Полная версия

Главная arrow Экология arrow ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ: ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ ЗАЩИТЫ ГИДРОСФЕРЫ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Удаление взвешенных частиц под действием центробежных сил и отжиманием

Осаждение взвешенных частиц под действием центробежной силы проводят в гидроциклонах и центрифугах.

Гидроциклоны.

Для очистки сточных вод используют напорные и открытые (низконапорные) гидроциклоны. Напорные гидроциклоны применяют для осаждения твердых примесей, а открытые— для удаления осаждающих и всплывающих примесей. Гидроциклоны просты по устройству, компактны, их легко обслуживать. Они отличаются высокой производительностью и небольшой стоимостью.

При вращении жидкости в гидроциклонах на частицы действуют центробежные силы, отбрасывающие тяжелые частицы к периферии потока, силы сопротивления движущегося потока, гравитационные силы и силы инерции. Силы инерции незначительны, и ими можно пренебречь. При высоких скоростях вращения центробежные силы значительно больше сил тяжести.

Скорость движения частицы в жидкости под действием центробежной силы зависит от ее диаметра d, разности плотностей фаз Др, вязкости рс и плотности рс сточной воды и от ускорения центробежного поля I:

Коэффициент пропорциональности С и показатель степени m зависят от гидродинамического режима. Для ламинарного режима при числе Re =vudp /рс=1,6, m=2, С=1,710Л Для переходного режима при Re= 16^t20,um= 1,2, С=2,49 10 3. Для турбулентного режима Re>420, ш=5,36, С=0,5.

Кроме физических свойств жидкости на эффективность работы гидроциклонов влияют конструктивные параметры (диаметр аппарата и устройство впускных и сливных патрубков). Из напорных гидроциклонов наибольшее распространение получил аппарат конической формы (рис. 11-13, а).

Сточную воду тангенциально подают внутрь гидроциклона. При вращении жидкости под действием центробежной силы внутри гидроциклона образуется ряд потоков. Жидкость, войдя в цилиндрическую часть, приобретает вращательное движение и движется около стенок по винтовой спирали вниз к сливу. Часть ее с крупными частицами удаляется из гидроциклона. Другая часть (осветленная) поворачивает и движется вверх около оси гидроциклона. Кроме того, возникают радиальные и замкнутые циркуляционные токи. В центре образуется воздушный столб, давление которого меньше атмосферного. Он оказывает влияние на эффективность гидроциклонов.

Гидроциклоны изготовляются диаметром от 10 до 700 мм, высота цилиндрической части примерно равна диаметру аппарата. Угол конусности равен 10-20°.

Эффективность гидроциклонов находится на уровне 70%. При уменьшении вязкости сточной воды скорость осаждения частиц в поле центробежных сил увеличивается. С ростом плотности жидкости уменьшается разность плотностей фаз и для частиц тяжелее воды. Это сопровождается снижением их скорости движения в центробежном поле, а для частиц легче воды — увеличением скорости движения.

Скорость осаждения пропорциональна квадрату скорости вращения частиц. Эту величину в первом приближении можно считать равной скорости воды на входе в аппарат. Скорость воды на входе можно увеличить уменьшением площади сечения входного патрубка или увеличением расхода жидкости. Однако это можно делать до определенного предела, так как при увеличении расхода воды снижается время пребывания ее в гидроциклоне, а при уменьшении сечения патрубка возрастает турбулентное перемешивание, которое отрицательно сказывается на скорости осаждения частиц. Турболентное перемешивание снижают изменением конструкции гидроциклона. Для этой цели уменьшают сечение рабочей струи, уменьшив диаметр входного патрубка, а для сохранения производительности и скорости жидкости на входе в гидроциклон увеличивают число патрубков. Форма патрубка должна иметь плавное сужение. Для уменьшения трения потока о внутренние стенки и предотвращения возможности роста турбулизации вследствие этого уменьшают диаметр аппарата или предусматривают вставки.

Для снижения скорости жидкости на входе в циклон в патрубке устраивают специальные вращающиеся распределительные устройства, напоминающие роторы турбин. Такие аппараты называют турбогидроциклонами .

Гидроциклоны малого диаметра объединяют в общий агрегат, в котором они работают параллельно. Такие аппараты называют мультигидроциклонами. Мультициклоны наиболее эффективны при очистке небольших количеств воды от тонкодиспергированных примесей. Увеличение производительности этих аппаратов достигается путем компоновки их в блоки со значительным числом рабочих единиц (рис. 11-73, б). Для глубокой очистки последовательно устанавливают гидроциклоны разных типоразмеров.

Производительность напорных гидроциклонов определяют по формуле:

где К! — безразмерный коэффициент; D — диаметр гидроциклона, м; d>s — диаметр входного патрубка, м; ДН — перепад давлений между сливным и входным патрубками, Па.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>