Wyniki 1-6 spośród 6 dla zapytania: authorDesc:"Marian Banaś"

Laboratory studies on concentration relationship of suspension turbidity Badania laboratoryjne zależności mętności zawiesin od ich stężenia DOI:10.15199/62.2016.8.4


  Silty clay, white clay, dolomite and poly(vinyl chloride) fines were suspended in water and studied for turbidity at varying mass concn. by visible or IR light scattering. The method showed some advantages when compared with data of mass content of solid particles by filtering and weighing. Wskaźnik mętności wykorzystano zamiast stężenia masowego do określenia miary ładunku fazy stałej w zawiesinach. Przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych ukazując zależności pomiędzy wskaźnikiem mętności a stężeniem masowych dla czterech różnych zawiesin oraz dwóch różnych sposobów pomiarów mętności (w świetle widzialnym oraz podczerwieni). Przedstawiono zalety mętności w porównaniu ze stężeniem masowym, oraz problemy i niejednoznaczności jej użycia wobec fizycznej natury rozpraszania światła na cząstkach stałych. Mętność ciekłych układów wielofazowych (zawiesin) jest spowodowana rozpraszaniem promieniowania przez obiekty o rozmiarach nano- i mikrometrycznych. W zawiesinach obiektami tymi są cząstki fazy stałej o różnym rozdrobnieniu. Ilościowo ujęta miara tego rozproszenia, czyli wskaźnik mętności, jest bardzo czułym wskaźnikiem obecności już niewielkich zawartości cząstek fazy stałej zawiesiny i jako taka świetnie się nadaje do detekcji takich cząstek w zakresie bardzo małych ich stężeń, dla których oznaczenie ich zawartości technikami klasycznymi (np. wagowymi metodą sączkową) z powodów metrologicznych byłoby albo bardzo żmudne i obarczone dużymi błędami, albo wprost niemożliwe1, 2). W przypadku procesów uzdatniania wód przeznaczonych do celów komunalnych (w tym do spożycia), drobnouziarniona faza stała oprócz obniżania walorów estetycznych wody spożywczej stanowi potencjalne (i często rzeczywiste) zagrożenie mikrobiologiczne, gdyż faza ta trudno sedymentuje lub wręcz nie sedymentuje, a powierzchnia jej cząstek stanowi bardzo dobre siedlisko bytowania mikroorganizmów,również tych szkodliwych i niebezpiecznych (bakterie, pierwotniaki[...]

Rozbudowa struktury flokuł przy koagulacji zawiesin drobnoziarnistych DOI:10.15199/62.2017.8.4


  Usuwanie drobnouziarnionej fazy stałej jest jednym z podstawowych procesów realizowanych przy uzdatnianiu wody do celów komunalnych, zarówno z powodów estetycznych, jak i sanitarnych. Stosuje się do tego sedymentację poprzedzoną koagulacją, a czasem flokulacją. Powstające w procesie koagulacji (najczęściej wg mechanizmu koagulacji ścinającej poprzez mieszanie) większe cząstki mają rozbudowaną, nieziarnistą strukturę i wykazują bardzo małą trwałość. O ich rozmiarze decydują warunki hydrodynamiczne procesu koagulacji. Sedymentacyjna separacja wymaga, aby cząstki miały jak największy rozmiar, który determinuje prędkość ich opadania i efektywność sedymentacji. Stąd potrzeba zapewnienia takich warunków procesu, aby powstawały jak największe kłaczki. Drobnouziarniona faza stała stanowi częsty składnik zanieczyszczeń wód powierzchniowych. Usuwanie tego rodzajów zanieczyszczeń jest szczególnie istotne w przypadku wykorzystywania rzek i zbiorników wodnych do zaopatrzenia ludności w wodę do celów sanitarnych. Jest to nie tylko kwestia właściwości estetycznych wody (przejrzystości)i organoleptycznych (smak lub zapach niesiony przez osad), ale nawet sanitarnych, gdyż duża powierzchnia ziaren osadu jest doskonałym siedliskiem dla bytowania i namnażania różnego rodzaju organizmów potencjalnie szkodliwych lub niebezpiecznych dla zdrowia. Stąd ostre wymagania prawne stosownych władz administracyjnych (w Polsce Ministerstwo Zdrowia), które odnoszą się również do zawartości części mechanicznych. Rozporządzenie1) wymaga, aby mętność wody przeznaczonej do zaopatrzenia ludności była nie większa niż 1 NTU. Usunięcie drobnouziarnionych frakcji zanieczyszczeń mechanicznych o uziarnieniu semikoloidalnym i koloidalnym jest realizowane w procesach koagulacji (czasami wspomaganych flokulacją), a następnie sedymentacji i filtracji. Proces koagulacji jest realizowany w dwu etapach. Pierwszym z nich jest mieszanie szybkie, mające na celu rozprowadzenie odczy[...]

Laboratoryjne badania sedymentacji wielostrumieniowej zawiesin nieziarnistych DOI:10.15199/62.2018.9.3


  W prawie wszystkich procesach technologicznych, gdzie występuje przetwarzanie drobnouziarnionych układów dyspersyjnych z wodą jako fazą rozpraszającą (zawiesin) do rozdziału faz wykorzystuje się proces sedymentacji. Jest on bardzo atrakcyjny energetycznie, gdyż energia potrzebna do jego realizacji to energia grawitacji. Jednakże proces jest bardzo powolny i wykorzystuje się różne techniki jego intensyfikacji. Z nich warto wymienić grupę metod, w których to nie pojedyncza cząstka, ale grupa cząstek o większej masie opada z większą prędkością. Są to klasyczne techniki koagulacyjne inicjowane dodatkiem koagulantów, koagulacja elektromagnetyczna i autokoagulacja. Równie ważną grupę metod intensyfikacji sedymentacji stanowi flokulacja. Metody te jednak zakładają dodatek specjalnych związków chemicznych do sedymentującej zawiesiny. W sytuacji, gdy z powodów procesowych lub zdrowotnych taki dodatek byłby niepożądany, atrakcyjnym staje się wykorzystanie sedymentacji wielostrumieniowej nie wymagającej dodatków czynników chemicznych, a jedynie odpowiedniej konstrukcji urządzenia sedymentacyjnego (zwiększenia powierzchni sedymentacji)1). W przypadku zawiesin ziarnistych, pochodzących głównie z procesów rozdrabniania, sedymentacja wielostrumieniowa została dobrze rozpoznana teoretycznie i z powodzeniem zastosowana w praktyce2, 3). Jednakże produkty procesów o charakterze scalania, takie jak biologiczny rozrost mikroorganizmów lub koagulacyjna i flokulacyjna agregacja cząstek, prowadzą do powstawania rozbudowanych cząstek o mało zwartej strukturze, sedymentujących w odmienny sposób niż cząstki ziarniste4). Zawiesiny zawierające takie właśnie cząstki to zawiesiny nieziarniste, które są produktem np. w procesach uzdatnia wody, gdzie przez koagulację usuwane są bardzo drobne cząstki mineralne. Konieczność bardzo dokładnego klarowania takich zawiesin (do poziomu mętności najwyżej 1 NTU) wynika z wymagań Ministerstwa Zdrowia odnośnie wody przezna[...]

Wykorzystanie sedymentacji wielostrumieniowej w procesie oczyszczania zawiesiny siarczku talu DOI:10.15199/62.2019.9.1


  W procesie produkcji kwasu siarkowego powstaje strumień ścieków, który nie tylko charakteryzuje się bardzo kwaśnym odczynem, ale również zawiera względnie wysoki ładunek metali ciężkich. Technologia oczyszczania tych ścieków zakłada, że po ich neutralizacji mleczkiem wapiennym pozostały w formie jonowej tal zostanie wytrącony z roztworu siarczkiem sodu. Powstający siarczek talu można następnie oddzielić od zawiesiny poprzez sedymentację. Wprawdzie gęstość krystalicznego siarczku talu jest duża (ok. 8,4 g/cm3), lecz wytrącający się osad ma postać kłaczków o znacząco mniejszej gęstości, zbliżonej do gęstości fazy ciekłej1), wrażliwych na warunki hydrodynamiczne i przy większych prędkościach przepływu zawiesiny ulegających rozpadowi na drobniejsze cząstki. Stąd przy projektowaniu sedymentacyjnego urządzenia do wydzielania osadu siarczku talu z zawiesiny należy zapewnić niewielkie prędkości przepływu zawiesiny, aby zapobiec jego rozdrabnianiu.Takie właśnie warunki mogłyby zapewnić w trakcie sedymentacji wkłady wielostrumieniowe w osadniku, które tworzą we wnętrzu osadnika szereg płytkich kanałów wielostrumieniowych o uspokojonym przepływie (małej wartości liczby Reynoldsa). Ponadto zastosowanie wkładów wielostrumieniowych pozwoli na znaczne rozwinięcie powierzchni sedymentacji osadnika oraz na uzyskiwanie wysokich efektywności sedymentacji albo na zmniejszenie powierzchni zabudowy (gabarytów) osadnika2). Przy modernizacji linii oczyszczania kwaśnych ścieków pojawiła się potrzeba zaproponowania rozwiązania technologicznego wydzielania osadu siarczku talu ze strumienia zneutralizowanych ścieków. Założeniem było, że strumień zawiesiny po odtalowaniu wynosi maksymalnie 50 m3/h (1200 m3/dobę), przy efektywności usuwania osadu z zawiesiny nie mniejszej niż 99%. Celem badań było sprawdzenie możliwości sedymentacyjnego rozdzielania zawiesiny po wytrącaniu siarczku talu w linii neutralizacji kwaśnych ścieków, ze zwróceniem szczególnej uwagi na[...]

Wykorzystanie metod numerycznych w konstruowaniu osadników wielostrumieniowych DOI:10.15199/62.2019.9.12


  Rozwój metod numerycznych w zakresie prowadzenia symulacji numerycznych przepływu płynu1-3), a w szczególności możliwość modelowania przepływu układów wielofazowych4-6), pozwala na uzyskania pełnej informacji o pracy osadnika, gdyż obejmuje zarówno sedymentację swobodną, jak i skrępowaną. Wykorzystanie metod numerycznych w projektowaniu osadnika poprzez symulację przepływu cieczy przez osadnik7) daje możliwość optymalizacji konstrukcji8) pod kątem uzyskania równomiernego rozkładu prędkości przepływu, a poprzez to zabezpiecza urządzenia przed tworzeniem się zawirowań, strumieni oraz "martwych stref". Wykorzystanie metod numerycznych w tym zakresie jest uzasadnione głównie dla osadnika przeznaczonego do oczyszczania zawiesiny o niskim stężeniu, w którym udział objętościowy części stałej nie zaburza w istotny sposób przepływu. W układach, w których frakcja dyspersyjna stanowi istotny element układu, czyli w zakresie sedymentacji skrępowanej, należy uwzględnić wpływ stężenia na rozkład prędkości przepływu. Sytuacja taka będzie występowała nie tylko w układach do oczyszczania zawiesin o wyższych stężeniach, ale również w strefie wylewu, w osadnikach przeznaczonych do klarowania. Modelowanie przepływu cieczy w takich układach bez uwzględniania frakcji dyspersyjnej będzie obarczone dużym błędem, tym większym, im większy będzie udział części stałej. Zagadnienia związane z symulacją numeryczną układów wielofazowych stanowią przedmiot wielu opracowań5-7, 9-11). Podstawową trudność w symulacji układu wielofazowego stanowi sposób zdefiniowania fazy dyspersyjnej zawiesiny. W symulacjach numerycznych układów wielofazowych do dyspozycji są modele należące do dwóch klas: Eulera i Lagrange’a oraz Eulera i Eulera. Modele klasy Eulera i Lagrange’a pozwalają na śledzenie poszczególnych ziaren fazy dyspersyjnej przemieszczających się w fazie ciągłej. Typowym wykorzystaniem tej klasy modeli jest prowadzenie symulacji rozprzestrzeniania się[...]

Dobór zasypek egzotermiczno-izolacyjnych dla odlewów ze stopów żelaza DOI:10.15199/62.2019.9.6


  Materiały egzotermiczno-izolacyjne są stosowane w odlewniach staliwa, żeliwa i metali nieżelaznych. Materiały o działaniu egzotermicznym i/lub izolacyjnym różnią się między sobą składem, efektem egzotermicznym, możliwościami izolacyjnymi, temperaturą zapłonu, metodami produkcji i innymi parametrami. Materiały te mogą mieć właściwości egzotermiczne, izolacyjne lub równocześnie egzotermiczne i izolacyjne. W celu zaklasyfikowania danego materiału do którejś z tych grup należy wyznaczyć efekt egzotermiczny i zdolności izolacyjne. Zazwyczaj stosuje się mieszaniny różnych materiałów. Ciepło wydzielające się w wyniku reakcji egzotermicznych oraz właściwości izolacyjne tych materiałów ograniczają lub spowalniają odprowadzanie ciepła z odlewu do otoczenia, co powoduje, że odlew stygnie wolniej i metal jest dłużej w stanie ciekłym. Materiały egzotermiczno-izolacyjne muszą dawać efekt egzotermiczny, posiadać zdolności izolacyjne, odpowiednią wytrzymałość i ognioodporność. Zasypki egzotermiczno-izolacyjne są stosowane w odlewni jako ochrona nadlewów (technologiczny nadmiar ciekłego metalu). Po zalaniu formy ciekłym metalem zostają zainicjowane reakcje egzotermiczne pod wpływem gorącego metalu w nadlewie. Wytwarzane ciepło powoduje wzrost temperatury metalu w nadlewie, dzięki czemu odlew krzepnie wolniej. Większość materiałów egzotermiczno-izolacyjnych jest wytwarzana z mieszanek wieloskładnikowych. Zawierają one takie aktywne składniki, jak glin, węgiel (koksik, grafit), mączka drzewna, azotany, fluorki, tlenki żelaza i manganu, oraz napełniacze o właściwościach izolujących (pył kwarcowy, wełna mineralna, perlit). Materiały egzotermiczne są wytwarzane z materiałów, które w pewnych warunkach reagują z wydzieleniem ciepła. Reagent egzotermiczny to zwykle glin, magnez i węgiel, które zapalają się w reakcji z tlenem z powietrza i częściowo ze stałymi nośnikami tlenu, takimi jak[...]

 Strona 1