Symulacja komputerowa procesu koagulacji

• Autorzy: Wardzyńska R. , Smoczyński L. , Wolicki R. , Załęska-Chróst B.

Warianty tytułu

EN

Computer simulation of coagulation process

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki badań przeprowadzonych przy zastosowaniu komputerowego programu „ZB2” symulującego koagulację zawiesiny zawierającej kuliste cząstki zolu i kuliste cząstki koagulantu. Zaprezentowano charakterystykę opracowanego programu, a następnie opisano wyniki badań wpływu prędkości początkowej zolu oraz rozmiarów cząstki zolu i koagulantu na szybkość procesu koagulacji. Wykazano, iż program „ZB2” pozostaje w zgodności z klasycznymi teoriami ruchu cząstek i destabilizacji układów koloidalnych. Szybkość symulowanego procesu koagulacji, w zakresie opisanym w niniejszej pracy, spełniała równanie kinetyczne II rzędu, a także równanie Smoluchowskiego. Symulowany wzrost prędkości początkowej cząstek zolu zgodnie z oczekiwaniem powodował wzrost szybkości koagulacji. Okazało się także, że większy wpływ na szybkość koagulacji miało zwiększenie średnicy cząstki zolu aniżeli zwiększenie średnicy cząstki koagulantu.

EN

This paper presents some results of the study carried out with using “ZB2” ie a computer program for coagulation simulating of system containing the spherical particles of suspension and spherical particles of coagulant. The description of the program is followed by an analysis of the effect of the initial velocity of sol particles and also the effect of colloidal particle size and coagulant particle size on the rate of the coagulation examined. It was demonstrated that the tested program is consistent with some classical theories of particle motion and destabilization of the colloidal systems. The rate of the simulated coagulation process, within the range described in this study, satisfies both kinetic equations of second-order reactions and the Smoluchowski equation. An increase the initial velocity simulated of the coagulant particle is, according to expectation, followed by the increase the simulated rate of coagulation. It also found that a greater impact on the coagulation rate has the diameter increasing of the sol particles than the diameter increasing in coagulant particles.

Słowa kluczowe

PL

symulacja; koagulacja; zol

EN

simulation; coagulation; sol

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 5, No. 1
• Strony: 329--333
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Wardzyńska R.

• Katedra Chemii, Wydział Kształtowania Środowiska, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, pl. Łódzki 4, 10-957 Olsztyn, tel./fax [phone]

autor

Smoczyński L.

• Katedra Chemii, Wydział Kształtowania Środowiska, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, pl. Łódzki 4, 10-957 Olsztyn, tel./fax [phone]

autor

Wolicki R.

• Katedra Chemii, Wydział Kształtowania Środowiska, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, pl. Łódzki 4, 10-957 Olsztyn, tel./fax [phone]

autor

Załęska-Chróst B.

• Katedra Chemii, Wydział Kształtowania Środowiska, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, pl. Łódzki 4, 10-957 Olsztyn, tel./fax [phone]

Bibliografia

• [1] Yang G. i Biswas P.: Computer simulation of the aggregation and sintering restructuring of fractal-like clusters containing limited numbers of primary particles. J. Colloid Interface Sci., 1999, 211, 142-150.
• [2] Lee D.G., Bonner J.S., Garton L.S., Ernest A.N.S. i Autenrieth R.L.: Modeling coagulation kinetics incorporating fractal theories: comparison with observed data. Water Res., 2002, 36, 1056-1066.
• [3] Dzubiella J. i McCammon J.A.: Substrate concentration dependence of the diffusion-controlled steady-state rate constant. J. Chem. Phys., 2005, 122, 1-7.
• [4] Edzwald J.K.: Coagulation in drinking water treatment: particles, organics and coagulants. Water Sci. Technol., 1993, 27(11), 21-35.
• [5] Smoczyński L. i Wardzyńska R.: Study on macroscopic aggregation of silica suspensions and sewage. J. Colloid Interface Sci., 1996, 183, 309-314.
• [6] Smoczyński L.: Aggregation of the silica suspension by Al-coagulants. Polish J. Chem., 2000, 74, 1617-1624.
• [7] Ratnaweera H., Lei L. i Lindholm O.: Simulation program for wastewater coagulation. Water Sci. Technol., 2002, 46, 27-33.
• [8] Evilevitch A., Rescic J. i Jonsson B.: Computer simulation of molecular exange in colloidal system. J. Phys. Chem., 2002, 106, 11746-11757.
• [9] Smoczynski L., Mroz P., Wardzynska R., Zaleska-Chrost B. i Dluzynska K.: Computer simulation of flocculation of suspented solid. Chem. Eng. J., 2009, 152, 146-150.
• [10] Elimelech M., Gregory J., Jia X. i Williams R.A.: Particle Deposition and Aggregation, Modelling and Simulations. Elsevier, London 1995.
• [11] Siddique J., Khan C., Sorensen M. i Chakrabarti A.: Kinetics and morphology of cluster growth in a model of short-range attractive colloids. J. Chem. Phys., 2009, 131, 1-9.
• [12] Kovalchuk N., Starov V., Langston P. i Hilal N.: Reversible coagulation of colloidal suspension in shallow potential wells: Direct numerical simulation. Colloid J., 2009, 71, 503-513.
• [13] Ehrl L., Soos M., Morbidelli M. i Babler M.: Dependence of initial cluster aggregation kinetics on shear rate for particles of different sizes under turbulence. AIChE J., 2009, 55, 3076-3087.
• [14] Wardzynska R., Bukowski Z., Zaleska-Chrost B. i Smoczynski L.: Computer simulation of wastewater flocculation. Environ. Prot. Eng., 2007, 33, 15-29.
• [15] Smoczynski L., Bukowski Z., Wardzynska R., Zaleska-Chrost B. i Dluzynska K.: Simulation of coagulation, flocculation and sedimentation. Water Environ. Res., 2009, 81, 348-356.