Лабораторная работа № 13. Механическое обезвоживание осадков промышленных сточных вод методом фильтрации

Цель работы - изучить закономерности фильтрования под вакуу­мом, изучить влияние массы осадка на удельное сопротивление при фильтровании.

В процессе очистки сточных вод образуются осадки, объем ко­торых составляет от 0.5 до 1% объема сточных вод для станций сов­местной очистки бытовых и производственных сточных вод и от 10 до 30% для локальных очистных сооружений. Осадки можно разделить на три основных категории - минеральные осадки, органические осадки и активные илы. Основная задача технологии - уменьшение объема и в последующем превращении в безводный продукт, не вызывающий заг­рязнения окружающей среды.

При очистке сточных вод фильтрованием воду пропускают через пористую фильтровальную перегородку, задерживающую взвешенные ве­щества и пропускающую воду. Скорость процесса фильтрации зависит от разности давлений, создаваемых по сторонам фильтровальной пе­регородки, и сопротивления, испытываемого жидкостью при движении через эту перегородку.

При очистке сточных вод используют фильтрование через сетча­тые и тканевые перегородки с отверстиями разной величины, через пористые материалы с намывным слоем, через зернистые и другие загрузки.

Наиболее распространено фильтрование с образованием осадка на фильтроваль­ной перегородке (поверхностное фильтрование), когда твердые час­тицы почти не проникают внутрь перегородки.

При таком фильтровании задерживаются все частицы взвеси, которые превышают размеры пор фильтровальной перегородки или пус­тот между уже задержанными частицами, которые сами образуют до­полнительный фильтрующий слой.

Изучение влияния различных факторов на удельное сопротивле­ние осадка дает сведения, позволяющие найти способы уменьшения этого сопротивления и тем самым увеличить скорость фильтрования.

Экспериментальная часть

Оборудование и реактивы:

- коническая колба для фильтрования под вакуумом (колба Бунзена);

- керамический фильтр для фильтрования под вакуумом (ворон­ка Бюхнера);

- водоструйный насос;

- манометр;

- хромат свинца, полученный в лабораторной работе N 10;

- фильтровальный элемент - фильтровальная бумага.

Порядок работы.

Рис.2. Схема установки для фильтрования

1. Воронка Бюхнера.

2. Колба Бунзена.

3. Фильтрат.

4. Водоструйный насос.

2. Приготовить суспензию хромата свинца, для чего в 4 стака­на поместить по 20 г твердого хромата свинца, в каждый залить 150 мл воды и тщательно перемешать.

3. Перенести первую порцию суспензии в воронку для фильтро­вания. При появлении первых капель фильтрата включить секундомер и начать измерение времени фильтрования. Добавлять раствор таким образом, чтобы над слоем осадка постоянно был слой жидкости. Как только последняя порция жидкости отфильтруется, остановить отсчет времени, отключить вакуум и слить фильтрат в мерный ци­линдр. Результаты измерения занести в таблицу. Аналогичную опера­цию провести с остальными порциями суспензии. Учесть, что на фильтре происходит накопление осадка.

Таблица

Зависимость продолжительности фильтрования от массы осадка

Обработка результатов.

1) Замерить площадь фильтрующей перегородки.

2) По справочнику определить вязкость фильтрата (вода).

3) Разрежение, создаваемое водоструйным насосом, составляет приблизи­тельно 20 мм.рт.ст.

4) Построить график для определения постоянных фильтрования.

5) Рассчитать по уравнению (14) удельное сопротивление фильтровальной перегородки.

Контрольные вопросы.

1) Описать процессы механического обезвоживания осадков: отстаива­ние, центрифугирование, фильтрование.

2) Классификация процессов фильтрования, цикл фильтрования, типы аппаратов.

3) Количественные закономерности фильтрования. Основное ра­бочее уравнение фильтрования, удельное объемное сопротивление осадка. Факторы, влияющие на скорость фильтрования и полноту от­деления твердой фазы.

Использованная литература.

1) Очистка и рекуперация промышленных отходов/ Максимов В.Ф., Вольф И. В., Винокурова Т. А. и др.: Учебник для вузов. -М.: "Лесн. пром-сть, 1989. - 416 с.

2) А.Н. Зеликман, Г. М. Вольдман, Л. В. Беляевская. Теория гидроме­таллургических процессов.- М. :Металлургия, 1975.