Сибирские ученые выяснили, как тип примесей и их концентрация влияют на механическую очистку сточных вод

Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) и Института теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН провели экспериментальные исследования и определили характеристики седиментации и расслоения примесей промышленных стоков металлургических и целлюлозно-бумажных предприятий. Эти данные легли в основу математической модели для прогнозирования очистки сточных вод в первичном отстойнике.

Металлургическая и целлюлозно-бумажная промышленности — лидеры по сбросу сточных вод, а их многоступенчатые системы водоочистки критически зависят от качества воды. Первичная очистка воды от примесей в отстойниках — ключевая стадия. Перед очисткой промышленных стоков воде дают отстояться. При этом тяжелые частицы оседают. Однако реальные стоки содержат множество примесей одновременно, которые могут сталкиваться и агломерировать. Это усложняет расчет: формулы, работающие для отдельной частицы, при описании многокомпонентных стоков могут давать значительное отклонение.

Авторы провели комплексные исследования компонентов промышленных стоков, типичных для металлургических и целлюлозно-бумажных предприятий — диспергированной древесины, сульфата железа, керосина, хлорида натрия и карбоната натрия. На первом этапе изучали каждую примесь по отдельности: характеристики кислотности, седиментации (осаждения) твердых частиц и расслоения жидких компонентов. На втором этапе создавали и исследовали многокомпонентные смеси.

«Проведенные экспериментальные и численные исследования показали, что скорости седиментации твердых частиц примесей и расслоения жидких компонентов не описываются в полной мере классическими моделями Стокса и Адамара — Рыбчинского. Отклонение от этих моделей происходит из-за стесненного характера осаждения у твердых частиц и «слипания» капель жидких примесей. Учитывая эти данные, мы предложили математическую модель промышленного отстойника. Она показывает, как концентрация примесей распространяется по высоте резервуара и сколько времени потребуется для осветления воды», — рассказал один из авторов исследования, инженер-исследователь лаборатории тепломассопереноса ТПУ Михаил Микулич.

Источник: Официальный ресурс Министерства образования и науки Российской Федерации