ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Модель процесса регенерации зернистых фильтрующих материалов в потоке из "Очистка фильтрующих материалов Издание 2" В свою очередь прочность прикрепления загрязнений к зернам фильтрующего материала зависит от свойств загрязнений поступающей на фильтр суспензии, гидродинамических условий формирования осадка загрязнений в норовом пространстве, характера взаимодействия загрязнений с поверхностью зерен фильтрующего материала и других факторов. Экспериментальные исследования показали, что в объеме фильтра наблюдается не только неравномерное количественное распределение загрязнений по высоте слоя, но и изменение прочностных характеристик осадка загрязнений вследствие изменения адгезионной активности частиц суспензии [12, 51]. Таким образом, можно считать, что распределение осадка в объеме зернистого слоя но прочности перед началом регенерации носит случайный характер. [c.31] Поскольку значения прочности осадка загрязнений и касательных напряжений зависят от большого числа случайных факторов, то можно предположить, что они подчиняются некоторым законам распределения. Таким образом, процесс регенерации, рассматриваемый как взаимодействие случайных величин (касательного напряжения потока и прочности прикрепления осадка), можно отнести к стохастическим или вероятностным процессам. Применение теории вероятностей к описанию процесса восстановления фильтрующих свойств зернистых загрузок при известности законов распределения параметров позволит оценить степень удаления загрязнений с поверхности зерен фильтрующего материала, обеспечит возможность выбора метода регенерации и проведения поиска оптимальных режимов этого процесса. [c.32] Согласно теории вероятностей, процессы со случайными факторами можно описать распределениями вероятностей, полученными из множества реализаций детерминированных процессов, или при математическом описании физических явлений, определяющих процесс. [c.32] Тогда степень очистки слоя будет характеризоваться вероятностью Q отрыва загрязнений от поверхности зерен. При этом, учитывая вязкопластичный характер большинства видов осадков, образующихся при очистке сточных вод, принимаем, что продолжительность воздействия потока с определенным значением касательного напряжения х достаточна для удаления загрязнений с данной прочностью. [c.33] Однако даже если х превышает s, то это не является гарантией полной очистки поверхности зерен, поскольку важными характеристиками являются не только средние значения касательных напряжений и прочности, но и средние квадратические отклонения их распределения. Так, на рис. 3.2, 6 наличие участка R свидетельствует о том, что из-за большого значения вероятность существования зон с осадком, имеющим прочность s s2, превышает вероятность возникновения касательных напряжений х х2. [c.34] Предположим, что распределения параметров х и 5 известны и подчиняются нормальному закону. [c.34] Следует отметить, что нормальное распределение не очень удобно для описания прочности загрязнений, так как оно имеет пределы от —ос до +оо, а отрицательные значения прочности не имеют смысла. Если же коэффициент вариации Ks, т. е. отношение среднего квадратического отклонения O s к среднему значению s (математическому ожиданию), меньше 0,3, то вероятность появления отрицательных значений прочности пренебрежимо мала. [c.35] Аналогично может быть записана и функция распределения прочности осадка. [c.35] Нормальное распределение является симметричным, поэтому его нельзя применять для описания прочностных свойств и напряжений, если их распределение окажется асимметричным. В этом случае можно использовать логарифмически нормальный или другие законы распределения. [c.37] Если имеется достаточный объем экспериментальных данных о величинах напряжения и прочности осадка, однако отсутствует основание для принятия допущения о каком-либо конкретном законе распределения, то можно применить графический метод определения вероятности удаления загрязнений слоя [89]. [c.37] Таким образом, применение методов теории вероятностей дает возможность количественного и качественного определения степени очистки зернистого материала при регенерации, однако для этого необходимо знать закон и плотность распределения прочности осадка загрязнений в слое и касательных напряжений, создаваемых промывным потоком на поверхности зерен загрузки. [c.38] Поскольку значения прочности осадка загрязнений и касательных напряжений зависят от большого числа случайных факторов, то в общем случае можно схематически представить влияние этих факторов на распределение значений напряжения и прочности (рис. 3.5). [c.38] Анализ литературных источников в области определения прочности прикрепления загрязнений к поверхности свидетельствует о том, что распределения значения прочности могут подчиняться нормальному или логарифмически нормальному законам [35, 36, 40 ]. Прочность осадка загрязнений, сформированного в зернистом слое, определяется физико-химическими свойствами частиц загрязнений, т. е. способностью частиц прилипать к поверхности зерен загрузки, а также к ранее прилипшим загрязнениям, и противостоять гидродинамическим силам отрыва, создаваемым движущимся в межзерновом пространстве потоком [12, 32, 59]. При этом влиянию размеров контактирующих частиц на прочность контакта придается второстепенное значение. [c.38] На рис. 3.6 и 3.7 представлены характерные кривые распределения частиц загрязнений по крупности в сточных водах, образующихся при некоторых технологических процессах. Кривые распределения свидетельствуют о том, что плотность распределения частиц загрязнений по размерам подчиняется как нормальному, так и логарифмически нормальному закону. В соответствии с (3.37) и рис. 3.5 можно предположить, что это окажет влияние на закон распределения прочности осадка загрязнений в целом и он также будет близким к нормальному или логарифмически нормальному. [c.39] Значение адгезии зависит от поверхностных свойств частиц загрязнений и зерен загрузки, технологии обработки воды и т.д. [25, 36, 43]. [c.40] в [35] установлен логарифмически нормальный закон распределения силы адгезии частиц загрязнений природных вод к частицам кварца как без добавления, так и при добавлении коагулянтов и флокулянтов в обрабатываемую воду. [c.40] Анализ кривых 3.9,а, б показывает, что в процессе очистки природной воды основной объем осадка при коагулировании сернокислым алюминием имеет прочность от 0,2 до 1,4 Па, которая распределяется по законам, близким к нормальному или логарифмически нормальному. Верхнее значение прочности осадка при коагулировании хлорным железом с ПАА составляет около 2,2 Па (рис. 3.9, в), характер распределения прочности более сложен и не подчиняется какому-либо из известных законов. [c.41] Анализ интегральных кривых распределения прочности осадка природных вод на поверхности зерен фильтрующего материала по данным [35] свидетельствует о том, что средние значения величины прочности осадка без предварительного коагулирования составляют около 0,17—0,24 Па, при этом среднее квадратическое отклонение равно примерно 30% среднего значения прочности. [c.41] Данные о распределении значения прочности осадка в зернистом слое при фильтровании сточных вод в литературе отсутствуют, поэтому в первом приближении считаем возможным предположить, что прочность осадков некоторых видов сточных вод будет совпадать с известными значениями прочности осадков природных вод. [c.41] И особенности определения касательных напряжений при различных способах регенерации зернистого слоя. [c.42] Вернуться к основной статье