utylizacja osadow-cw.1, Studia - inżynieria & ochrona środowiska (inż. mgr.), Technologie wody i ścieków, ... [ Pobierz całość w formacie PDF ]
//-->UTYLIZACJA OSADÓWĆwiczenienr 1ODWADNIANIE OSADU NA FILTRZE PRÓŻNIOWYM1. CHARAKTERYSTYKA PROCESUJednym ze sposobów odwadniania osadów ściekowych jest ich filtracja przezróżnego rodzaju tkaniny filtracyjne. W zależności od sposobu wywołania siłypozwalającej na oddzielenie cząsteczek wody z osadu wyróżniamy między innymi:filtrację ciśnieniową,podciśnieniową.W filtrach próżniowych odwadnianie osadów polega na filtracji cieczy przezwarstwę osadu utworzoną na przegrodzie filtracyjnej (tkanina filtracyjna). Wfiltrach próżniowych ciśnienie filtracji równe jest możliwej do uzyskania wartościpróżni i w większości przypadków nie przekracza 0,06 MPa.W ćwiczeniu proces filtracji rozpoczyna się po wlaniu osadu na lejekBuchera i wytworzeniu w kolbie szklanej podciśnienia. Uwodniony osad znajdujesię na granicy między dwoma naczyniami: lejkiem Buchnera, a szklaną kolbą wktórych panują różne ciśnienia. Elementem zapobiegającym wessaniu całego osadudo kolby szklanej jest tkanina filtracyjna. Pozwala ona na przedostanie się przez niąjedynie cząsteczek wody zawartej w osadzie. Po odessaniu znacznej ilości wody natkaninie pozostaje odwodniony placek osadowy, który po pewnym czasie działaniaróżnicy ciśnień pęka. Pociąga to za sobą rozszczelnienie kolby i wyrównanieciśnień po obu stronach placka. Proces filtracji na filtrze próżniowym zostajezakończony.Najistotniejszym parametrem charakteryzującym ten proces jest opórwłaściwy filtracji. Stanowi on wielkość porównawczą dla własności fizycznychróżnych osadów. Opór właściwy filtracji jest wielkością wyjściową dlaprojektowania filtrów próżniowych w skali technicznej.2. CEL I ZASADA BADANIA1Celem badania jest określenie właściwości fizycznych osadu przyodwadnianiu na filtrze próżniowym. W badaniu tym można określić następująceparametry procesu:szybkość filtracji przy danym podciśnieniu (ilość filtratu uzyskaną wokreślonym czasie filtracji),opór właściwy filtracji,stopień zanieczyszczenia filtratu.Najważniejszą informacją uzyskaną z tego badania jest opór właściwyfiltracji. Jest on bowiem wielkością porównywalną dla różnych osadówi wielkością umożliwiającą projektowanie filtrów próżniowych.Równanie oporu właściwego filtracji wyliczone przez Carmena i Coackleyana podstawie wzoru Polsseuilla i de’Arcy ma postać następującą:2bPAr�½cr - opór właściwy filtracji [s2/g]b - tangens nachylenia prostej na wykresie t/v:vP - podciśnienie - wielkość próżni [g/cm2]A - powierzchnia filtracji [cm2]2s2[]g- lepkość filtratu0,01 [g/cm s]c - lepkość osadu w jednostce objętości filtratu [g/cm3]C�½1CPCK100CP100CKCp- uwodnienie osadu surowego [%]Ck- uwodnienie osadu po filtracji [%]Wielkość oporu filtracji podaje się zazwyczaj w postaci iloczynu liczbywynikowej i 107(np. 9,0∙107s2/g).3. APARATURA I SPRZĘT2Do wykonania ćwiczenia niezbędne są:1. Zestaw do filtracji próżniowej:lejek Buchnera,tkanina filtracyjna,kolba szklana pełniąca rolę zbiornika wyrównawczego,cylinder miarowy,wakuometr z dwoma zaworami odcinającymi,pompa próżniowa.2. Zestaw do określania uwodnienia osadu:parownice,waga analityczna,łaźnia wodna,suszarka,eksykator.3. Stoper.3. Zestaw do określania zawiesiny.Rys. 1. Zestaw laboratoryjny do filtracji próżniowej osadu.1- lejek Buchera, 2- tkanina filtracyjna, 3- kolba szklana, 4- cylinder miarowy,5- wakumetr, 6- zawory odcinające, 7- podłączenie do pompy próżniowej.4. WYKONANIE ĆWICZENIA31. Przygotować około 200 cm3dobrze wymieszanego osadu oraz złożyćlaboratoryjny zestaw do filtracji próżniowej zgodnie z Rys. 1.2. Na lejek Buchera w zestawie do filtracji położyć wybraną delikatnie zwilżonątkaninę filtracyjną.3. Zamykając zawór od strony kolby szklanej włączyć pompę próżniowąi stopniowo otwierać zawór od strony pompy w celu osiągnięcia żądanejwielkości próżni (ok. 102 g/cm2→ 0,1 bar).4. Na lejek Buchera wlać 50 cm3osadu. Z pozostałej ilości pobrać niewielka ilośćosadu w celu oznaczenia uwodnienia:zważyć wysuszoną parownicę na wadze analitycznej,pobrać dowolną ilość dobrze wymieszanego osadu i zważyć parownicę zosadem na wadze - z różnicy obliczyć masę uwodnionego osadu,odparować osad na łaźni wodnej,wstawić na 30 min do suszarki,przenieść parownice z osadem do eksykatora w celu ostygnięcia próbki,zważyć próbkę i określić masę suchego osadu,z ilorazu masy suchego osadu i masy osadu uwodnionego obliczyć zawartośćsuchej masy w %,uwodnienie osadu jest różnicą pomiędzy 100 %, a zawartością suchej masyw %.5. Określić grubość warstwy osadu na tkaninie filtracyjnej zanurzając w niejpróbnik.6. Odkręcając zawór od strony kolby szklanej włączyć stoper.7. Odczytywać w odstępach czasu ilość filtratu zgromadzoną w cylindrzemiarowym. Wyniki notować w Tabeli 1.8. Z chwilą pęknięcia placka osadowego, co na wakuometrze obrazuje gwałtownyspadek podciśnienia, przerwać pracę pompy i zamknąć zawory.9. Określić grubość placka.10. Pobrać niewielką ilość osadu z pękniętego placka w celu oznaczenia jegouwodnienia.11. W filtracie oznaczyć zawiesinę.12. Analogiczną próbę filtracji przeprowadzić przy podciśnieniu (ok. 204 g/cm2→0,2 bar).13. Obliczyć uwodnienie osadu surowego i po obu próbach filtracji.14. Określić opór filtracji dla zastosowanych podciśnień.15. Określić zmianę objętości osadu po zastosowaniu procesu filtracji wynikającą zróżnicy miąższości warstwy osadu przed i po filtracji.5. OPRACOWANIE WYNIKÓW4Sprawozdanie z wykonanych badań powinno zawierać:teoretyczną charakterystykę procesu filtracji,metodykę badań,obliczenia oraz tabele wyników,wykresy t/v od v,wnioski.Tabela. 1. Ilość filtratu w zależności od czasu filtracji.CzasWielkość podciśnienia[s]... [g/cm2]... [g/cm2]Objętość filtratuObjętość filtratuti/ViV [cm3]V [cm3]51015202530…ti/ViTabela. 2. Wyniki odwadniania osadu na filtrze próżniowym.OznaczeniaJednostkiTyp tkaniny filtracyjnej……..…..Podciśnienie[g/cm2]OSADWarstwa osadu przed filtracjąWarstwa osadu po filtracjiObjętość osadu przed filtracjąObjętość osadu po filtracjiRedukcja objętości osaduUwodnienie osadu surowegoUwodnienie osadu po filtracjiOpór właściwy filtracjiWODA OSADOWA[mm][mm][cm3][cm3][%][%][%][s2/g][cm3][mg/dm3]Końcowa ilość filtratuZawartość zawiesin w filtracie5 [ Pobierz całość w formacie PDF ]