Форми зв'язку води із частками твердої фази і їхній вплив на обробку опадів

Механізм зв'язку води із твердими частками осаду необхідно знати, щоб вибрати метод обробки опадів.

Волога може перебувати в хімічному, фізико-хімічному й фізико-механічному зв'язку із твердими частками, а також у формі вільної води.

Хімічно зв'язана вода входить до складу речовини й не виділяється навіть при термічному сушінні.

Хімічно зв'язана адсорбційна й осмотическая волога.

Механічно зв'язана капілярна вода, структурна волога, вода змочування.

Сушінням на иловых площадках і механічних методах зневоднювання віддаляється більша частина вільної води.

Випарюванням або видаленням вологи під тиском порушується фізико-механічні зв'язки (фільтр^-фільтр-вакуум-фільтр). Центрифугированием або фильтрпрессованием можна домогтися видалення частини зв'язаної води. Для вивчення форм зв'язку вологи із частками твердої фази найбільш прийнятним є метод теплового сушіння.

Осад висушується при t = 105 ⁰С, вологість фіксується через певні проміжки часу:

W = , де

W - вологість,%;

P_i - показання влагометра в цей момент часу;

P_k - показання влагометра при досягненні осадом постійної маси.

За отриманим даними будуються криві інтенсивності сушіння.

ущільнений активний іл (W_и = 96,7%);

сброженный осад (97%);

сирий осад (93%);

циркуляційний активний іл (99,5%).

а) - ділянки прогріву, б) те ж, в) перші критичні крапки вологості, г) другі критичні крапки вологості, д) крапка закінчення сушіння.

На ділянці а - б - інтенсивне сушіння, віддаляється невелика кількість води; б - в - інтенсивність залишається постійної, віддаляється основна маса вільної води й у кілька разів зменшується обсяг і маса осаду; в - г - віддаляється механічно зв'язана волога - прямолінійна залежність; м - д - подальше зниження інтенсивності сушіння - характер криволінійний за рахунок зростаючої витрати енергії на подолання сил зв'язку води із твердими частками.

Найбільше значення для характеристики процесів зневоднювання має ділянка в, протягом якого виділяється основна маса води. Залежність обсягу від концентрації виражається наступною формулою:

V₂ = ; де

V₂ - обсяг після зневоднювання, м³;

V₁ - первісний обсяг, м³;

З₁ - концентрація вихідного осаду, г/м³;

З₂ - концентрація збезводненого осаду, г/м³.

Положення критичних крапок вологості дозволяє вивчити вплив на водовіддачу опадів різних методів обробки: ущільнення, теплової обробки, заморожування, реагентной обробки й т.д., а також можна вибрати дозу коагулянту.

Між питомим опором осаду й вологістю, що відповідає першій критичній крапці існує залежність: чим менше r тим менше вологість.

r.10-10 см/г

W1, %

85 87 89 91 93 95

Питомий опір характеризує швидкість водовіддачі опадів. Вологість, що відповідає першій критичній крапці, визначає межа можливого механічного зневоднювання осаду. З досвідів відомо, що вологість, при якій починається відхилення від прямої при визначенні питомого опору, практично відповідає вологості кека, одержуваного при зневоднюванні опадів. Виходить, вологість кека при зневоднюванні опадів можна орієнтовно визначити в лабораторних умовах.