Jednostupňová a dvoustupňová separace

Úprava podzemních a povrchových vod – 5. přednáška

Jednostupňová a dvoustupňová separace

separace: sedimentací, flotací čiřič = zvláštní případ – kombinuje tvorbu suspenze (míchání) a její separaci (sedimentaci) => před čiřičem není technologický krok míchání o dvoustupňová = sedimentace, flotace nebo čiřič + filtrace o jednostupňová = pouze filtrace – v závislosti na kvalitě surové vody: o kvalitní, čistá surová voda => nízká dávka činidla  stačí jednostupňová separace (filtrace) o surová voda horší kvality => nutná vyšší dávka => vzniká více suspenze  nutná dvoustupňová separace Pivokonský, ÚŽP PřF UK

1

Separace sedimentací (usazováním)

2


Sedimentace v gravitačním poli => ustálená usazovací rychlost částic => vzájemné působení tří sil: gravitační (způsobené hmotností částice) vztlakové (dané hustotou a objemem vytlačené kapaliny) odporové (související s usazovací rychlostí, průřezem a tvarem částice a viskozitou kapaliny) usazovací rychlost kulové částice

 2  g a   f uS   C  A  D a f

usazovací rychlostí ve Stokesově oblasti (Re << 1)

uS 

24 CD = Re

1/ 2

   

g - gravitační zrychlení, ρa - hustota agregátu, ρf - hustota kapaliny, CD - součinitel odporu při obtékání Aa - plocha průmětu agregátu do roviny kolmé na vektor usazovací rychlosti r - poloměr agregátu Re - Reynoldsovo číslo

4  g  (  p   f )  (1   )  r 2 18     f Pivokonský, ÚŽP PřF UK

3

Separace sedimentací (usazováním) Brinkmanův model pro usazování porézních částic


1/ 2

 4 g a   f   uS  da   3 C  f D  

 tanh    2  2 1       tanh    2  2  31    

d   4 8 3  ka   3  3   72  1   1   2 p

da β= 2 ka

 - je poměr odporu měřeného u agregátů k odporu neporézní kulové částice stejného průměru a stejné celkové hustoty  - normalizovaný poloměr agregátu ka - propustnost agregátu dp - průměr primárních částic v agregátu

Vzhledem k tomu, že vločkovité agregáty vznikající při úpravě vody mají obvykle nepravidelný tvar a nehomogenní strukturu, není prakticky možné vytvořit komplexní model popisující usazovací rychlost reálných objektů! Pivokonský, ÚŽP PřF UK

4


Separace sedimentací (usazováním)

kruhová usazovací nádrž

pravoúhlá usazovací nádrž

Pivokonský, ÚŽP PřF UK

5

Separace flotací - DAF


Flotace (Dissolved Air Flotation – DAF) = separace suspenze na mikrobublinkách vzduchu 2 g (  w   PB )d PB  18

Vzestupná rychlost aglomerátu „bublina-částice“

u PB

Výhody

Nevýhody

Menší zábor plochy než srovnatelné konvenční metody

Neschopnost upravovat vodu o vysokém zákalu (>100NTU) nebo vody s velkými rozdíly v kvalitě surové vody

Výborné výsledky při dobré kvalitě surové vody

Vyšší spotřeba energie z důvodu provozu saturátoru a recirkulačního čerpadla

Vysoká účinnost při odstraňování lehkých a nesedimentujících vloček

Flotace musí být umístěna uvnitř budovy

Nižší dávky chemikálií Dobré výsledky při odstraňování řas


6


Separace flotací - DAF

Homogenizační míchání Rychlé agregační míchání Pomalé agregační míchání


7

Separace ve fluidní vrstvě - FLGM


FLGM (Fluidised Layer of Granular Material): a) agregační funkce o náplň tvořena křemičitým pískem, mletým bauxitem, polystyrénovými kuličkami, plastovými peletami o plní funkci agregačního míchání, homogenizace činidla probíhá v prostoru před vrstvou o vysoké hodnoty G, o rovnoměrné rychlostní pole, o vysoké hodnoty účinnosti agregace α > 0,95 o velikostí, respektive hmotností náplně, lze vedle vzestupné rychlosti měnit hodnotu G b) separace destabilizovaných částic o dávkování činidla v nátoku na vrstvu o separace adhezí destabilizovaných částic na povrchu zrn náplně


8




9

Separace ve fluidní vrstvě - čiření


čiření = spojení tvorby suspenze (míchání) a separace suspenze


10


Separace ve fluidní vrstvě - čiření


11



úpravna vody Podolí Pivokonský, ÚŽP PřF UK

12



úpravna vody Poděbrady úpravna vody Podolí Pivokonský, ÚŽP PřF UK

13



úpravna vody Podolí úpravna vody Bethlehem, JAR Pivokonský, ÚŽP PřF UK

Jednostupňová a dvoustupňová separace

Recommend Documents