ення і в часі (малюнок 2, де показані криві зміни концентрації суспензії у воді по висоті завантаження). Кожна крива відноситься до певного моменту часу. Крива 1 характерна для початкового періоду процесу після того, як перші порції фільтрованої води пройдуть через шар завантаження, а крива 4 - граничному насиченню завантаження осадом. Крива 1 показує, як змінюється концентрація суспензії у воді по висоті завантаження товщиною х 0 тільки під дією сил прилипання.
У міру накопичення осаду у завантаженні явище відриву раніше прилипли частинок починає проявлятися все більш помітно. Вони показують, що роль шарів завантаження, розташованих поблизу від поверхні, в посвітлінні води зменшується. Після тривалої роботи фільтра насичення цих шарів осадом стає граничним і вони перестають освітлювати воду.
Час, протягом якого завантаження здатна освітлювати воду до необхідного ступеня, називається часом захисної дії завантаження.
1.4.1 Технологічне моделювання процесу фільтрування
Моделювання технологічних процесів засновано на припущенні, що при зміні процесу в певних межах фізична сутність явищ, відтворюваних на виробництві, не змінюється і сили, що діють на об'єкт розробки, не міняють своєї природи, а тільки величину. Технологічне моделювання особливо ефективно, коли чисто математичний опис процесу скрутно і експеримент є єдиним засобом його вивчення. У цих випадках застосування методів моделювання позбавляє від необхідності експериментування з великим числом можливих варіантів вибору параметрів процесу, скорочує тривалість і обсяг експериментальних досліджень і дозволяє шляхом нескладних обчислень знайти оптимальний технологічний режим.
Застосування методів технологічного моделювання в області очищення води має важливе значення як наукова основа інтенсифікації та покращення роботи діючих очисних споруд. Ці методи вказують на систему порівняно простих експериментів, обробка результатів яких дозволяє виявити приховані резерви продуктивності і встановити оптимальний технологічний режим роботи споруд. Використання технологічного моделювання дає також можливість узагальнити і систематизувати експериментальні та експлуатаційні дані по різних типах вододжерел. А це дозволяє значно скоротити обсяг експериментальних досліджень, пов'язаних з проектуванням нових і інтенсифікацією існуючих споруд.
Для проведення фільтраційного технологічного аналізу необхідно мати установку, схема якої представлена ​​на малюнку 3. Основним елементом установки є фільтрувальна колонка, устаткована пробовідбірниками. Для зниження впливу пристінкового ефекту, а також для того, щоб витрата води, відібраної пробовідбірниками, що не був більше допустимого для практичних експериментів значення, фільтрувальна колонка повинна мати діаметр не менше 150 ... 200 мм. Висота колонки приймається рівною 2,5 ... 3,0 м, що забезпечує розташування в ній достатнього шару фільтруючого матеріалу і освіта достатнього простору над завантаженням для підвищення рівня води при збільшенні втрати напору в фільтруючому матеріалі.
Пробовідбірники встановлюють рівномірно по висоті завантаження фільтрувальної колонки на відстані 15 ... 20 см один від одного. Пробовідбірник, розташований до входу води в завантаження, служить для контролю концентрації суспензії у вихідній воді. Пробовідбірник, розташований за завантаженням, служить для контролю якості фільтрату. Решта пробовідбірники призначені для визначення зміни концентрації суспензії в товщі зернистої завантаження. Для отримання достовірних результатів фільтрувальна колонка повинна мати не менше 6 пробовідбірників. У ході проведення досвіду забезпечують безперервне витікання води з пробовідбірників. Сумарна витрата води з пробовідбірників не повинен перевищувати 5% загальної витрати води, що проходить через колонку. Колонка оснащується також двома п'єзометрична датчиками для визначення загальної втрати напору в товщі фільтруючого завантаження.
Фільтрувальну колонку завантажують можливо більш однорідним зернистим матеріалом. Бажано, щоб середній діаметр зерен завантаження становив від 0,7 до 1,1 мм. Товщина шару піску повинна бути не менше 1,0 ... 1,2 м. Необхідна кількість завантаження розраховують за формулою
m = r (1 - n) V , br/>
де m - маса відмитого і відсортованого фільтруючого матеріалу, кг; r - щільність завантаження, кг/м 3 ; n - межзерновая пористість фільтруючого завантаження; V - Необхідний обсяг завантаження, м 3 . p> Після заповнення фільтрує колонки фільтруючий матеріал ущільнюють постукуванням по стінці колонки, поки верхня поверхня матеріалу не дійде до мітки, відповідної заданим обсягом завантаження, коли пористість завантаження буде дорівнює пористості цього матеріалу в реальному великомасштабному фільтрі. (5 ... 10 м/ч.)
В
2 Розрахунково-технологічна частина
2.1 Застосування фільтруючих матеріалів у водопідготовці
