%, скорость осаждения массы частиц вдвое меньше по сравнению с их гидравлической крупностью, при концентрации 25%—в 6 раз. Взвешенный в восходящем потоке слой хлопьев находится в состоянии стесненного осаждения, причем скорость осаждения равна скорости восходящего потока, поэтому частицы не выносятся с потоком в зону осветления и не декантируют.

но одинаковой гидравлической крупности «, количество осадка,

гидравлической крупности частиц и, на задержание которых

во взвешенном слое отлична от их гидравлической крупности.

скорости свободного падения, т. е. гидравлической крупности

осаждения и или к гидравлической крупности зерен. С учетом

Описанный метод определения гидравлической крупности ча-

Когда взвесь монодисперсна, т. е. состоит яз частиц примерно одинаковой гидравлической крупности и, количество осадка, выпавшего за время Т, составит

обычно называемую процентной скоростью осаждения. Величина и хотя и имеет размерность скорости, но не является физической скоростью осаждения частиц взвеси. Из изложенного видно, что указанный метод определения гидравлической крупности фракций взвеси и ее средней скорости осаждения можно использовать только для устойчивой зернистой взвеси я нельзя для коагулированной, неустойчивой взвеси, поскольку вследствие коагуляции частиц фракционный состав последней изменяется в процессе седиментации. Тем не менее кривые выпадения взвеси используют для расчета отстойников, так как они позволяют определить необходимую продолжительность пребывания воды в них по заданному эффекту осаждения или эффекту осветления воды. Это применимо как к осаждению устойчивой взвеси, так и не устойчивой, коагулированной взвеси.

Вертикальная взвешивающая составляющая, препятствующая осаждению взвеси в отстойнике, возрастает с увеличением скорости горизонтального движения воды в нем. Для ее уменьшения необходимо предусматривать меры по увеличению коэффициента объемного использования отстойника и гидравлической крупности осаждаемых примесей.

Гидроциклоны мoгy^ быть открытыми и напорными. Открытые гидроциклоны устраивают одно- и многоярусными (см. рис. 9.1). В основу проектирования и расчета многоярусных гидроциклонов принимается формула (9.2) для определения гидравлической крупности частиц и, на задержание которых рассчитывают аппарат:

Пластмассовые мультициклоны диаметром 10, 15 и 20 мм способны задерживать частицы взвеси гидравлической крупности до 0,17 мм/с при потере напора около 0,1 МПа. Подача одного гидроциклона диаметром 15 мм при этой потере напора составляет около 0,07 м3/ч. Подача мультициклона диаметром 1,0 м, состоящего из 320 таких гидроциклонов, составляет порядка 500 м3/сут.