Методические указания icon

Методические указания




Скачати 256.09 Kb.
НазваМетодические указания
Дата13.07.2012
Розмір256.09 Kb.
ТипМетодические указания

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ


ХАРЬКОВСКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ

ГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВА


МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ


ЭКСПЛУАТАЦИЯ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ ВОДОПРОВОДНО-КАНАЛИЗАЦИОННЫХ СИСТЕМ

(для студентов 5 курсов всех форм обучения

специальности 7.092601 - Водоснабжение и водоотведение)


Харьков – ХНАГХ – 2007

Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине Эксплуатация очистных сооружений водопроводно-канализационных систем  (для студентов 5 курсов всех форм обучения специальности 7.092601 - Водоснабжение и водоотведение). – Сост.: С.С. Душкин, Г.И. Благодарная, Ю.В.Ярошенко. – Харьков: ХНАГХ, 2007. – 20 с.


Составители: С.С.Душкин,

Г.И.Благодарная,

Ю.В.Ярошенко


Рецензент: В.А.Ткачев


Рекомендовано кафедрой водоснабжения, водоотведения и очистки вод, протокол №1 от 30.08.2006 г.


Целевое назначение лабораторных работ - закрепление теоретических знаний, полученных студентами на лекциях и в процессе самостоятельной проработки учебного материала, обучение навыкам выполнения экспериментальных работ.

Лабораторные работы рассчитаны на следующую продолжительность проведения:


1. Определение необходимых доз флокулянтов............................................. 3 часа

2. Определение основных показателей работы контактных осветлителей.. 3 часа

3. Определение стабильности воды методом карбонатных испытаний....... 3 часа

4. Определение стабильности воды методом вычисления индекса

насыщения карбонатом кальция.................................................................. 3 часа

5. Определение фракционного состава фильтрующих загрузок

очистных сооружений водопровода и канализации ...................................... 3 часа

6. Определение эффекта работы напорного гидроциклона………………... 3 часа


При выполнении лабораторных работ особое внимание должно уделяться соблюдению студентами правил техники безопасности.


^ ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ ЖУРНАЛОВ ЛАБОРАТОРНЫХ

РАБОТ


Изложение содержания и результатов выполненной лабораторной работы должно разделяться на разделы и пункты. Разделы необходимо пронумеровать арабскими цифрами в пределах всей работы.

Заключение (выводы) должно содержать оценку результатов лабораторной работы.

Все рисунки нумеруются последовательно в пределах лабораторной работы арабскими цифрами. Номер рисунками должен состоять из номера лабораторной работы и порядкового номера рисунка, например: ?рис. 1.2?

Рисунки должны размещаться сразу после ссылки на них в тексте. Их следует размещать так, чтобы их можно было рассматривать без поворота работы. Если это невозможно, рисунки располагают так, чтобы для их рассматривания надо было повернуть работу по часовой стрелке.

Каждый рисунок должен сопровождаться содержательной подписью.

Цифровой материал, помещаемый в работу, рекомендуется оформлять в виде таблиц.

Каждая таблица должна иметь содержательный заголовок. Заголовок помещают под словом ?Таблицы?. Слово ?Таблица? и заголовок начинают с прописной буквы. Подчеркивать заголовок не следует.

Заголовки граф таблиц должны начинаться с прописных букв, подголовки граф – со строчных, если они составляют одно предложение с заголовком граф, и с прописных, если они самостоятельные.


^ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1


ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕОБХОДИМЫХ ДОЗ ФЛОКУЛЯНТОВ


Для улучшения процесса осаждения взвешенных веществ при коагулировании в воду помимо коагулянтов можно добавлять флокулянты – полиакриламид (ПАА) или активированную кремниевую кислоту (АК). Наименьшая необходимая доза флокулянта должна снижать содержание взвеси в воде, предварительно обработанной коагулянтами, до 10 мг/л (после 30 мин отстаивания).

Дозу флокулянтов определяют немедленно после отбора пробы воды, и, во всяком случае, не позднее 4 ч после отбора при температуре воды, соответствующей производственным условиям.


^ Цель работы:

Определить необходимую дозу флокулянта для улучшения процесса осаждения взвешенных веществ при коагулировании.


Материальное обеспечение лабораторной работы

  1. Мешалка для приготовления раствора ПАА.

  2. Термостат для созревания активированной кремнекислоты при температуре, соответствующей производственным условиям.

  3. 10 мерных цилиндров емкостью 0,5 или 1 л;

  4. Сульфат алюминия (хч или ч. д. а.), 1%-ный раствор: навеску в 19,5 г Al2(SO4)318H2O, соответствующую 10 г безводного сульфата алюминия Al2(SO4)3, помещают в мерную колбу 100 мл, растворяют при нагревании в 300-500 мл дистиллированной воды, охлаждают и доводят до метки дистиллированной водой.

  5. Полиакриламид, 0,1%-ный раствор: 0,2 г ПАА (из расчета на безводный продукт) помещают в лопастную мешалку (типа используемой для размельчения тканей, 1000 об/мин), заливают 200 мл дистиллированной воды и перемешивают 20 мин до получения однородного раствора.

Активированный кремниевая кислота, 0,5%-ный раствор по SiO2 готовят следующим образом: готовят рабочие растворы жидкого стекла с концентрацией 1,7% по SiO2 и сульфата алюминия с концентрацией 2,5% по Al2(SO4)3.

Исходными продуктами для приготовления рабочих растворов служат стекло натриевое жидкое, имеющее силикатный модуль, равный 3, и глинозем сернокислый очищенный.

Силикатный модуль (М) жидкого стекла – отношение числа грамм-молекул SiO2 к числу грамм-молекул Na2O – вычисляют по формуле:

, (1.1)

где ^ А – содержание SiO2, %;

В – содержание Na2O, %;

1, 032 – отношение молекулярного веса Na2O к молекулярному весу SiO2.

Содержание SiO2 и Na2O в исходном жидком стекле определяют по данным завода-изготовителя.

К 75 мл рабочего раствора жидкого стекла 1,7%-ного по SiO2 при интенсивном перемешивании (1000 об/мин) добавляют постепенно в течение 1-2 мин 25 мл рабочего раствора сульфата алюминия еще 2 мин, затем полученный золь ставят для созревания на 1 ч в термостат, в котором поддерживают температуру, соответствующую производственным условиям.

По истечении 1 ч к золю добавляют 155 мл воды и тщательно перемешивают. Полученный 0,5%-ный по SiO2 раствор АК используют при проведении пробного коагулирования.


^ ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ


В 10 мерных цилиндров емкостью 0,5 или 1 л наливают исследуемую воду до метки и вводят коагулянт в количестве, соответствующей оптимальной дозе.

Содержимое во всех цилиндрах смешивают быстрым вращением палочки в течение 15-20 сек, затем через 3 мин вводят во вторую и последующие пробы раствор ПАА и АК в количествах, обеспечивающих получение различных концентраций (доз) в интервале значений, близких к предлагаемой оптимальной дозе флокулянта.

Пробы с флокулянтом смешивают, затем перемешивают стеклянной палочкой (30-40 об/мин) в течение 3-5 мин и оставляют в покое, наблюдая за образованием хлопьев и осаждением взвеси. Через 30 мин. из каждого цилиндра пипеткой или сифоном из верхнего слоя воды отбирают пробы по 100-200 мл (не взмучивая осадка).

В пробах определяют содержание взвешенных веществ фотометрическим методом (основной метод для вод, содержащих до 100 мг/л взвешенных веществ) или весовым методом с мембранными (до 100 мг/л) или бумажными фильтрами (более 100 мг/л) и по полученным данным устанавливают наименьшую дозу флокулянта (мг/л), достаточную для снижения содержания взвешенных веществ в воде до 10 мг/л.

Затем проводят аналогичные опыты с меньшими дозами коагулянта.

По полученным данным определяют возможность снижения дозы коагулянта за счет использования флокулянтов и устанавливают требуемые дозы коагулянта и флокулянта исходя из условия получения требуемого эффекта очистки воды.


^ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2


ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ

КОНТАКТНЫХ ОСВЕТЛИТЕЛЕЙ

Цель работы:

Провести технологический анализ для определения основных технологических параметров контактных осветлителей при осветлении и обесцвечивании воды.




Материальное обеспечение лабораторной работы

  1. Фотоэлектроколориметр или другие приборы, позволяющие определять мутность и цветность воды.

  2. Мерные цилиндры или бачки емкостью 1-2 л.

  3. Сульфат алюминия, 1%-ный раствор: навеску в 19,5 г Al2(SO4)3  18Н2О, соответствующую 10 г безводного сульфата алюминия Al2(SO4)3, помещают в мерную колбу емкостью 100 мл, растворяют при нагревании в 300-500 мл дистиллированной воды, охлаждают и доводят до метки дистиллированной водой.


^ ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ


Рис. 2.1 – Лабораторная установка для определения основных технологических параметров контактных осветлителей

1 – подача речной воды; 2 – распределительный бачок; 3 – подача реагентов; 4 – воздухоотделитель; 5 – колонка; 6 - дырчатое дно; 7 – подача воды в колонку; 8 – пьезометры; 9 – пробоотборники; 10 – отвод фильтрата и промывной воды; 11 – подача промывной воды; 12 – перелив; 13 – насадки для регулирования расхода
Фильтровальная установка состоит из колонки диаметром 150-200 мм, высотой 3 м, оборудованной пьезометрами, а также системой для подачи и отвода воды (рис. 2.1).

Колонку последовательно загружают гравием и песком следующих фракций:

  1. гравий d=84 мм, на высоту 10 см (нижний слой);

  2. гравий d=42 мм, на высоту 10 см; песок d=20,8 мм, на высоту 200 см (эквивалентный диаметр зерен песка 0,9-1,3 мм).

^ ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

Определяем требуемую дозу коагулянта в соответствии по методике: в 10 колб или мерных цилиндров наливают по 0,5 или 1 л исследуемой воды; затем в приготовленные пробы вводят раствор коагулянта в количествах, соответствующих предполагаемому диапазону требуемых доз. Пробы воды смешивают десятикратным опрокидыванием колб или цилиндров и сразу фильтруют через промытые бумажные фильтры типа "белая лента". Требуемую для контактного осветления дозу коагулянта определяют умножением полученного значения дозы на коэффициент запаса, равный 1,1-1,5.

Промывают загрузку колонки восходящим потоком воды. В баке с исследуемой водой подбирают насадку для обеспечения скорости фильтрования в пределах 5-6 м/ч. Настраивают дозатор коагулянта на заданную дозу.

Производят фильтрование воды снизу вверх. В ходе опыта каждый час отбирают пробы исходной и профильтрованной воды. Измеряют объемным способом расходы воды и раствор коагулянта, по показаниям пьезометров записывают потерю напора в фильтрующей загрузке.

В пробах воды определяют мутность и цветность. Если качество фильтрата ниже предъявляемых к нему требований, дозу коагулянта увеличивают. Проверяют также возможность снижения дозы коагулянта. Экспериментальные данные записывают в журнал наблюдений и оформляют в виде графиков (рис. 2.2).

Начиная с момента ухудшения качества фильтрата, его мутность и цветность определяют каждые 15-30 мин до предельного допустимого ухудшения качества фильтрата. Общее время работы контактного осветлителя до этого момента является временем защитного действия загрузки (tз). По рис. 2.2 определяют также время достижения предельной потери напора (tн).

Испытания проводят по три раза с двумя-тремя скоростями фильтрования, в пределах 5-6 м/ч в каждый характерный период года. По полученным результатам характерный период года. По полученным результатам судят о целесообразности использования контактного осветления и об основных показателях работы контактных осветлителей при очистке исследуемой воды.

На выполнение лабораторной работы нужно 2 часа и 1 час на защиту.

Рис. 2.2 – График прироста потери напора


^ ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТАБИЛЬНОСТИ ВОДЫ


Под стабильностью воды понимают ее свойство не растворять карбонат кальция и не выделять его из раствора.

Стабильность воды обусловлена равновесным состоянием в растворе углекислых соединений



и характеризуется тем, что концентрация свободной двуокиси углерода (СО2) соответствует ее равновесной концентрации, необходимой для поддержания в растворе содержащихся в воде солей угольной кислоты.

Стабильность воды определяется двумя методами:

  1. карбонатными испытаниями;

  2. вычислением по данным анализов воды индекса насыщения раствора карбонатом кальция.



^ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3


ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТАБИЛЬНОСТИ ВОДЫ МЕТОДОМ

КАРБОНАТНЫХ ИСПЫТАНИЙ


Цель работы:

Определить стабильность воды с помощью карбонатных испытаний, которые учитывают влияние содержащихся в воде соединений, сорбирующихся на поверхности раздела фаз и задерживающих кристаллизацию или растворение карбоната кальция.


Материальное обеспечение лабораторной работы

  1. Встряхивающий аппарат с качающейся платформой для встряхивания сосудов с исследуемой водой.

  2. Бюретка.

  3. рН-метр.

  4. Приспособление для отбора воды из сосуда после встряхивания пробы воды с порошкообразным карбонатом кальция (рис. 3.1)

  5. Соляная или серная кислота 0,1 н. раствор.

  6. Метиловый оранжевый, 0,1%-ный водный раствор.

  7. Карбонат кальция, порошкообразный.


^ ПРИГОТОВЛЕНИЕ РЕАКТИВОВ

Соляную или серную кислоту 0,1 н. раствора готовят из фиксанала или 8,25 мл концентрированной HCl пл. 1,19 ч. д. а. (или 2,8 мл H2SO4 пл. 1.84), доводят дистиллированной водой до 1 л.

Поправочный коэффициент 0,1 н. раствора кислоты определяют следующим образом: 1,9071 г буры, дважды перекристаллизованной и высушенной в течение 2-3 дней на воздухе между листами фильтровальной бумаги, растворяют в 100 мл дистиллированной воды в мерной колбе и доводят до метки. Берут калиброванной пипеткой точно 25 мл раствора буры, добавляют 3 капли раствора индикатора метилового оранжевого и титруют 0,1 н. раствором кислоты до перехода окраски.

Коэффициент определяют по формуле

, (3.1)

где п – объем 0,1 н. раствора кислоты, израсходованной на титрование 25 мл раствора буры. Поправочный коэффициент вычисляют с точностью до 0,01.

Карбонат кальция, порошкообразный готовят: 250 г кристаллического хлорида кальция (CaCl26H2O) растворяют в 1 л дистиллированной воды; в другом сосуде растворяют 175 г карбоната аммония (NH4)2CO3 в 1,5 л дистиллированной воды. Сливают оба раствора в цилиндрический сосуд емкостью 3-5 л и непрерывно перемешивают в течение 15-20 мин. Образовавшемуся осадку карбоната кальция дают осесть в течение 2-3 ч. Воду над осадком сливают, оставшийся на дне осадок переносят частями в воронку Бюхнера с уложенным на дно кружком фильтровальной бумаги и отмывают дистиллированной водой до отсутствия хлоридов в промывной воде. Промытый осадок высушивают при 1100С и прокаливают при 300-3500С в течение 3-4 ч.


^ ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ


Рис. 3.1 – Лабораторная установка для отбора воды

1 – сосуд; 2 и 5 – резиновые пробки; 3 – хлоркальциевая трубка; 4 – стеклянные трубки; 6 – воронка со стеклянным фильтром
Приспособление (рис. 3.1) состоит из сосуда с резиновой пробкой ^ 2, по размеру соответствующей горлышку сосуда, через которую пропущены хлоркальциевая трубка 3, заполненная натронной известью, и стеклянная трубка 4, не доходящая на 3-4 см до дна сосуда. На верхний конец стеклянной трубки надевается резиновый шланг длиной 75-80 см, другой конец шланга соединен со стеклянной трубкой 4, пропущенной через резиновую пробку 5.

Эта пробка вставлена в воронку 6 с фильтром из пористой стеклянной пластинки №2 (размер пор 40-50 мк).


^ ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ


Пробу воды объемом не менее 2 л доставляют в лабораторию для исследования в стеклянной бутыли, заполненной до пробки. Определение следует производить по возможности немедленно, но не позднее, чем через 2 ч после отбора пробы. Если вода содержит взвешенные вещества, пробу отстаивают в течение 1-2 ч. Отбирают 100 мл исследуемой воды в коническую колбу и титруют 0,1 н. соляной (или серной) кислотой для определения щелочности воды.

Затем в прочный стеклянный сосуд емкостью 400-500 мл всыпают 30 г порошкообразного карбоната кальция, заполняют сосуд водой до пробки, исследуемой водой, плотно закрывают резиновой пробкой, устанавливают в горизонтальном положении на платформу встряхивающего аппарата и в течение 3 ч встряхивают при 100-150 качаниях платформы в минуту.

Желательно обеспечить такие условия проведения опыта, при которых выдерживалась бы температура исследуемой воды, соответствующая ее температуре при отборе пробы.

При необходимости оценивать стабильность воды при нагревании ее до заданной температуры поступают следующим образом. Перед испытаниями воду нагревают до нужной температуры в заполненной доверху колбе, закрытой пробкой с небольшим отверстием. Затем подогретую воду переливают в термос емкостью 0,5 л или сосуд, покрытый термоизоляцией. Предварительно термос или сосуд нагревают до температуры исследуемой воды двух-трехкратным заполнением нагретой дистиллированной водой.

По окончании встряхивания снимают сосуд со встряхивающего аппарата, быстро заменяют пробку приспособлением для отбора воды (рис. 3.1) и оставляют в покое на 1 ч для осаждения порошка карбоната кальция.

После осветления воды сифоном отсасывают воду через нижний конец воронки со стеклянным фильтром, сбрасывают первые 50 мл воды и отбирают в коническую колбу 100 мл фильтрованной воды. Эту пробу титруют 0,1 н. раствором НСl (или 0,1 н. раствором H2SO4) с индикатором метиловым оранжевым.

Расчет. Вычисляют щелочность воды и рассчитывают показатель стабильности воды (мг-экв/л), определенный по методу карбонатных испытаний (С), по формуле

, (3.2)

где - щелочность исходной воды, мг-экв/л;

- щелочность воды после встряхивания с порошкообразным карбонатом кальция, мг-экв/л.

На выполнение лабораторной работы нужно 2 часа и 1 час на защиту.


^ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4


ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТАБИЛЬНОСТИ ВОДЫ МЕТОДОМ ВЫЧИСЛЕНИЯ ИНДЕКСА НАСЫЩЕНИЯ КАРБОНАТОМ КАЛЬЦИЯ


Цель работы:

Определить стабильность воды методом вычисления индекса насыщения карбонатом кальция.


Материальное обеспечение лабораторной работы

  1. рН-метр;

  2. термометр.


Вычисление производят на основе следующих данных:

  1. температура воды (в момент отбора пробы или после нагревания до заданной температуры в случае, если необходимо оценить стабильность воды после её нагрева);

  2. содержание кальция;

  3. щелочность;

  4. общее содержание солей (приближенно принимать равн6ым сухому остатку);

  5. рН.


Расчет. Величину рН равновесного насыщения воды карбонатом кальция вычисляют по формуле

, (4.1)

где рНS – величина рН равновесного насыщения воды карбонатом кальция;

- величины, зависящие соответственно от температуры воды, содержания в ней кальция, щелочности и общего содержания солей. Определяют эти величины по соответствующим шкалам номограммы 1, приложение 5.

Индекс насыщенности воды карбонатом кальция (J) вычисляют по формуле

, (4.2)

где рН0 – измеренное с помощью рН-метра значение рН исследуемой воды.

Примечание. Величину рН0 обычно измеряют при температуре 18-200С. Если индекс насыщения нужно рассчитать для нагретой воды, то в измеренную при 18-200С величину рНизм нужно внести поправку в соответствии с формулой

, (4.3)

где рНизм – величина рН воды, измеренная при 18-200С;

- температурная поправка, которую находят по табл. 4.1.


Таблица 4.1 – Температурные поправки () для определения рН воды после её нагрева


рН при температуре 18-200С рНизм

Температура нагретой воды в 0С

Температурная поправка () при щелочности воды, мг-экв/л

0,5

1

2

4

8


 8,0

8,2

8,4

50


0,1

0,2

0,3



0,1

0,15

0,2



0,1

0,15

0,2


0,1

0,15

0,15


0,1

0,1

0,15


 7,6

7,8

8,0

8,2

8,4

60


0,1

0,15

0,3

0,4

0,5



0,1

0,15

0,2

0,3

0,4


0,1

0,1

0,15

0,2

0,3


0,1

0,1

0,15

0,2

0,25


0,1

0,1

0,1

0,15

0,2


^ ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ


Вода считается стабильной, если показатель стабильности С или индекс насыщения J равны нулю. При положительных значениях С или J из растворов может выделяться карбонат кальция, чем обусловлена способность воды создавать на омываемой поверхности труб защитную против коррозии карбонатную пленку.

При отрицательных значениях С или J вода содержит агрессивную углекислоту, в связи с чем стимулируется коррозия стальных и чугунных труб, а в определенных условиях и бетона.


^ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5


ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФРАКЦИОННОГО СОСТАВА ФИЛЬТРУЮЩИХ

ЗАГРУЗОК ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ

ВОДОПРОВОДА И КАНАЛИЗАЦИИ


Цель работы:

Определение основных показателей гранулометрического состава кварцевого песка и заключение о возможности его использования в качестве фильтрующей загрузки очистных сооружений водопровода и канализации.


^ Краткие теоретические сведения

Фильтрующая загрузка играет первостепенную роль в работе фильтра любой конструкции. Поэтому правильному выбору фильтрующей загрузки уделяется очень большое внимание.

Гранулометрический состав песка определяется ситовым анализом средней пробы после высушивания в термостаты при 1050С. Для ситового анализа берется навеска средней пробы (200 г), взвешенная на технических весах.

Для отсева отсортированного песка достаточно иметь набор калиброванных сито размером ячеек от 0,25 до 2,0 мм. Рассев песка ведется частями. Просеивание большими порциями песка не рекомендуется во избежание порчи сит, а также в целях более тщательного отсева. Рассев песка следует производить через сита сразу (или сита комплектные), или, начиная с самого крупного (есть сита некомплектные).

Просеивание ведется до тех пор, пока через данное сито не прекратится выход более мелких фракций. При просеивании песка через комплект сит, следует (после нескольких минут просеивания порции песка через все сита) проверить выход мелких фракций через каждое сито над листом белой бумаги (прошедшие через сито остатки мелких фракций собираются и переносятся на последующее сито). Застрявшие в ячейках сита песчинки, не прошедшие через него при встряхивании, извлекаются иглой, и считаются не прошедшими через данное сито.

Порции песка, оставшиеся на каждом сите, взвешиваются на технических весах.

Данные ситового анализа (остаток на каждом сите) записываются в табл. 5.1.

Таблица 5.1

Калибр сита, мм

Осталось на сите

Прошло через сито

г

%

г

%

2,0













1,5













1,25













1,0













0,75













0,5













0,25




























Основные показатели гранулометрического состава фильтрующего материала:

1. Эквивалентный диаметр зерен загрузки dэ – диаметр таких зерен, из которых состояла бы данная загрузка при условии её однородности.


где Рі – процентное содержание фракций со средним диаметром dі;

2. Коєффициент неоднородности загрузки.

где d80 – калибр сита, через которое проходит 80% исследуемого фильтрующего материала;

d10 – (эффективный диаметр) - калибр сита, через которое проходит 10% исследуемого фильтрующего материала.

3. Средний диаметр зерен загрузки dср. - калибр сита, через которое проходят 50% исследуемого фильтрующего материала.


Состав оборудования и приборов для проведения работы

1. Набор сит калибров: 0,25; 0,5; 0,75; 1,0; 1,25; 1,8; 2,0.

2. Термостат.

3. Технические весы.


Порядок проведения работы


1. Отбирают среднюю пробу фильтрующего материала в количестве 200 г.

2. Отобранную пробу высушивают в термостате до постоянного веса.

3. Высушенный и взвешенный материал рассеивают на наборе сит.

4. Взвешивают остатки материала на ситах каждого калибра и записывают результаты и таблицу 5.1.

Обработка опытных данных

1. По данным полученным в результате рассева материала (табл. 5.1) строят график гранулометрического анализа песка (на оси абсцисса откладывают калибры сит, а на оси ординат – количество материала в %, прошедшего через сито соответствующего калибра).

2. По графику определяют d80, d10 и dср., а по формуле (5.2) находят величину К.

3. Составляют таблицу 5.2 и определяют dэ по формуле (5.1).

Таблица 5.2

Средний диаметр зерен загрузки на сите, мм

Процент материала, оставшегося на каждом сите








Выводы

Определив фракционный состав исследуемого материала, необходимо проанализировать полученные данные и сделать заключение о возможности его применения в качестве фильтрующей загрузки, а также указать тип фильтра для которого данная загрузка может быть рекомендована.


^ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6


ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТА РАБОТЫ НАПОРНОГО ГИДРОЦИКЛОНА


Цель работы:

Определить опытным путем влияние напора на входе на эффективность работы гидроциклона и его производительность.

^ Краткие теоретические сведения

Гидроциклон (рис. 6.1) представляет собой аппарат, в котором под действием центробежных сил, возникающих в аппарате при прокачке через него жидкости, происходит выделение из сточных вод твердых частиц.

Осветляемая вода, войдя в цилиндрическую часть гидроциклона, по касательной постепенно опускается вниз, и в результате движение воды и взвешенных ней частиц происходит по винтовым пространственным спиралям. Каждая твердая частица, участвуя в таком движении, описывается несколько тысяч оборотов в 1 мин вокруг центральной геометрической оси аппарата. Центробежные силы инерции отклоняют твердые частицы с периферии и при этом тем быстрее, чем крупнее частицы. Двигаясь по внешним спиралям, твердые частицы собираются в нижней конической части аппарата, откуда и удаляются через шламовое отверстие.

Осветленная жидкость движется во внутреннем спиральном потоке, направленном снизу вверх, к сливному патрубку.


Рис. 6.1 – Принципиальная схема

гидроциклона

1 – трубы, по которым поступает вода; 2 – сливной патрубок; 3 – шламовое отверстие
Частица, находящаяся в гидроциклоне, испытывает влияние в основном двух сил: центробежной Р, отбрасывающей ее к стенке гидроциклона, и силы сопротивления среды S, возникающей от действия радиального потока жидкости и увлекающей ее к оси аппарата. Центробежная сила определяется по формуле

, (6.1)

где т – масса частицы, г;

- радиус вращения, см;

- тангенциальная скорость, направленная перпендикулярно к радиусу вращения в данной точке, м/с.

Сила сопротивления среды

, (6.2)

где - радиальная скорость, направленная вдоль радиуса гидроциклона, м/с;

- вязкость среды, пз;

- диаметр частиц шлама, см.

Фактически центробежные силы инерции производят в гидроциклоне такое же действие, как сила тяжести в обычных отстойниках, но с той лишь разницей, что величина ускорения, действующего на твердые частицы и заставляющего их падать на стенки циклона, во много раз превышает ускорение свободного падения. Этим объясняется высокая эффективность работы гидроциклона, имеющего обычно относительно малые размеры.

Эффект осветления, %, в гидроциклоне определяется по формуле

, (6.3)

где - концентрация взвешенных веществ в воде, поступающей на очистку в гидроциклон, мг/л;

- концентрация взвешенных веществ в осветленной воде, мг/л.

Эффект осветления зависит от конструкции размеров гидроциклона, свойств очищаемой жидкости и технологических параметров (напора на входе, конечной концентрации взвешенных веществ и др.). Одним из основных факторов, влияющих на эффект очистки сточной жидкости в гидроциклоне, является напор, так как он определяет окружную скорость, действующую в гидроциклоне.

^ ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ


Из емкости 1 (рис. 6.2) осветляемая сточная жидкость центробежным насосом подается в гидроциклон 5, в который непосредственно происходит ее осветление.


Рис. 6.2 – Схема лабораторная установки

1 – емкость; 2 – насос; 3 – задвижка; 4 – манометр;

5 – гидроциклон; 6 – кран для отбора пробы
На трубопроводе между насосом и гидроциклоном установлены задвижки 3, манометр 4 и кран для отбора пробы 6 поступающей жидкости.


^ ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ


При закрытой задвижке 4 включают центробежный насос 2. Открывая задвижку 4, устанавливают на манометре 5 последовательно давление 0,5; 1; 1,5; 2,5; 3 и 3,5 кгс/см2.

При каждом режиме отбирается проба поступающей и осветленной воды, замеряется расход осветленной воды и пульпы и секундомером определяется время наполнения мерного сосуда:

, (6.4)

где - расход осветленной воды или пульпы, л/с;

- объем пульпы или осветленной воды, л;

- время наполнения мерного сосуда, с.

По окончании опытов закрывают задвижку ^ 3 перед гидроциклоном 6 и выключают насос 2.

В отобранных пробах определяется содержание взвешенных веществ весовым способом или с помощью фотоэлектроколориметра.

По вычисленным значениям эффекта осветления при данном напоре строят график зависимости , по замеренным значениям и - график зависимости .

Результаты наблюдений и вычислений заносят в таблицу.

Таблица – Результаты наблюдений и вычислений по определению эффекта осветления

№ опыта

Напор на входе Н, м вод. ст.

Осветленная вода

Пульпа

Общий расход Q, л/с

Концентрация взвешенных веществ, мг/л

Эффект осветления Э, %

Wo, л

to, с

Qo, л/с

Wп, л

Tп, с

Qп, л/с

Со

Сt

1

5































2

1































3

15































4

20































5

25































6

30































7

35
































Выводы

Определив концентрации взвешенных веществ, необходимо проанализировать полученные данные и сделать заключение об эффекте осветления.


^ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


    1. СН и П 2.04.02-84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. – М.: Стройиздат, 1985. – 131 с.

    2. Руководство по химическому и технологическому анализу воды. – М.: Стройиздат, 1973 – 273 с.

    3. Калицун В.И., Ласков Ю.М.. Лабораторный практикум по канализации. – М.: Стройиздат, 1978.

    4. Клячко В.А., Апельцин И.Э. Очистка природных вод. – М.: Стройиздат, 1971.



Учебное издание


Методические указания

к выполнению лабораторных работ по дисциплине

Эксплуатация очистных сооружений водопроводно-канализационных систем

(для студентов 5 курсов всех форм обучения специальности

7.092601 - Водоснабжение и водоотведение)


Составители: ДУШКИН Станислав Станиславович,

БЛАГОДАРНАЯ Галина Ивановна,

ЯРОШЕНКО Юрий Вадимович


План 2007, поз. 573 __

Подп. к печати 25.05.07г. Формат 60х84 1/16 Бумага офисная

.Печать на ризографе. Усл.-печ. лист. 1,5

Тираж 100 экз. Зак. №

____________________________________________________________________

Сектор оперативной полиграфии при ИВЦ ХНАГХ

61002, Харьков, ул. Революции, 12




Схожі:

Методические указания iconЛ. П. Вороновская А. А. Кузнецова математика методические указания
Методические указания для работы с иностранными студентами подготовительного отделения
Методические указания iconЕ. А. Маковкин рисунок детали головы методические указания
Методические указания к выполнению практического задания и самостоятельной работы
Методические указания iconМетодические указания
Методические указания к самостоятельному изучению дисциплины «Основы гидромелиорации» для
Методические указания iconМетодические указания
Методические указания и исходные данные к курсовой работе «Расчёты устойчивости грунтовых массивов»/. Сост. Таранов В. Г., Рудь А....
Методические указания iconДокументи
1. /Методические указания - Реология/1 ВИЗНАЧЕННЯ РЕОЛОГ_ЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК НА РОТАЦ_ЙНИХ...
Методические указания iconМетодические указания
Методические указания к выполнению лабораторного практикума по дисциплине «Коррозия и защита металлов» для студентов всех специальностей....
Методические указания iconИ в свет Разрешаю на основании "Единых правил", п. 14 Заместитель первого проректора начальник организационно методического управления В. Б. Юскаев методические указания
Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Техническая термодинамика»/ Составители
Методические указания iconИ в свет разрешаю на основании «Единых правил», п. 14 Проректор В. Д. Карпуша методические указания
Методические указания к выполнению индивидуального домашнего задания «Расчёт энергоэффективности использования теплонасосной установки»...
Методические указания iconИ в свет разрешаю на основании «Единых правил», п. 14 Проректор В. Д. Карпуша методические указания
Методические указания к выполнению индивидуального домашнего задания «Расчёт энергоэффективности использования теплонасосной установки»...
Методические указания iconМетодические указания
Методические указания к выполнению курсовой работы по фотограмметрии и дистанционному зондированию (для студентов 4 курса дневной...
Методические указания iconМетодические указания
Методические указания для проведения практических занятий по дисциплине «Основы гидромелиорации» для
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи