ОСАДКИ СТОЧНЫХ ВОД

Раздел: Учебники

Изучение проблемы движения осадков сточных вод по трубам и анализ многолетних экспериментальных исследований, позволяют кратко сформулировать следующие основные выводы:

1. Осадки сточных вод по составу, структуре, консистенции следует характеризовать как весьма неоднородную дисперсную систему, где дисперсной фазой являются твердые частицы, а дисперсной средой — сточная вода с растворенными в ней электролитами и органическими веществами.

Механический состав осадка чрезвычайно разнообразен по содержанию и размеру частиц. Величины отдельных частиц колеблются от 10 мм и более до частиц атомной и молекулярной дисперсности; степень дисперсности осадков колеблется от 10 до 10.

С физической стороны осадки характеризуются как коллоидальная среда с повышенной вязкостью,: Однако вязкость дисперсных систем, как показали исследования, не является постоянной и резко изменяется в зависимости от градиента скорости движения.

Физико-механические свойства осадков обусловливают особый режим движения их по трубам, резко отличный от режима движения однородных жидкостей, в частности воды.

2. Характеризуя режим движения осадков сточных вод по напорным трубам, следует выделить три области движения (три режима), весьма отличные друг от друга как по структуре, так и по своему влиянию на величины сопротивления.

Первый режим — начального, или структурного, движения осадков, связанный с преодолением вязких и упругих сил.

Второй режим — неустановившегося движения, характеризуемый малыми, нерасчетными скоростями, где имеет место так называемый ламинарный режим.

Третий режим — установившегося движения, характеризуемый расчетными скоростями, где при повышенных скоростях преобладает т у р б у л е и т и ы й р е ж и м.

Переход от одного режима к другому совершается через переходную зону движения.

Для начального или структурного режима движения вязкость обусловливает величину начального напряжения сдвига, которая в состоянии погасить касательные напряжения в осадке. Эта величина представляет максимальную ординату на графике сопротивления, после чего начинается вторая область — неустановившегося движения. Для неустановившегося режима движения характерно резкое изменение вязкости в зависимости от градиента скорости.

При малых скоростях, когда часто наблюдается расслоение потока и выпадение взвеси, вязкость осадка достигает больших значений. Этот неустановившийся режим движения осадка всегда сопровождается большими сопротивлениями по сравнению с режимом движения воды, что нашло свое отражение в расчетных графиках.

Для установившегося режима движения, когда весь поток находится во взвешенном состоянии, преобладает турбулентный режим с меньшей интенсивностью возмущения потока. Здесь пластично-вязкие свойства осадков содействуют затуханию вихрей, зародившихся в пограничном слое, а также уменьшению шероховатости стенок труб. Благодаря этим явлениям как закономерное явление наблюдается так называемый ано-

Мйльный режим, характеризующийся тем, что при повышенных скоростях движения осадков потери напора становятся меньше, чем при движении воды.

3.         При установившемся режиме движения, когда наблюдается уменьшение шероховатости, материал стенок труб при расчете илопровдов пе имеет такого значения, как при движении воды. В связи с этим рекомендуемые графики для расчета илопроводов практически пригодны для всех применяемых для этой цели труб.

4.         Состав и структура осадков, несомненно, оказывают влияние на величину сопротивления при движении их по трубам. Но при расчетных скоростях разница в потерях напора не будет превышать 15%, даже если взять самые различные осадки сточных вод — наиболее грубые и самые тонкие, наиболее вязкие, сырые и сброженные. Это обстоятельство было учтено при составлении расчетных графиков, дающих максимальные потери напора в зоне малых и расчетных скоростей.

5.         Аномальный режим при движении осадков сточных вод имеет свои пределы — верхний и нижний. Верхний предел наступает вместе с потерей текучести осадка. Нижний предел, по опытным данным, наступает при влажности осадка 99— 99,5%; в этом случае осадок теряет свои особые свойства и подчиняется законам движения воды или .сточной жидкости.