Экспериментальное исследование процесса седиментации твердых частиц разного происхождения
https://doi.org/10.21285/2227-2917-2024-3-513-523
EDN: OCIGHE
Аннотация
Седиментация является первым этапом очистки сточных вод от механических примесей. На ее скорость влияет плотность и размер частиц примесей, а также плотность и вязкость дисперсионной среды. В промышленных отстойниках осаждение частиц может происходить в ламинарном, переходном или турбулентном режимах. Цель исследования заключалась в установлении критериальных уравнений и их коэффициентов для процессов седиментации частиц песка, стекла и гранул полиамида. Осаждение частиц песка размером 0,001–0,003 м, сферических частиц стекла диаметром 0,0025–0,004 м и гранул полиамида со средним объемно-поверхностным диаметром 0,0022–0,003 м проводилось в мерном стеклянном цилиндре, заполненном дистиллированной водой. Для каждой твердой частицы замерялся диаметр, далее, с помощью пинцета она соприкасалась с уровнем поверхности воды, отпускалась и под действием силы тяжести начинала оседать на дно цилиндра. Секундомером засекалось время прохождения частицы между метками мерной емкости. Расчеты выполнялись на основе метода анализа размерностей. По результатам испытаний установлены зависимости критерия Рейнольдса от критерия Архимеда при осаждении частиц песка и гранул полиамида в переходном режиме и сферических частиц стекла в турбулентном режиме, выведены критериальные уравнения процесса осаждения твердых частиц в слое жидкости. Экспериментально определены коэффициенты для данных уравнений. Уравнения и коэффициенты, полученные в процессе исследования, могут быть полезны при проектировании отстойников, предназначенных для механической очистки сточных вод от частиц песка, стекла и полимеров.
Об авторах
А. В. Бальчугов
Ангарский государственный технический университет
Россия
Россия
Бальчугов Алексей Валерьевич, д.т.н., доцент, проректор
Author ID: 268365
665835, г. Ангарск, квартал 85а, дом 5
А. А. Баранова
Ангарский государственный технический университет
Россия
Россия
Баранова Альбина Алексеевна, к.т.н., доцент, доцент кафедры промышленного и гражданского строительства
Author ID: 680451
665835, г. Ангарск, квартал 85а, дом 5
Список литературы
1. Галкин Ю.А., Уласовец Е.А., Басков Е.М., Болтаев В.А., Селицкий Г.А. Совершенствование конструкции и интенсификация работы сооружений для механической очистки промышленных и ливневых сточных вод // Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение. 2008. № 1 (1). С. 42–48. EDN: IYEMTM.
2. Буренин В.В. Новые технологии очистки сточных вод от нефтепродуктов и механических примесей // Транспорт и хранение нефтепродуктов. 2007. № 4. С. 19–21. EDN: KXASUN.
3. Новоселов А.М., Новоселова Е.Б. Механическое обезвоживание осадка в процессе очистки сточных вод // Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации. Сб. науч. трудов XII-ой Междунар. науч.-практ. конф.: в 4-х т. (г. Курск, 19–20 марта 2015 г.). Курск, 2015. Т. 3. С. 248–250. EDN: TRBEVR.
4. Кадырова А.М. Механические и физико-химические методы очистки сточных вод // Наука в современных условиях: от идеи до внедрения. 2015. № 1. С. 81–85. EDN: WHJNUN.
5. Ильин П.П. Новые возможности в механической очистке сточных вод // Мясные технологии. 2016. № 11 (167). С. 34–35. EDN: XSFBVL.
6. Попов А.В., Назимко Е.И. Механическая очистка сточных вод // Молодой исследователь: вызовы и перспективы. Сб. статей по материалам ХХХI Междунар. науч.-практ. конф. М., 2017. № 6 (31). С. 99– 102. EDN: YKBRDJ.
7. Варежкин Ю.М., Михайлова А.Н., Синицына И.Н. Очистка сточных вод. М.: НИИТЭХИМ, 1989. 54 с.
8. Татевосян Г. Применение автономных систем канализации в процессах очистки сточных вод // Водоочистка. 2020. № 1. С. 9–17. EDN: DFUCUD.
9. Myrzalieva S.K., Pratama G.N.I.P., Khamidulla A.G. Wastewater Treatment Using Natural Zeolite Materials // Комплексное использование минерального сырья. 2021. № 2 (317). С. 64–68. https://doi.org/10.31643/2021/6445.19. EDN: AYQITV.
10. Ксенофонтов Б.С. Проблемы очистки сточных вод промышленных предприятий // Безопасность жизнедеятельности. 2011. № 3. С. 1–24. EDN: NDXPVJ.
11. Tchobanoglous G., Stensel H.D., Tsuchihashi R., Burton F.L. Wastewater Engineering: Treatment and Resource Recovery. New York: McGraw-Hill, 2013. 2048 p.
12. Дудоров В.Е., Хисматулина Д.Н., Исхакова Э.Р. Методы очистки сточных вод, виды очистных сооружений и инновации в области очистки сточных вод // Наука среди нас. 2019. № 4 (20). С. 43–48. EDN: PREGZQ.
13. Manar Elsayed A.-R., Nermine E M., Reem K.F., Abdul-Raheim Mahmoud A.-R. Wastewater Treatment Methodologies // International Journal of Environment and Agricultural Science. 2019. Vol. 3. Iss. 1. P. 1–25.
14. Zăbavă B.S., Voicu Gh., Ungureanu N., Dincă M., Safta V.V. Basic Equipment for The Mechanical Treatment of Wastewater // International Symposium ISB-INMA TEH, Agricultural and Mechanical Engineering. 2015. P. 349–356.
15. Aqeel A., Zafar J. Comprehensive Note on Various Wastewater Treatment Strategies // Aquatic Contamination: Tolerance and Bioremediation. Hoboken: John Wiley & Sons, 2023. P. 345–365. https://doi.org/10.1002/9781119989318.ch20.
16. Nuralhuda A.J., Hamidi A.A. The Design for Wastewater Treatment Plant (WWTP) With GPS X Modelling // Cogent Engineering. 2020. Vol. 7. Iss. 1. P. 1–33. https://doi.org/10.1080/23311916.2020.1723782.
17. Avijit Mallik, Md. Arman Arefin, Mhia Md. Zaglul Shahadat Design and Feasibility Analysis of a Low-Cost Water Treatment Plant for Rural Regions of Bangladesh // AIMS Agriculture and Food. 2018. Vol. 3. Iss. 3. P. 181–204. https://doi.org/10.3934/agrfood.2018.3.181.
18. Чеботарева А.А., Бариева Э.Р., Серазеева Е.В. Особенности очистки городских сточных вод и повышение эффективности очистки // Академический вестник ELPIT. 2021. Т. 6. № 4. С. 12–17. EDN: VFBIQA.
19. Bourgin M., Beck B., Boehler M., Borowska E., Fleiner J., Salhi E. [et al.] Evaluation of A Full-Scale Wastewater Treatment Plant Upgraded with Ozonation and Biological Post-Treatments: Abatement of Micropollutants, Formation of Transformation Products and Oxidation By-Products // Water Research. 2018. Vol. 129. Iss. 1. P. 486–498. https://doi.org/10.1016/j.watres.2017.10.036.
20. Alaa Fahad, Radin Maya Saphira Mohamed, Bakar Radhi, Mohammed Al-Sahari Wastewater and its Treatment Techniques: An Ample Review // Indian Journal of Science and Technology. 2019. Vol. 12. Iss. 25. P. 1–13. https://doi.org/10.17485/ijst/2019/v12i25/146059.
21. Архипов В.А., Усанина А.С., Золоторев Н.Н., Маслов Е.А. Динамика процесса осаждения твердых частиц в жидкости // Материалы ХХ Юбилейной Междунар. конф. по вычислительной механике и современным прикладным системам (ВМСППС 2017) (г. Алушта, 24–31 мая 2017 г.). Москва, 2017. С. 612–613. EDN: ZSLZTV.
22. Кадирова Г.О., Азизова У.Х., Дехканов З.К. Исследование процесса осаждения и укрупнения твердых частиц на промышленных предприятиях Наманганской области // Universum: химия и биология. 2020. № 4 (70). С. 67–70. EDN: VCCICY.
23. Гасанов А.А., Гамзаева Н.Х. Моделирование процесса осаждения твердой частицы из потока жидкости в горизонтальном гравитационном сепараторе // Химическая технология. 2020. Т. 21. № 5. С. 230–235. https://doi.org/10.31044/1684-5811-2020-21-5-230-235. EDN: KWXISI.
24. Вороненко Б.А., Пеленко В.В., Поляков С.В. К вопросу об описании гидромеханического процесса осаждения твердых частиц в жидкой среде // Процессы и аппараты пищевых производств. 2013. № 4. С. 1–6. EDN: SXIRML.
25. Кырлан В.В., Блазнов А.Н., Фролов А.В. Исследование осаждения твердых частиц в процессах очистки сточных флотационных вод // Водоочистка. 2013. № 5. С. 28–33. EDN: PZVQMP.
26. Блазнов А.Н., Кырлан В.В., Фролов А.В., Бажин В.Е., Иванова Д.Б. Экспериментальные исследования осаждения твердых частиц под действием гравитационных и центробежных сил в процессах очистки сточных флотационных вод // Ползуновский вестник. 2013. № 3. С. 293–299. EDN: RDDXUN.
27. Тарасенко А.С., Губанов Н.Д. Направления модернизации схемы механической очистки сточных вод АО «Ангарская нефтехимическая компания» // Молодежный вестник ИрГТУ. 2019. Т. 9. № 1. С. 89–94. EDN: OQODHP.
28. Вайцель А.А. Механические методы очистки сточных вод // Наука, образование и культура. 2019. № 3 (37). С. 13–14. EDN: QJBYEN.
29. Бальчугов А.В., Бадеников А.В., Баранова А.А. Критериальное уравнение процесса седиментации в переходном режиме // Вестник Ангарского государственного технического университета. 2023. № 17. С. 53–56. EDN: LLJJCP.
30. Бальчугов А.В., Бадеников А.В., Баранова А.А. Экспериментальное исследование процесса седиментации частиц песка в турбулентном режиме // Современные технологии и научно-технический прогресс. 2024. № 11. С. 3–4. EDN: GENIDV.
Рецензия
Для цитирования:
Бальчугов А.В., Баранова А.А. Экспериментальное исследование процесса седиментации твердых частиц разного происхождения. Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2024;14(3):513-523. https://doi.org/10.21285/2227-2917-2024-3-513-523. EDN: OCIGHE
For citation:
Balchugov A.V., Baranova A.A. Experimental study into the sedimentation process of solids of different origin. Izvestiya vuzov. Investitsii. Stroitelstvo. Nedvizhimost. 2024;14(3):513-523. (In Russ.) https://doi.org/10.21285/2227-2917-2024-3-513-523. EDN: OCIGHE
Просмотров:
104
Послать статью по эл. почте 