Analiza budowy przestrzennej zawiesin występujących w wodach naturalnych

• Autorzy: Burszta-Adamiak E. , Łomotowski J. , Kęszycka M.

Warianty tytułu

EN

Analyzing the spatial structure of suspended solids in natural waters

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Dyfraktometria laserowa jest nowoczesną metodą, którą można wykorzystać do wyznaczenia wymiaru fraktalnego zawiesin znajdujących się w wodach naturalnych. Do najważniejszych zalet tej metody należy szybkość wykonania pomiaru oraz duża powtarzalność wyników. Równolegle z badaniami składu granulometrycznego możliwa jest identyfikacja budowy przestrzennej cząstek tworzących zawiesiny. W pracy przedstawiono wyniki badań składu granulometrycznego wód opadowych, roztopionego ściegu, spływów z dachów oraz wody powierzchniowej z Odry. Wykazano, że objętościowy wymiar fraktalny (D3) zawiesin w tych wodach najczęściej przyjmował wartości bliskie 2,0. Świadczy to, że cząstki tworzące zawiesiny mają budowę przestrzenną, zbliżoną do struktur liniowych, z dużą ilością otwartych przestrzeni. Wykazano celowość prowadzenia badań składu granulometrycznego zawiesin w monitoringu wód naturalnych oraz podczas kontroli przebiegu procesów oczyszczania wody.

EN

The uses where laser diffractometry is applicable include measurements of the fractal dimensions of the suspended solids that occur in natural waters. Among the major benefits offered by this advanced method are the availability of quick measuring procedures and a high repeatability of the results obtained. Granulometric studies performed using a laser diffractometer enable simultaneous identification of the spatial structure of suspended solids particles. The authors have characterized the granulometric composition of precipitation water, melted snow, roof runoff and surface water runoff from the river Odra. They have demonstrated that the volumetric fractal dimension (D3) of the suspended solids which were present in these waters took values close to 2.0 in the majority of instances. This is an indication that the particles of which the suspended solids are built display a spatial structure similar to the linear one, with a large amount of available space. The need has been emphasized for granulometric examinations of suspended solids within the framework of natural water monitoring, as well as during water treatment process control.

Słowa kluczowe

PL

wody naturalne; zawiesiny; wymiar fraktalny; granulometr laserowy

EN

natural waters; suspended solids; fractal dimension; laser granulometer

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 31, nr 3
• Strony: 65--68
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz.

Twórcy

autor

Burszta-Adamiak E.

autor

Łomotowski J.

autor

Kęszycka M.

• Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, Wydział Inżynierii Kształtowania Środowiska i Geodezji, Katedra Budownictwa i Infrastruktury, pl. Grunwaldzki 24, 50-363 Wrocław,

Bibliografia

• 1. C. LEE, T.A. KRAMER: Prediction of three-dimensional fractal dimensions using the two-dimensional properties of fractal aggregates. Advances in Colloid and Interface Science 2004, Vol. 112, pp. 49–57.
• 2. J. ŁOMOTOWSKI, E. BURSZTA-ADAMIAK, M. KĘSZYCKA, Z. JARY: Metody i techniki optyczne w badaniach zawiesin. Monografie Instytutu Badań Systemowych PAN 2008, Seria Badania Systemowe, t. 58.
• 3. G.C. BUSHELL, R. AMAL: Measurement of fractal aggregates of polydisperse particles using small-angle light scattering. Journal of Colloid and Interface Science 2000, Vol. 221, pp. 186–194.
• 4. G.C. BUSHELL, Y.D. YAN, D. WOODFIELD, J. RAPER, R. AMAL: On techniques for measurement of the mass fractal dimension of aggregate. Advances in Colloid and Interface Science 2002, Vol. 95, pp. 1–50.
• 5. M. HERMAWAN, G. BUSHELL, G. BICKERT, R. AMAL: Characterisation of short-range structure of silica aggregates – implication to sediment compaction. International Journal of Mineral Processing 2004, Vol. 73, pp. 65–81.
• 6. E. KURCZYŃSKA, D. BOROWSKA-WYKRĘT: Mikroskopia świetlna w badaniach komórki roślinnej. Ćwiczenia. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2007.
• 7. B.-M. WILÉN, B. JIN, P. LANT: Impacts of structural characteristics on activated sludge floc stability. Water Research 2003, Vol. 37, pp. 3632–3645.
• 8. G.C. BUSHELL: Forward light scattering to characterize structure of flocs composed of large particles. Chemical Engineering Journal 2005, Vol. 11, pp. 145–149.
• 9. E. BURSZTA-ADAMIAK, J. ŁOMOTOWSKI: Możliwości wykorzystania granulometru laserowego do badań procesu infiltracji wody. Ochrona Środowiska 2003, Vol. 25, nr 3, ss. 45–48.
• 10. C. P.CHU, D. J.LEE, X.F. PENG: Structure of conditioned sludge flocs. Water Research 2004, Vol. 38, pp. 2125–2134.
• 11. B. JIN, B.-M. WILÉN, P. LANT: Impacts of morphological, physical and chemical properties of sludge flocs on dewaterability of activated sludge. Chemical Engineering Journal 2004, Vol. 98, pp. 115–126.
• 12. B.-M. WILÉN, B. JIN, P. LANT: Impacts of structural characteristics on activated sludge floc stability. Water Research 2003, Vol. 37, pp. 3632–3645.
• 13. R.M. WU, D.J. LEE, T.D. WAITE, J. GUAN: Multilevel structure of sludge flocs. Journal of Colloid and Interface Science 2002, Vol. 252, pp. 383–392.
• 14. S. TANG, Y. MA., I.M. SEBASTINE: The fractal nature of Escherichia coli biological flocs. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 2001, Vol. 20, pp. 211–218.
• 15. S.J. JUNG, R. AMAL, J.A. RAPER: Monitoring effects of shearing on floc structure using small-angle light scattering. Powder Technology 1996, Vol. 88, pp. 51–54.
• 16. B.E. LOGAN, J.R. KILPS: Fractal dimensions of aggregates formed in different fluid mechanical environments. Water Research 1995, Vol. 29, No. 2, pp. 443–453.
• 17. A. BURD, G.A. JACKSON: Predicting particle coagulation and sedimentation rates for a pulsed input. Journal of Geophysical Research 1997, Vol. 102, No. C5, pp. 10546–10561.
• 18. J.R. BENJAMIN, C.A. CORNELL: Rachunek prawdopodobieństwa, statystyka matematyczna i teoria decyzji dla inżynierów. WNT, Warszawa 1977.