Przepompowywanie osadów ściekowych w ciągach technologicznych oczyszczania wymaga znajomości parametrów fizycznych, reologicznych i hydraulicznych, co umożliwia prawidłowe wymiarowanie projektowanych instalacji rurowych hydrotransportu. Badane osady pochodziły z warszawskich oczyszczalni ścieków. Do określenia charakterystyki reologicznej i hydraulicznej przeprowadzono badania przepływowe osadów na instalacji rurowej o średnicy D = 0,0207 m. Opis cech reologicznych dokonano na podstawie 3-parametrowego modelu Herschela-Bulkley’a, podając określone parametry modelu w funkcji koncentracji wagowych cs. Zaproponowano wymiarowanie rurociągów oparte na bezwymiarowym kryterium typu λ(Regen).
EN
The knowledge of the physical, rheological and hydraulic parameters of sewage is required for proper dimensioning of the technological lines of tubular transportation at sewage plants. The authors investigated sewage sediments that originated at the Varsovian sewage treatment plants. Flow tests of sediments were performed with the tubular system of diameter D=0,0207 m and allowed the determination of rheological and hydraulic profile of the tested medium. The description of rheological behavior of the sediments was based on the threeparameter Herschel-Bulkley’s model as a function of mass concentration cs. The authors suggested usage of the dimensionless criterion λ(Regen) as a base for pipelines design.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono wyniki badań reologicznych komunalnych osadów ściekowych surowych i przefermentowanych, przeprowadzonych przy użyciu wiskozymetru rurowego. Ocenie poddano wpływ przefermentowania osadów na ich cechy fizyczne, reologiczne i dynamiczne. Aproksymację pseudokrzywych płynięcia dokonano przy użyciu 3-parametrowego, uogólnionego modelu Herschela- Bulkle’a. Określono wpływ koncentracji wagowej oraz przefermentowania osadów na podstawowe parametry reologiczne modelu. Na podstawie przebiegu otrzymanych zależności τ₀ = f(Cs), kH = f(Cs), n = f(Cs) można stwierdzić, że dla osadów ściekowych po fermentacji próg płynięcia τ₀ i współczynnik sztywności kH maleją, natomiast liczba strukturalna n rośnie. Zmiany te np. w przedziale koncentracji wagowych Cs = 10-15% wynoszą odpowiednio: próg płynięcia τ₀ zmalał o 35-21%, współczynnik sztywności kH zmalał o 49-42%, liczba strukturalna n wzrosła natomiast o 0-20%. Jednostkowe straty hydrauliczne maleją dla osadów przefermentowanych. Przykładowo, dla średniej prędkości przepływu Vśr = 0,6 m·s⁻¹, jednostkowe straty hydrauliczne I zmalały rzędu 50-41%, w zależności od analizowanej koncentracji wagowej. Z analizy wyników badań wynika, że wpływ przefermentowania osadów ściekowych na parametry reologiczne i jednostkowe straty hydrauliczne maleje wraz z koncentracją wagową Cs. Przeprowadzone badania wskazują na celowość uwzględnienia procesu fermentacji dla optymalnego projektowania i eksploatacji ciągów technologicznych instalacji oczyszczania i utylizacji osadów ściekowych.
EN
The paper presents results of rheological testing of municipal raw and fermented sewage sediments obtained with pipe rheometer. The authors evaluated the effect of fermentation on physical, rheological and dynamic properties of sediments. The flow quasi-curves were approximated with the three-parameter generalized Herschel-Bulkley model. The authors estimated the effect of fermentation and mass concentration change on the parameters of the chosen rheological model. Analysis of the obtained relations τ₀ = f(Cs), kH = f(Cs), n = f(Cs) shows that fermentation of the sediments leads to reduction of the yield stress τ₀ and the rigidity factor kH while the structural number n increases simultaneously. For mass concentration ranging from 10 to 15% the change of the parameter values equals to 35-21% for the yield stress τ₀, 49-42% for the rigidity factor kH and 0-20% for the structural number n. The elementary hydraulic loss decreases for fermented sediments by the exemplary value of 50-41% for mean flow velocity equal to 0.6 m·s⁻¹. Fermentation effect on rheological parameters and elementary hydraulic loss diminishes simultanously with the decrease of mass concentration Cs. The experiments indicated that the phenomenon of fermentation can have considerable sense for the optimal design and operation of the sewage sediments purification and utilization technological systems.