Исследование закономерностей отложения твердой фазы сточных вод горных предприятий в волокнистом полимерном материале
Классификация закономерностей фильтрования. Исследование сквозных пор в процессе фильтрования. Определение зависимости диаметра пор от поверхностей плотности материала. Зависимость количества задерживаемых частиц от поверхностной плотности материала.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 23.03.2018 |
| Размер файла | 906,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Исследование закономерностей отложения твердой фазы сточных вод горных предприятий в волокнистом полимерном материале
Свалова Кристина Витальевна,
аспирант Забайкальского государственного университета
Экологическая безопасность горных работ предопределяет повышенные требования к качественной очистке сточных вод. Существующие гравитационный, физико-химический, механический способы очистки промышленных стоков от загрязняющих веществ не обеспечивают чистоту воды до норм предельно-допустимой концентрации. Поэтому совершенствование механического способа очистки с использованием многослойных фильтров из полимерных волокнистых материалов не только является актуальной задачей науки, но и позволяет повышать качество осветления воды до требуемых норм.
Из большого разнообразия фильтровальных материалов предпочтение отдается полотнам, полученным иглопробивным способом, формируемым из синтетических волокнистых полимеров путем скрепления и уплотнения волокон, благодаря их однородности и объемности структуры, пористости, эластичности и упругости [Герасимов В.М.].
Процесс фильтрования заключается в фазовом разделении суспензий и получении твердого осадка на фильтрующий материал [Жужиков В.Л.].
Твердые частицы, увлекаемые потоком жидкости к фильтровальной перегородке, попадают в различные условия. Общая классификация закономерностей фильтрования приведена на рисунке 1.
Рис. 1 Общая классификация закономерностей фильтрования
Наиболее простой случай, когда твердая частица задерживается на поверхности фильтровальной перегородки и не проникает в пору вследствие того, что размер последней в начальном сечении меньше размера твердой частицы. Если размер же твердой частицы меньше размера поры, то частица может пройти через фильтровальную перегородку вместе с фильтратом. Она может задержаться внутри перегородки в результате адсорбции или механического торможения на стенках поры. Такая застрявшая частица уменьшает эффективное сечение поры, и вероятность задерживания в ней последующих твердых частиц увеличивается. Это второй случай закономерности фильтрования. Третий случай - когда, отдельная твердая частица полностью закупоривает пору и делает ее непроходимой для других частиц. И, наконец, четвертый случай, когда небольшая твердая частица может не войти в пору и остается на поверхности фильтровальной перегородки. По утверждению В.А. Жужикова, это происходит тогда, когда над входом в пору на поверхности фильтровальной перегородки образуется сводик из нескольких относительно небольших твердых частиц, который пропускает жидкость и задерживает другие твердые частицы.
Для того чтобы разобраться, как твердая фаза сточных вод будет откладываться в волокнистом полимерном материале, исследуем структуру данных полотен.
Данное исследование проходило в два этапа. На первом этапе эксперимента для изучения структуры материала исследовался чистый, в сухом состоянии волокнистый полимерный материал, полученный иглопробивным способом разной поверхностной плотности. В качестве измерителя использовался микроскоп БМИ-1, снабженный метрическим лимбом и сменными объективами. Используемое увеличение - 30x. Исследовались только сквозные поры, представляющие наибольший интерес для процесса фильтрования. В каждом образце измерялось по 20 пор, среди которых определялось среднее значение диаметра в мкм. Таблица 1 отражает результаты исследований.
Таблица 1
Результаты исследований первого этапа эксперимента
|
№ п/п |
Размеры образца (L*B*h), мм |
Поверхностная плотность, кг/м2 |
Вид материала под микроскопом |
Описание |
Средний диаметр пор d, мкм |
|
|
1 |
11*7*1 |
100 |
В образце сквозных пор очень много, волокно тонкое, хаотически расположенное, форма пор различная: от треугольников до шестиугольников со скругленными углами. Диаметр пор колеблется от 190 до 420 мкм |
289 |
||
|
2 |
11*7*1,5 |
150 |
Сквозных пор в образце меньше, но достаточно для измерений, наблюдается их хаотическое расположение. Диаметр пор находится в пределах от 100 до 290 мкм |
186 |
||
|
3 |
11*7*2,5 |
200 |
Сквозных пор в образце уже намного меньше, наблюдается их слияние и хаотическое расположение. Диаметр пор находится в пределах от 100 до 240 мкм |
166 |
||
|
4 |
11*7*2,7 |
250 |
Сквозных пор очень мало, наблюдается их слияние и хаотическое расположение. Диаметр пор находится в пределах от 100 до 200 мкм |
150 |
||
|
5 |
11*7*3 |
300 |
Сквозных пор очень мало, наблюдается их слияние и хаотическое расположение. Диаметр пор находится в пределах от 95 до 200 мкм |
135 |
||
|
6 |
11*7*3,5 |
450 |
Сквозных пор практически не наблюдается, на образце видны лишь несколько отдельных пор диаметром от 80 до 150 мкм |
114 |
По результатам эксперимента строился график зависимости среднего диаметра пор от поверхностной плотности, приведенный на рисунке 2.
Рис. 2 График зависимости диаметра пор от поверхностной плотности материала
Кривая 2 построена по данным средних величин, а кривые 1, 3 показывают отклонение от данного значения.
График показывает, что при увеличении поверхностной плотности происходит уменьшение среднего диаметра пор.
На втором этапе эксперимента для определения закономерностей отложения твердых частиц в волокнистом полимерном материале, образцы заранее подготовили. Сначала через слой материала пропускали загрязненную воду, по составу, схожую с промышленными стоками горных предприятий, затем образцы сушили, а после изучали под микроскопом марки БМИ-1с увеличением 30x. Таблица 2 показывает результаты исследований.
Таблица 2
Результаты 2 этапа эксперимента
|
№ п/п |
Размеры образца (L*B*h), мм |
Поверхностная плотность, кг/м2 |
Вид материала под микроскопом |
Описание |
Количество задерживаемых частиц |
|
|
1 |
11*7*1 |
100 |
Ввиду того, что сквозных пор в материале много, средний диаметр которых 285 мкм твердые частицы размером 90-100 мкм в порах не задерживались |
0-6 |
||
|
2 |
11*7*1,5 |
150 |
Частицы размером 90-100 мкм успешно задерживались в порах материала |
8-10 |
||
|
3 |
11*7*2,5 |
200 |
Частицы размером 90-120 мкм успешно задерживались в порах материала |
11-15 |
||
|
4 |
11*7*2,7 |
250 |
Частицы диаметром около 100 мкм задерживались в порах материала на различных слоях |
16-20 |
||
|
5 |
11*7*3 |
300 |
Частицы диаметром около 100 мкм задерживались в порах материала на различных слоях |
20-24 |
||
|
6 |
11*7*3,5 |
450 |
Наблюдается наибольшее количество задерживаемых частиц средним диаметром 100 мкм на разных слоях материала |
27-32 |
По результатам эксперимента строился график зависимости количества задерживаемых частиц от поверхностной плотности, приведенный на рисунке 3.
Рис. 3 График зависимости количества задерживаемых частиц от поверхностной плотности материала
фильтрование пора плотность материал
Кривая 2 построена по данным средних величин, а кривые 1, 3 показывают отклонение от данного значения.
График показывает, что с увеличением поверхностной плотности материала увеличивается количество задерживаемых частиц, и, следовательно, повышается задерживающая способность.
Также графические зависимости 1 и 2 показывают, что для фильтрования сточных вод горных предприятий целесообразно использовать материал с большей поверхностной плотностью. Чем она выше, тем меньше диаметр пор, тем больше задерживается в нем твердых частиц. При фильтровании они сначала будут попадать внутрь материала и закупоривать поры, так как размер твердых частиц меньше размера пор, а затем, когда твердые частицы закупорят все поры, взвешенные вещества начнут откладываться на поверхности волокнистого материала, так как эффективный размер пор уменьшится. Проведенные исследования позволят спроектировать эффективные фильтры для очистки промышленных стоков горных предприятий на основе волокнистых полимерных материалов.
Литература
1. Герасимов В.М. Волокнистые полимерные материалы в геотехнологии: монография / В.М. Герасимов. Чита: ЧитГУ, 2010. 207 с.
2. Жужиков В.Л. Фильтрование. Теория и практика разделения суспензий / В.Л. Жужиков. М.: Химия, 1971. 440 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Метод фильтрования и его применение в промышленности для очистки сточных вод от взвешенных частиц. Основные расчетные формулы и зависимости. Оборудование и современные аппараты для фильтрования сточных вод. Пример и схема реализации данного метода.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 06.12.2013Органолептическая оценка свойств материала. Определение геометрических свойств, поверхностной плотности и характеристик структуры полушерстяной ткани. Определение усадки, драпируемости и жесткости ткани. Составление карты технического уровня качества.
курсовая работа [542,2 K], добавлен 05.03.2012Понятие фильтрования как процесса разделения неоднородной жидких и газовых систем. Скорость фильтрации и ее цели. Характеристика видов фильтрования. Фильтровальные аппараты периодического и непрерывного действия. Основные положения теории фильтрования.
презентация [2,7 M], добавлен 19.02.2013Повышение износостойкости плазменных покрытий из эвтектических самофлюсующихся сплавов, путём введения в состав серийного материала мелкодисперсной добавки диборида титана. Зависимость количества и размера образующихся фаз от количества вводимой добавки.
статья [1,9 M], добавлен 05.08.2013Сущность процесса фильтрования. Фильтровальные перегородки, вакуумные фильтры непрерывного действия, ленточные фильтр-прессы, пылесосы. Удаление жидкости из веществ и материалов тепловыми способами в процессе сушки. Виды сушилок, принцип их действия.
презентация [289,8 K], добавлен 06.12.2015Изучение закономерностей изменения электрических свойств двухкомпонентных сплавов в зависимости от их состава. Внешний вид и схема установки. Величина, оценивающая рост сопротивления материала (проводника) при изменении температуры на один градус.
лабораторная работа [576,3 K], добавлен 11.04.2015Общая схема работы промышленного вакуум-фильтра. Экспериментальные исследования организации технологического процесса фильтрования дрожжевой суспензии. Характеристика путей сокращения затрат на организацию процесса изготовления хлебопекарных дрожжей.
статья [93,9 K], добавлен 24.08.2013Система регулирования и контроля температуры в реакторе-автоклаве при производстве поливинилхлорида. Структурная схема автоматизации технологического процесса фильтрования. Принцип действия приборов системы регулирования. Конструкция шлангового клапана.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 01.02.2014Виды повреждений зубчатых колес и причины их возникновения. Типы поверхностных макроразрушений материала зубьев. Зависимость между твердостью рабочих поверхностей зубьев и характером их повреждений. Расчет нагрузочной способности зубчатых колес.
реферат [24,1 K], добавлен 17.01.2012Описание схемы процесса фильтрования газовых систем. Технологический процесс как объект управления, выбор параметров регулирования, контроля, сигнализации и противоаварийной защиты. Выбор технических средств автоматизации, контроля и регулирования.
курсовая работа [978,8 K], добавлен 29.01.2013Анализ технологии изготовления хомутины на ЗАО ПК "Сибирская кожгалантерея". Классификация шпорно-седельных изделий. Механизация работы по связыванию соломенных хомутин. Экспериментальное исследование хомутины, изготовленной из полимерного материала.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 11.10.2013Оценка влияния режима точения проходным резцом на температуру контактирующих поверхностей инструмента и заготовки с использованием аналитических моделей и экспериментальным методом. Расчет плотности тепловых потоков и величины источников тепловыделения.
лабораторная работа [190,4 K], добавлен 23.08.2015Обоснование выбора электродвигателя для зубчатой передачи по исходным данным. Расчет геометрических параметров зубчатой передачи, конструктивных размеров и материала шестерней колеса. Проверка материала на контактную прочность. Определение диаметра вала.
контрольная работа [642,2 K], добавлен 15.12.2011Общее описание и техническая характеристика оборудования, сырье и ассортимент. Основные механизмы автомата "Соболь" и требования к их функциональности. Расчет поверхностной плотности и заправочных данных. Определение расхода сырья на единицу изделия.
курсовая работа [42,4 K], добавлен 22.09.2015Вид связующих и отвердителя, время прессования, порода древесины и геометрические размеры частиц. Факторы, обусловливающие свойства плиты, уровень влажности в ковре и распределение влаги. Удельное давление и распределение плотности по толщине плиты.
курсовая работа [185,6 K], добавлен 18.11.2010Техника ручной дуговой сварки. Подготовка металла под сварку: очищение и выправление. Обработка кромок перед сваркой. Выбор режима сварки. Влияние элементов режима сварки на размеры и форму шва. Зависимость плотности тока в электроде от его диаметра.
реферат [2,0 M], добавлен 03.02.2009Исследование качественного и количественного состава сточных вод, поступающих на очистку, и сбрасываемых в водоем. Определение показателей реки Сухона в связи со спуском в нее сточных вод г. Тотьма. Анализ технологических процессов очистки сточных вод.
дипломная работа [89,8 K], добавлен 12.06.2010Общие сведения и классификация бегунов - машин для измельчения материала. Характеристика конструкции, принцип действия и описание процессов, происходящих в машине. Проведение экспериментальных исследований зависимости функции от варьируемых параметров.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 08.11.2010- Исследование процесса движения частиц в газоплазменном потоке при газотермическом нанесении покрытий
Характеристика основных закономерностей процесса газотермического нанесения покрытий. Устройство плазматрон. Преимущества технологии газотермического нанесения покрытий. Моделирование воздействия концентрированного потока энергии на поверхность.
контрольная работа [3,2 M], добавлен 16.06.2013 Определение диаметра цапфы, длины цапфы, среднего удельного давления, угловой скорости вала и окружной скорости цапфы, материала вкладыша, критической толщины смазочного слоя, динамической и кинематической вязкости, количества тепла, отводимого смазкой.
курсовая работа [963,6 K], добавлен 28.01.2016
