Analiza możliwości poprawy parametrów transportu hydraulicznego osadów z oczyszczania wody

• Autorzy: Janik M. , Kuś K.

Warianty tytułu

EN

Analyzing the possibility of improving the parameters of hydraulic transport for sludge generated during water treatment

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W zakładach oczyszczania wody powstają znaczne ilości osadów, które wymagają zagęszczenia przed końcową utylizacją. Proces mieszania nadaje się do wykorzystania w ciągu przeróbki osadów, pozwalając na rozdrobnienie cząstek zagęszczonych mechanicznie osadów i zmieniając istotnie ich właściwości reologiczne. W badaniach określono właściwości reologiczne osadu pokoagulacyjnego mechanicznie zagęszczonego (sucha masa 3,5÷4,5%) oraz poddanego dodatkowo procesowi dezintegracji mechanicznej. Parametry reologiczne wyznaczono w badaniach wiskozymetrycznych wykorzystując dopasowany model potęgowy Ostwalda-de Waele'a. Pomiary wykonano w reometrze rotacyjnym stosując metodykę dopasowaną do osadów kłaczkowatych o właściwościach tiksotropowych. Wykazano, że na kształt krzywej płynięcia osadu znaczący wpływ miała zawartość suchej masy oraz warunki mieszania. Dezintegracja osadu istotnie ograniczyła straty podczas przepływu w rurociągach. Ze względu na zmienność właściwości oraz warunków mieszania osadów, wskazuje się na konieczność indywidualnego podejścia do procesu dezintegracji osadów z oczyszczania wody oraz obliczeń przepływu zagęszczonych osadów w rurociągach.

EN

Water treatment plants produce large volumes of sludge that requires thickening prior to utilization. The use of mixing is recommendable during sludge processing, since this causes the particles of the mechanically thickened sludge to disintegrate, and consequently changes favorably its rheological properties. Within the scope of the study reported on in this paper determined were the rheological properties of coagulation sludge, which was mechanically thickened (3.5-4.5% of dry solids content) and additionally subjected to mechanical disintegration. Rheological parameters were determined by viscosimetry, using the Ostwald-de Waele model. Measurements were performed in a rotational rheometer, using methods adapted to flocculated sludge with thixotropic properties. It has been demonstrated that the flow curve of the sludge was strongly influenced by the dry solids content and mixing conditions. The disintegration of the sludge significantly reduced friction losses during flow in the pipeline. The variable properties of the sludge, as well as the equally variable mixing conditions, substantiate the necessity of an individual approach to the disintegration process and to the computation of thickened sludge flow in the pipeline.

Słowa kluczowe

PL

osady z oczyszczania wody; właściwości reologiczne; dezintegracja mechaniczna; mieszanie osadów

EN

water treatment sludge; rheological properties; mechanical disintegration; sludge mixing

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 33, nr 3
• Strony: 53--57
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Janik M.

autor

Kuś K.

• Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, Zakład Wodociągów i Kanalizacji, ul. S. Konarskiego 18, 44-100 Gliwice,

Bibliografia

• 1. Ł. FUKAS-PŁONKA, I. PŁONKA, M. JANIK, A. PŁONKA: Rozwiązanie problemu popłuczyn i osadów w zakładzie produkcji wody „Dziećkowice”. Mat. konf. „Zaopatrzenie w wodę, jakość i ochrona wód”, PZITS Odział Wielkopolski, Zakopane 2006, t. 2, ss. 129–138.
• 2. A.L. KOWAL, M. ŚWIDERSKA-BRÓŻ: Oczyszczanie wody. Podstawy teoretyczne i technologiczne, procesy i urządzenia. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2009.
• 3. Ł. FUKAS-PŁONKA, K. KUŚ, E. ZIELEWICZ-MADEJ: Badania nad możliwością odwadniania i usuwania osadów z wód popłucznych. Ochrona środowiska 1999, vol. 21, nr 4, ss. 65–68.
• 4. J. ŁOMOTOWSKI, J. WIERCIK: Zastosowanie napowietrzania do poprawy skuteczności sedymentacji zawiesin powstających podczas oczyszczania wód podziemnych. Ochrona środowiska 2009, vol. 31, nr 4, ss. 21–24.
• 5. M.M. SOZAŃSKI: Technologia usuwania i unieszkodliwiania osadów z uzdatniania wody. Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań 1999.
• 6. K. KUŚ, G. KOŹMIŃSKI: Zastosowanie pulsatorów do oczyszczania popłuczyn. Ochrona środowiska 1993, vol. 15, nr 4, ss. 65–67.
• 7. I. PŁONKA, K. BARBUSIŃSKI: Charakterystyka osadów pokoagulacyjnych. Instal 2007, nr 10, ss. 65–69.
• 8. B. FALKUS, A. HANDZLIK, E. POWĄZKA: Biologiczne aspekty oczyszczania wód popłucznych w akcelatorze. Ochrona środowiska 2000, vol. 22, nr 2, ss. 31–33.
• 9. J. BIEŃ, M. KOWALCZYK, T. KAMIZELA: Preparowanie osadów pokoagulacyjnych przed odwadnianiem na wirówkach. Mat. konf. „Zaopatrzenie w wodę, jakość i ochrona wód”, PZITS Oddział Wielkopolski, Poznań 2004, t. I, ss. 455–463.
• 10. V. LOTITO, L. SPINOSA, G. MININNI, R. ANTONACCI: The rheology of sewage sludge at different steps of treatment. Water Science and Technology 1997, Vol. 36, No. 11, pp. 79–85.
• 11. Z. DYMACZEWSKI, J. JEŻ-WALKOWIAK, M.M. SOZAŃSKI: Optymalizacja transportu hydraulicznego osadów z oczyszczania wody i ścieków. Monografie Komitetu Inżynierii Środowiska PAN 2005, vol. 32, t. 1. ss. 1101–1108.
• 12. A. KOTOWSKI: Analiza hydrauliczna zjawisk wywołujących zmniejszenie przepływności rurociągów. Ochrona środowiska 2010, vol. 32, nr 1, ss. 27–32.
• 13. Z. DYMACZEWSKI, J. JEŻ-WALKOWIAK, A. MARLEWSKI, M.M. SOZAŃSKI: Modelowanie właściwości reologicznych osadów z uzdatniania wody. Mat. konf. „Zaopatrzenie w wodę, jakość i ochrona wód”, PZITS Oddział Wielkopolski, Poznań 2004, t. I, ss. 503–516.
• 14. E. ZIELEWICZ-MADEJ, Ł. FUKAS-PŁONKA: Zagęszczanie i kondycjonowanie osadów. Mat. sem. „Podstawy oraz praktyka przeróbki i zagospodarowania osadów”, Kraków 1998, ss. 6.1–6.26.
• 15. I.SEYSSIECQ, J.-H. FERRASSE, N. ROCHE: State-of-the-art: Rheological characterization of wastewater treatment sludge. Biochemical Engineering Journal 2003, Vol. 16, pp. 41–56.
• 16. H.C. HONEY, W.A. PRETORIUS: Laminar flow pipe hydraulics of pseudoplastic-thixotropic sewage sludges. Water SA 2000, Vol. 26, No. 1, pp. 19–26.
• 17. J.-C. BAUDEZ, A. AYOL, P. COUSSOT: Practical determination of rheological behaviour of pasty biosolids. Journal of Environmental Management 2004, Vol. 72, pp. 181–188.
• 18. Z. KEMBŁOWSKI: Reometria płynów nienewtonowskich. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1973.
• 19. J. FERGUSON Z. KEMBŁOWSKI: Reologia stosowana płynów. Marcus, Łódź 1995.
• 20. R.P. CHHABRA, J.F. RICHARDSON: Non-Newtonian Flow and Applied Rheology. Engineering Applications. Elsevier Ltd. Butterworth-Heinemann, 2008.
• 21. S. CZABAN: Wyznaczanie parametrów hydrotransportu rurowego reostabilnych mieszanin dwufazowych. Zeszyty Naukowe Akademii Rolniczej nr 60, Wrocław 1987.
• 22. J.F. STEFFE, C.R. DAUBERT: Bioprocessing pipelines: Rheology and analysis. Freeman Press, East Lansing 2006.
• 23. R.L. POWELL: Rotational viscometry. In: Rheological Measurement. Elsevier, London 1988, pp. 247–296.
• 24. J.F. STEFFE: Rheological Methods in Food Process Engineering. Freeman Press, East Lansing 1996.
• 25. PN-86/C-81555. Oznaczanie własności reologicznych przy użyciu wiskozymetrów rotacyjnych, 1986.
• 26. R. KOCH, A. NOWORYTA: Procesy mechaniczne w inżynierii chemicznej. WN-T, Warszawa 1998.