Вплив фізико-хімічних властивостей осаду каналізаційних очисних споруд на його здатність до зневоднення
Розглянуто основні фізико-хімічні властивості осаду біологічного походження, що впливають на його здатність до зневоднення: осмотичний тиск, межа еластичності та межа текучості. Запропоновано новий вираз для визначення осмотичного тиску, що є модифікацією рівняння Кейдинга та враховує густину рідко...
Saved in:
| Published in: | Екологічна безпека та природокористування |
|---|---|
| Date: | 2011 |
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Інститут телекомунікацій і глобального інформаційного простору НАН України
2011
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/58176 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Вплив фізико-хімічних властивостей осаду каналізаційних очисних споруд на його здатність до зневоднення / Н.Г. Степова // Екологічна безпека та природокористування: Зб. наук. пр. — К., 2011. — Вип. 7. — С. 73-81. — Бібліогр.: 28 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859518185203564544 |
|---|---|
| author | Степова, Н.Г. |
| author_facet | Степова, Н.Г. |
| citation_txt | Вплив фізико-хімічних властивостей осаду каналізаційних очисних споруд на його здатність до зневоднення / Н.Г. Степова // Екологічна безпека та природокористування: Зб. наук. пр. — К., 2011. — Вип. 7. — С. 73-81. — Бібліогр.: 28 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Екологічна безпека та природокористування |
| description | Розглянуто основні фізико-хімічні властивості осаду біологічного походження, що
впливають на його здатність до зневоднення: осмотичний тиск, межа еластичності та межа текучості. Запропоновано новий вираз для визначення осмотичного тиску, що є модифікацією рівняння Кейдинга та враховує густину рідкої фази кеку.
Рассмотрены основные физико-химические свойства осадка биологического происхождения, которые влияют на его способность к обезвоживанию: осмотическое давление, предел эластичности и предел текучести. Предложено новое выражение для определения осмотического давления, которое является модификацией уравнения Кейдинга и учитывает плотность жидкой фазы кека.
Main physical and chemical biosolids properties are studied affecting their dewaterability: osmotic pressure, compressive yield stress and shear yield stress. A new expression has been proposed for osmotic pressure calculation modifying the Keiding equation in a way to account for the density of filter cake aqueous phase.
|
| first_indexed | 2025-11-25T20:47:22Z |
| format | Article |
| fulltext |
73
ÏðåðîìàíòèçìÐîçä³ë 1. Åêîëîã³÷íà áåçïåêà
УДК 628.33:532.1
ВПЛИВ ФІЗИКО-ХІМІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ
ОСАДУ КАНАЛІЗАЦІЙНИХ ОЧИСНИХ СПОРУД
НА ЙОГО ЗДАТНІСТЬ ДО ЗНЕВОДНЕННЯ
Н. Г. Степова, канд. техн. наук
(Інститут гідромеханіки НАН України)
Розглянуто основні фізико-хімічні властивості осаду біологічно-
го походження, що впливають на його здатність до зневоднення:
осмотичний тиск, межа еластичності та межа текучості. Запропо-
новано новий вираз для визначення осмотичного тиску, що є модиф-
ікацією рівняння Кейдинга та враховує густину рідкої фази кеку.
Рассмотрены основные физико-химические свойства осадка био-
логического происхождения, которые влияют на его способность к
обезвоживанию: осмотическое давление, предел эластичности и пре-
дел текучести. Предложено новое выражение для определения осмо-
тического давления, которое является модификацией уравнения Кей-
динга и учитывает плотность жидкой фазы кека.
Main physical and chemical biosolids properties are studied affecting
their dewaterability: osmotic pressure, compressive yield stress and shear
yield stress. A new expression has been proposed for osmotic pressure
calculation modifying the Keiding equation in a way to account for the density
of filter cake aqueous phase.
Âñòóï
Ïðîáëåìà îñàäó, ùî óòâîðþºòüñÿ ï³ñëÿ î÷èùåííÿ ñò³÷íèõ âîä,
ñòຠäåäàë³ àêòóàëüí³øîþ äëÿ Óêðà¿íè. ßê çàçíà÷àºòüñÿ ó ðåêîìåí-
äàö³¿ 8.9. çâ³òó Êîì³òåòó ç ïèòàíü åêîëîã³÷íî¿ ïîë³òèêè ªâðî-
ïåéñüêî¿ åêîíîì³÷íî¿ êîì³ñ³¿ ÎÎÍ: «Ïðîáëåìà ë³êâ³äàö³¿ òà/àáî
óòèë³çàö³¿ îñàäó ç êàíàë³çàö³éíèõ î÷èñíèõ ñïîðóä â Óêðà¿í³ çàëè-
øàºòüñÿ äîñ³ íå âèð³øåíîþ, îñê³ëüêè âåëèêèé âì³ñò âàæêèõ ìå-
òàë³â ó îñàä³ ðîáèòü íåìîæëèâèì éîãî âèêîðèñòàííÿ ó ñ³ëüñüêîìó
ãîñïîäàðñòâ³. ²íøîþ ïðîáëåìîþ º âåëèê³ îáñÿãè îñàäó. Ìåõàí³÷íå
çíåâîäíåííÿ îñàäó, ÿêå øèðîêî âèêîðèñòîâóºòüñÿ ó êðà¿íàõ Çà-
õ³äíî¿ ªâðîïè, º äóæå åíåðãîºìíèì ïðîöåñîì, ÿêèé ùå é äîñ³ íå
Н. Г. Степова, 2011
74
Åêîëîã³÷íà áåçïåêà òà ïðèðîäîêîðèñòóâàííÿ
âïðîâàäæåíèé â Óêðà¿í³. Êð³ì òîãî, á³ëüø³ñòü õ³ì³÷íèõ ðåàãåíò³â,
íåîáõ³äíèõ äëÿ ïåðåá³ãó äàíîãî ïðîöåñó, â Óêðà¿í³ íå âèðîáëÿºòü-
ñÿ, à ¿õ ³ìïîðò ïîòðåáóº äîäàòêîâîãî ô³íàíñóâàííÿ» [1].
Ìóëîâ³ ìàéäàí÷èêè íàðàç³ çàëèøàþòüñÿ íàéá³ëüø ðîçïîâñþäæå-
íèìè ñïîðóäàìè ïî çíåâîäíåííþ îñàä³â [2], ÿê³ íàâ³òü çà íàÿâíîñò³
ìåõàí³÷íîãî çíåâîäíåííÿ, íîðìàòèâíî ðåêîìåíäóºòüñÿ âèêîðèñòîâó-
âàòè â ÿêîñò³ àâàð³éíèõ ñïîðóä [3]. Ïðîòå ìóëîâ³ ìàéäàí÷èêè íå
äîïîìàãàþòü âèð³øèòè ïðîáëåìó îñàäó ó âåëèêèõ ì³ñòàõ. ßñêðàâèé
ïðèêëàä òîìó — Áîðòíè÷³âñüêà ñòàíö³ÿ àåðàö³¿, ùî î÷èùຠñòîêè
ì. Êèºâà. Íà ìóëîâèõ ïîëÿõ ñòàíö³¿ çàðàç íàêîïè÷åíî îñàäó âäâ³÷³
á³ëüøå çà ïðîåêòíó ïîòóæí³ñòü, ùî íåãàòèâíî âïëèâຠíà åêîëîã-
³÷íó ñèòóàö³þ â ðåã³îí³. Êàðäèíàëüíî ïîë³ïøèòè ñèòóàö³þ ìîæëèâî
ëèøå çà óìîâè çàì³íè ìóëîâèõ ìàéäàí÷èê³â ñïîðóäàìè ìåõàí³÷íîãî
çíåâîäíåííÿ îñàäó ç îáîâ’ÿçêîâîþ ïîïåðåäíüîþ îáðîáêîþ îñàäó
õ³ì³÷íèìè (³ç çàñòîñóâàííÿì ðåàãåíò³â) àáî ô³çè÷íèìè ìåòîäàìè. À
ùîá ïðàâèëüíî ï³ä³áðàòè ñïîðóäè ìåõàí³÷íîãî çíåâîäíåííÿ îñàäó òà
çàáåçïå÷èòè íåîáõ³äí³ óìîâè äëÿ ¿õ îïòèìàëüíî¿ åêñïëóàòàö³¿, íå-
îáõ³äíî äîñë³äèòè êîëèãàòèâí³ âëàñòèâîñò³ îñàäó, òîáòî âëàñòèâîñò³,
ÿê³ çàëåæàòü â³ä éîãî êîíöåíòðàö³¿.
Çàçâè÷àé ó â³ò÷èçíÿí³é ôàõîâ³é ë³òåðàòóð³ òàêèì ïîêàçíèêîì º
ïèòîìèé îï³ð ô³ëüòðàö³¿, ÿêèé çàëåæèòü â³ä âîëîãîñò³ îñàäó òà
òèïó éîãî ïîïåðåäíüî¿ îáðîáêè [2, 4—6]. Ïðîòå ó ñó÷àñí³é ñâ³òîâ³é
ë³òåðàòóð³ äî îñíîâíèõ âëàñòèâîñòåé îñàäó, ùî âïëèâàþòü íà éîãî
çäàòí³ñòü äî çíåâîäíåííÿ, â³äíîñÿòü ìåæó òåêó÷îñò³ (shear yield
stress), ìåæó åëàñòè÷íîñò³ (compressive yield stress) òà îñìîòè÷íèé
òèñê (osmotic pressure) [7—13]. Ñë³ä çàóâàæèòè, ùî âñ³ ö³ ïàðàìåò-
ðè º ñóòòºâèìè ïðè òàêîìó âì³ñò³ òâåðäî¿ ôàçè, êîëè îñàä íàáóâàº
âëàñòèâîñòåé íåíüþòîí³âñüêî¿ ð³äèíè.
Ìåòîäè òà äèñêóñ³ÿ
Îñàä á³îëîã³÷íîãî ïîõîäæåííÿ º ïîá³÷íèì ïðîäóêòîì á³îëîã³-
÷íîãî î÷èùåííÿ ñò³÷íèõ âîä òà ï³ñëÿ âòîðèííèõ â³äñò³éíèê³â ìîæå
ì³ñòèòè äî 99,7% âîäè [3]. Âèäàëåííÿ ö³º¿ âîäè ìຠâàæëèâå
çíà÷åííÿ äëÿ ïðîâåäåííÿ åêîíîì³÷íî îá´ðóíòîâàíèõ ñòàá³ë³çàö³¿,
òðàíñïîðòóâàííÿ òà óòèë³çàö³¿ îñàäó. Ìîäåëþâàííÿ ìóëîâèõ ïðî-
öåñ³â ïîòðåáóº ãëèáîêîãî âèâ÷åííÿ ô³çèêî-õ³ì³÷íèõ âëàñòèâîñòåé
îñàäó ïðè çì³í³ ñï³ââ³äíîøåííÿ ì³æ éîãî òâåðäîþ òà ð³äêîþ
ôðàêö³ÿìè [14, 15].
75
ÏðåðîìàíòèçìÐîçä³ë 1. Åêîëîã³÷íà áåçïåêà
Ïðè çá³ëüøåíí³ ê³ëüêîñò³ òâåðäî¿ ôðàêö³¿ îäí³ºþ ç îñíîâíèõ
âëàñòèâîñòåé îñàäó ñòຠîñìîòè÷íèé òèñê. Éîãî âèçíà÷åííÿ áà-
çóºòüñÿ íà çàêîí³ Âàíò-Ãîôà, ÿêèé ïîâ’ÿçàíèé ç ìîëÿðí³ñòþ ðîç-
÷èíó [9, 16]. Êåéä³íã òà ³í. [7, 14] çàïðîïîíóâàëè âèðàç äëÿ
âèçíà÷åííÿ îñìîòè÷íîãî òèñêó π ó ñòðóêòóðîâàíîìó á³îëîã³÷íîìó
îñàä³, ÿêèé âðàõîâóº ê³ëüê³ñòü ïðîòè³îí³â ó éîãî âîäí³é ôàç³.
Âèðàç Êåéä³íãà âæèâàºòüñÿ ó ðîáîòàõ áàãàòüîõ äîñë³äíèê³â [17—
19] òà ìຠâèãëÿä:
RTS β
β−
σρ=π
1
. (1)
Òóò σ — çàðÿä ïîë³ìåðó íà îäèíèöþ ìàñè òâåðäî¿ ðå÷îâèíè,
åêâ/êã; ρs — ãóñòèíà òâåðäî¿ ôàçè êåêó, êã/ì3; β — ïîðèñò³ñòü êåêó,
á/ì; R — êîíñòàíòà, H⋅ì⋅Ê-1⋅åêâ-1;Ò — àáñîëþòíà òåìïåðàòóðà, Ê.
Ó âèðàç³ (1) äîáóòîê ( ) β/β1σρ −S º åêâ³âàëåíòîì ìîëÿðíî¿ ìàñè
ó çàêîí³ Âàíò-Ãîôà. Ïðîòå, ÿê ñâ³ä÷àòü äåÿê³ äîñë³äè, çàêîí Âàíò-
Ãîôà íå 䳺 ïðè êîíöåíòðàö³ÿõ, á³ëüøèõ çà 10 ìîëü/ì3 [16]. Ïðè
ïåðåâèùåíí³ ö³º¿ ìåæ³ çá³ã ç åêñïåðèìåíòàëüíî âèì³ðÿíèìè çíà-
÷åííÿìè îñìîòè÷íîãî òèñêó êðàùå, ÿêùî çàì³ñòü ìîëÿðíîñò³
(ê³ëüêîñò³ ìîëåé ðîç÷èíåíî¿ ðå÷îâèíè ó 1000 ãðàìàõ ðîç÷èííèêà)
ó çàêîí³ Âàíò-Ãîôà âèêîðèñòîâóºòüñÿ ìîëÿëüí³ñòü (ê³ëüê³ñòü ìîëåé
ðîç÷èíåíî¿ ðå÷îâèíè íà ë³òð ðîç÷èíó) [16].
²íàêøå êàæó÷è, N ÷àñòîê ðîç÷èíåíî¿ ðå÷îâèíè ó îäíîìó ë³òð³
ðîç÷èíó íå º òå ñàìå, ùî N ÷àñòîê ðîç÷èíåíî¿ ðå÷îâèíè ó îäíîìó
ê³ëîãðàì³, íàâ³òü äëÿ ÷èñòî¿ âîäè (íàéóæèâàí³øîãî ðîç÷èííèêà).
Íàïðèêëàä, 1000 ÷àñòîê ó îäíîìó ë³òð³ ðîç÷èííèêà ãóñòèíîþ
990 êã/ì3 îçíà÷ຠ1010 (1000*1000/990) ÷àñòîê ó îäíîìó ê³ëîãðàì³.
Ìàñà º á³ëüø ñòàëîþ, òîä³ ÿê îá’ºì çì³íþºòüñÿ ïðè çì³í³ ãóñòèíè,
à îòæå ïðè çì³í³ òåìïåðàòóðè òà ñîëåâì³ñòó.
Ç óðàõóâàííÿì çàçíà÷åíîãî âèùå òà áåðó÷è äî óâàãè òå, ùî
âîäíà ôàçà êåêó º îäíî÷àñíî ðîç÷èííèêîì òà ðîç÷èíîì, áóëî á
êðàùå çàïèñàòè âèðàç äëÿ îñìîòè÷íîãî òèñêó ÿê
RT
L
S
β
β1
ρ
ρσ1000π −
= . (2)
Òóò 1000 — ê³ëüê³ñòü ë³òð³â â îäíîìó êóáîìåòð³, σ — çàðÿä
ïîë³ìåðó íà îäèíèöþ ìàñè òâåðäî¿ ðå÷îâèíè, åêâ/êã; ρS òà ρL —
76
Åêîëîã³÷íà áåçïåêà òà ïðèðîäîêîðèñòóâàííÿ
â³äïîâ³äíî ãóñòèíà òâåðäî¿ òà ð³äêî¿ ôàçè êåêó, êã/ì3; β — ïî-
ðèñò³ñòü êåêó, á/ì; R — êîíñòàíòà, H⋅êã⋅ì-2⋅Ê-1⋅åêâ-1; T — àáñîëþòíà
òåìïåðàòóðà, Ê.
Ñë³ä çàóâàæèòè, ùî R ò³ëüêè ÷èñåëüíî äîð³âíþº êîíñòàíò³ ³äåàëü-
íîãî ãàçó ó çàêîí³ Ìåíäåëåºâà- Êëàéïåðîíà, ÿêó Âàíò-Ãîô çàñòîñóâàâ
äëÿ ñâîãî ð³âíÿííÿ. Ó çàêîí³ Âàíò-Ãîôà R =8,314 H⋅ì⋅Ê-1⋅ìîëü-1, ó
ð³âíÿíí³ Êåéä³íãà òà ³í. [7, 14] R=8,314 H⋅ì⋅Ê-1⋅åêâ-1, àëå íå
8,314 Äæ⋅Ê-1⋅ìîëü-1, ÿê öå çàçíà÷åíî ó ðîáîò³ [19].
Çàïðîïîíîâàíèé âèðàç äëÿ îñìîòè÷íîãî òèñêó º á³ëüø óí³âåð-
ñàëüíèì ïîð³âíÿíî ç âèðàçîì Êåéä³íãà òà ³í. [7, 14], îñê³ëüêè â³í
âðàõîâóº íå ò³ëüêè ù³ëüí³ñòü òâåðäî¿ ôàçè, àëå é ãóñòèíó ð³äèíè,
ÿêó ì³ñòèòü êåê, òà äîçâîëÿº òî÷í³øå ðîçðàõóâàòè, íàïðèêëàä,
çì³íó îñìîòè÷íîãî òèñêó ç³ çì³íîþ òåìïåðàòóðè àáî ñîëåâì³ñòó, áî
ρL º çàëåæíèì â³ä öèõ ïàðàìåòð³â.
Íà ðèñ. 1 íàâåäåíà çì³íà îñìîòè÷íîãî òèñêó ç ÷àñîì òà ñîëåâ-
ì³ñòîì ïðè çàñòîñóâàíí³ ð³âíÿííÿ Êåéä³íãà (1) òà çàïðîïîíîâàíîãî
â äàí³é ðîáîò³ âèðàçó (2). Ïðè öüîìó çíà÷åííÿ ãóñòèíè âîäíî¿
ôàçè â çàëåæíîñò³ â³ë òåìïåðàòóðè òà êîíöåíòðàö³¿ ñîëåé, ïîòð³áí³
äëÿ ï³äðàõóíê³â, áóëè âçÿò³ ç äîâ³äíèêà [20]. Äëÿ á³ëüøî¿ óí³âåð-
ñàëüíîñò³ îñìîòè÷íèé òèñê íà ðèñ. 1 ïðåäñòàâëåíèé ó áåçðîçì³ð-
íîìó âèãëÿä³. Ïðè öüîìó çà îäèíè÷íèé ïðèéíÿòî òèñê ïðè òåì-
ïåðàòóð³ 4°Ñ òà ãóñòèí³ ð³äèíè 1000 êã/ì3. ßê âèäíî ç ðèñóíêó,
ïåâí³ â³äõèëåííÿ âèðàçó (1) â³ä âèðàçó (2) äëÿ ïð³ñíî¿ âîäè
ïîì³òí³ âæå ïðè òåìïåðàòóð³, ÿêà º âèùîþ çà 10°Ñ. Îñîáëèâî
ïîì³òíèìè â³äõèëåííÿ ó çíà÷åííÿõ îñìîòè÷íîãî òèñêó, ï³äðàõîâà-
íèõ çà âèðàçàìè (1) òà (2), ñòàþòü ïðè çì³í³ ñîëåâì³ñòó ð³äèíè.
Êîíöåíòðàö³ÿ ñîëåé ó ð³äèí³ íå âðàõîâàíà ó âèðàç³ (1), à îòæå
îñìîòè÷íèé òèñê, ï³äðàõîâàíèé çà öèì âèðàçîì, ëèøàºòüñÿ íå-
çì³ííèì (ñóö³ëüíà ÷îðíà ë³í³ÿ íà ðèñ. 1), òîä³ ÿê âèðàç (2)
äåìîíñòðóº ñóòòºâèé âïëèâ ñîëåâì³ñòó íà çíà÷åííÿ îñìîòè÷íîãî
òèñêó, îñîáëèâî ïðè âèñîêèõ êîíöåíòðàö³ÿõ ñîëåé. Òàêèì ÷èíîì,
ìîæíà çðîáèòè âèñíîâîê, ùî âèðàç (2) º á³ëüø òî÷íèì, òîä³ ÿê
âèðàç (1) º ëèøå ñïðîùåííÿì âèðàçó (2) ïðè äîïóùåíí³, ùî äëÿ
ö³ëåé ïðàêòèêè äëÿ á³ëüøîñò³ âèïàäê³â ìîæíà ââàæàòè ãóñòèíó
ð³äèíè ñòàëîþ âåëè÷èíîþ, òàêîþ, ùî äîð³âíþº 1000 êã/ì3.
Äî äâîõ ³íøèõ âàæëèâèõ âëàñòèâîñòåé îñàäó á³îëîã³÷íîãî ïî-
õîäæåííÿ íàëåæàòü éîãî çäàòí³ñòü îïèðàòèñü ïðèêëàäåíèì ãîðè-
çîíòàëüíîìó çñóâíîìó çóñèëëþ òà êîìïðåñ³éíîìó òèñêó.
77
ÏðåðîìàíòèçìÐîçä³ë 1. Åêîëîã³÷íà áåçïåêà
Ðèñ. 1. Çì³íà îñìîòè÷íîãî òèñêó ç òåìïåðàòóðîþ òà ñîëåâì³ñòîì.
Äëÿ òîãî ùîá çìåíøèòè îá’ºì á³îëîã³÷íîãî îñàäó, â³í ìຠáóòè
çíåâîäíåíèì. Ïðîòå âíàñë³äîê òèêñîòðîïíîñò³ äîñèòü âàæêî âèäà-
ëèòè âîäó ç òàêèõ îñàä³â á³îëîã³÷íîãî ïîõîäæåííÿ ÿê, íàïðèêëàä,
çáðîäæåíèé àêòèâíèé ìóë. Á³îëîã³÷í³ îñàäè ñòàþòü òèêñîòðîïíè-
78
Åêîëîã³÷íà áåçïåêà òà ïðèðîäîêîðèñòóâàííÿ
ìè, êîëè âì³ñò òâåðäî¿ ôàçè ïî îá’ºìó äîñÿãຠïåâíîãî ãðàíè÷íîãî
ð³âíÿ, ÿêèé íàçèâàþòü òî÷êîþ óòâîðåííÿ ãåëþ [21]. Òèêñîòðîïí³ñòü
öå çäàòí³ñòü îñàäó óòâîðþâàòè ãåëü ó ñòàí³ ñïîêîþ òà ñòàâàòè
òå÷êèì ïðè òðÿñö³, çáîâòóâàíí³ àáî ³íøîìó çóñèëë³ [20, 22]. Òàêå
çóñèëëÿ, ÿêå çàçâè÷àé âèçíà÷àºòüñÿ ÿê ì³í³ìàëüíèé ïðèêëàäåíèé
òèñê, ïîòð³áíèé, ùîá âèçâàòè òå÷³þ â êîëî¿äí³é ãåëåïîä³áí³é
ñèñòåì³ [15], íàçèâàºòüñÿ ìåæåþ òåêó÷îñò³ (ÌÒ). ÌÒ º âàæëèâèì
îá’ºêòîì äîñë³äæåíü, îñê³ëüêè çàñòîñîâóºòüñÿ ÿê ïîêàçíèê óòâî-
ðåííÿ ñòðóêòóðîâàíî¿ ìóëîâî¿ ñèñòåìè ïðè ð³çíîìàí³òíèõ óìîâàõ
[8, 10, 11, 23].
Ïðîöåñ çíåâîäíåííÿ â³äáóâàºòüñÿ, êîëè äî îñàäó ïðèêëàäàºòüñÿ
çîâí³øí³é òèñê ó ñïåö³àëüíîìó îáëàäíàíí³, òàêîìó ÿê ô³ëüòðïðåñ
àáî öåíòðèôóãà [20, 22, 24]. Êàò³îíîàêòèâí³ ðåàãåíòè (îðãàí³÷í³
ïîë³ìåðè àáî íåîðãàí³÷í³ ñïîëóêè, òàê³ ÿê FeCl3) ïîë³ïøóþòü
åôåêòèâí³ñòü çíåâîäíåííÿ, çì³íþþ÷è ãåëåïîä³áíó ñòðóêòóðó îñàäó
[17]. Îñòàíí³ì ÷àñîì ç’ÿâèëèñü íîâ³ ìåòîäè, íàïðàâëåí³ íà ³íòåí-
ñèô³êàö³þ ïðîöåñ³â çíåâîäíåííÿ, ñåðåä ÿêèõ ìîæíà âèä³ëèòè
ïîïåðåäíþ åíçèìíó [10, 25, 26] àáî ì³öåëÿðíó (³ç çàñòîñóâàííÿì
ì³êðîãðèá³â) [27] îáðîáêó îñàäó. Ìåòîþ äàíèõ ìåòîä³â º çì³íà
ñòðóêòóðè á³îëîã³÷íèõ îñàä³â, à îòæå ¿õ ô³çè÷íèõ âëàñòèâîñòåé,
çàâäÿêè äåñòðóêö³¿ åíçèìàìè îêðåìèõ êîìïîíåíò³â îñàäó, òàêèõ ÿê
ïîçàêë³òèíí³ îðãàí³÷í³ ðå÷îâèíè [18] àáî çàì³ùåííþ áàêòåð³àëü-
íîãî ìåòàáîë³çìó ì³öåëÿðíèì [27].
Êîíñîë³äàö³éí³ âëàñòèâîñò³ ñòðóêòóðîâàíîãî îñàäó ìîæíà îö³-
íèòè òàêîæ çà äîïîìîãîþ ³íøîãî ôóíäàìåíòàëüíîãî ðåîëîã³÷íîãî
ïàðàìåòðó — ìåæ³ åëàñòè÷íîñò³ (ÌÅ). Õàðàêòåðèçóþ÷è êîìïðåñ³é-
íèé òèñê, âèùå ÿêîãî ñòðóêòóðîâàíèé îñàä áóäå íååëàñòè÷íî
óù³ëüíþâàòèñü äî á³ëüø âèñîêèõ êîíöåíòðàö³é òâåðäî¿ ðå÷îâèíè,
ïðèçâîäÿ÷è äî ðóéíóâàííÿ ãåëþ, ÌÅ ìຠâàæëèâå çíà÷åííÿ ïðè
äîñë³äæåíí³ ïðîöåñ³â çãóùåííÿ òà çíåâîäíåííÿ îñàäó [11, 15, 21].
²íàêøå êàæó÷è, á³îëîã³÷íèé îñàä, ÿêèé ìຠãåëåïîä³áíó ñòðóêòóðó,
ìîæå, íå äåôîðìóþ÷èñü, îïèðàòèñü ïåâíîìó íàâàíòàæåííþ; à
òîìó ÌÅ ïîçíà÷ຠòèñê, âèùå ÿêîãî ïî÷èíàºòüñÿ ïðîöåñ çíåâîä-
íåííÿ.
ÌÅ, ÌÒ òà îñìîòè÷íèé òèñê íàëåæàòü äî îñíîâíèõ âëàñòèâî-
ñòåé îñàä³â á³îëîã³÷íîãî ïîõîäæåííÿ, ÿê³ âïëèâàþòü íà éîãî
çäàòí³ñòü äî çíåâîäíåííÿ òà º îá’ºêòîì ïîòî÷íèõ äîñë³äæåíü
ïåâíî¿ ê³ëüêîñò³ íàóêîâèõ ãðóï ó âñüîìó ñâ³ò³ [9, 10, 11, 19, 28].
79
ÏðåðîìàíòèçìÐîçä³ë 1. Åêîëîã³÷íà áåçïåêà
Âèñíîâêè
Îñìîòè÷íèé òèñê, ìåæà òåêó÷îñò³ òà ìåæà åëàñòè÷íîñò³ íàëå-
æàòü äî îñíîâíèõ âëàñòèâîñòåé îñàäó á³îëîã³÷íîãî ïîõîäæåííÿ, ÿê³
âïëèâàþòü íà éîãî çäàòí³ñòü äî çíåâîäíåííÿ ïðè êîíöåíòðàö³¿
òâåðäî¿ ôàçè, ùî º á³ëüøîþ çà òî÷êó óòâîðåííÿ ãåëþ. Çàïðîïî-
íîâàíî íîâèé âèðàç äëÿ ï³äðàõóíêó îñìîòè÷íîãî òèñêó îñàäó, ùî
º ìîäèô³êàö³ºþ ð³âíÿííÿ Êåéäèíãà, àëå áàçóºòüñÿ íà ìîëÿëüí³é,
à íå ìîëÿðí³é êîíöåíòðàö³¿ ðîç÷èíó, à òîìó âðàõîâóº ãóñòèíó
âîäíî¿ ôàçè îñàäó. Ïîêàçàíî, ùî çàïðîïîíîâàíèé âèðàç º á³ëüø
äîñêîíàëèì, îñê³ëüêè äîçâîëÿº âðàõóâàòè ñîëåâì³ñò ðîç÷èííèêà òà
òî÷í³øå âèçíà÷àòè çì³íó îñìîòè÷íîãî òèñêó ç òåìïåðàòóðîþ.
* * *
1. Environmental Performance Review. Ukraine / Committee on
Environmental Policy, Economic Commission for Europe, United Nations,
New York and Geneva, 2007, 194 p.
2. Ýïîÿí Ñ.Ì. Íàïðàâëåíèÿ ïîâûøåíèÿ ýôôåêòèâíîñòè îáåçâîæè-
âàíèÿ îñàäêîâ ãîðîäñêèõ ñòî÷íûõ âîä / Ñ.Ì. Ýïîÿí, Å.Í. Îðëîâà //
Íàóêîâèé â³ñíèê áóä³âíèöòâà, 2009 (51), 104—107.
3. ÑÍèÏ 2.04.03-85. Êàíàëèçàöèÿ. Íàðóæíûå ñåòè è ñîîðóæåíèÿ /
Ìîñêâà, Ñòðîéèçäàò, 1986, 72 ñ.
4. Òóðîâñêèé È.Ñ. Îáðàáîòêà îñàäêîâ ñòî÷íûõ âîä. — 3-å èçä., ïå-
ðåðàá. è äîï./ È.Ñ. Òóðîâñêèé. — Ì.: Ñòðîéèçäàò, 1988. — 256 ñ.
5. Òåðåùóê À.È. Èññëåäîâàíèå è ïåðåðàáîòêà îñàäêîâ ñòî÷íûõ âîä
/ À.È. Òåðåùóê. — Ëüâîâ: Âèùà øê., 1988. — 148 ñ.
6. Êàíàëèçàöèÿ íàñåëåííûõ ìåñò è ïðîìûøëåííûõ ïðåäïðèÿòèé.
Ñïðàâî÷íèê ïðîåêòèðîâùèêà / Ïîä ðåä. Â.Í. Ñàìîõèíà. — Ìîñêâà:
Ñòðîéèçäàò, 1981. — 638 ñ.
7. Keiding K. Osmotic effects in sludge dewatering / K. Keiding,
M.R. Rasmussen // Advances in Env. Res., 2003 (3), vol. 7, 641—645.
8. Ayol A. Rheological characterization of sludges during belt filtration
dewatering using an immobilization cell / A. Ayol, S. K. Dentel, A. Filibeli
// J. Envir. Engrg., 136 (2010), 992—999.
9. The influence of ionic strength and osmotic pressure on the dewatering
behaviour of sewage sludge / D. Curvers, S.P. Usher, A.R. Kilcullen, P.J. Scales,
H. Saveyn, P. Van der Meeren // Chem. Eng. Sci., 64 (2009), 2448—2454.
10. Dentel S. K. Shear sensitivity of digested sludge: Comparison of
methods and application in conditioning and dewatering / S. K. Dentel,
D. Dursun // Wat. Res., 43 (2009), 4617—4625.
80
Åêîëîã³÷íà áåçïåêà òà ïðèðîäîêîðèñòóâàííÿ
11. Gladman B. R. The effect of shear on gravity thickening: Pilot scale
modelling / B. R. Gladman, M. Rudman, P. J. Scales // Chem. Eng. Sci.,
65 (2010), 4293—4301.
12. Fundamental dewatering properties of wastewater treatment sludges
from filtration and sedimentation testing / A. D. Stickland, C. Burgess,
D. R. Dixon at al. // Chem. Eng. Sci., 63 (2008), 5283—5290.
13. Channell G. M. Effects of microstructure on the compressive yield
stress / G. M. Channell, K. T. Miller, Ch. F. Zukoski // AIChE Jour., 46
(2000), 72—78.
14. Keiding K. Remember the water — a comment on eps colligative
properties / K. Keiding, L. Wybrandt, P. H. Nielsen // Water Sci. Technol.,
43, 6 (2001), 17—23.
15. Johnson S. B. Surface chemistry—rheology relationships in concen-
trated mineral suspensions / S. B. Johnson, G. V. Franks, P. J. Scales at
al. // Int. J. Miner. Process., 58 (2000), 267—304
16. Áîëäûðåâ À. È. Ôèçè÷åñêàÿ è êîëëîèäíàÿ õèìèÿ / À.È. Áîëäû-
ðåâ. — Ì.: Âûñøàÿ øêîëà, 1974. — 504 ñ.
17. Dursun D. Toward the conceptual and quantitative understanding of
biosolids conditioning: the gel approach / D. Dursun, S. K. Dentel // Wat.
Sci. & Tech., vol. 59, 9(2009), 1679—1685.
18. Dentel S. K. Biosolids as gel-like materials: from theory to practical
applications / S. K. Dentel, D. Dursun // Chem. Eng. J., in press.
19. A centrifugation method for the assessment of low pressure
compressibility of particulate suspensions / D. Curvers, H. Saveyn, P. J. Scales,
P. Van der Meeren // Chem. Eng. J., 148 (2009), 405—413.
20. Êóðãàíîâ À. Ì. Ñïðàâî÷íèê ïî ãèäðàâëè÷åñêèì ðàñ÷åòàì ñèñòåì
âîäîñíàáæåíèÿ è êàíàëèçàöèè / À. Ì. Êóðãàíîâ, Í. Ô. Ôåäîðîâ. — Ë.:
Ëåíèíãðàäñêîå îòäåëåíèå Ñòðîéèçäàòà, 1973. — 408 ñ.
21. Verrelli D. I. Assessing dewatering performance of drinking water
treatment sludges / D. I. Verrelli, D. R. Dixon, P. J. Scales // Wat. Res.,
44 (2010), 1542—1552.
22. Áàðàê Ê. Òåõíè÷åñêèå çàïèñêè ïî ïðîáëåìàì âîäû, «Äåãðåìîí» /
Ê. Áàðàê, Æ. Áåáåí, Æ. Áåðíàð, ïîä ðåä. Ò.À. Êàðþõèíîé, È.Í. ×óð-
áàíîâîé, ïåð. ñ àíãë. — Ì.: Ñòðîéèçäàò, 1983. — Ò. I. — 680 ñ.
23. Schumacher S. Leistungsbestimmende Prozesse in Nachklarbecken
— Einflussgro en, Modellbildung und Optimierung (Kapitel 3.3.5. Rheologie)
/ Schumacher S. // Genehmigte Dissertation zur Erlangung des Grades
Doktor-Ingenieur, Bericht Nr.73/2006, Institut fur Stromungsmechanik und
Elektronisches Rechnen im Bauwesen der Universitat Hannover, 2006, 137 S.
24. Êóøêà À. Í. Îáåçâîæèâàíèå ôåððîìàãíèòíûõ øëàìîâ / À. Í. Êóø-
êà, Í. Ã. Ñòåïîâàÿ, Ã. Ì. Êî÷åòîâ // Ýêîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæå-
íèå, 2 (2003), 52—54.
..
..
..
..
81
ÏðåðîìàíòèçìÐîçä³ë 1. Åêîëîã³÷íà áåçïåêà
25. Ayol A. Enzymatic treatment effects on dewaterability of anaerobically
digested biosolids — II: laboratory characterizations of drainability and
filterability / A. Ayol, S. K. Dentel // Process Biochem 40 (7), 2004, 2427—
2434.
26. Dursun D. Enhanced sludge conditioning by enzyme pretreatment:
comparison of laboratory and pilot scale dewatering results / D. Dursun,
M. Turkmen, M. Abu-Orf, S. K. Dentel // Water Sci. Technol, 54 (2006),
33—41.
27. Flerie S. Patent description / Flerie S. // Societe d’Amenagement
Urbain et Rural, Patent description 2004129754/13, FR 02/01608 (14.05.2002),
WO 03/076351 (18.09.2003).
28. Ormeci B. Measurement of additional shear during sludge conditioning
and dewatering / B. Ormeci, A. Ahmad // Wat. Res., 43(2009), 3249—3260.
Îòðèìàíî: 1.02.2011 ð.
..
..
′ ′ ′
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-58176 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | XXXX-0062 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-11-25T20:47:22Z |
| publishDate | 2011 |
| publisher | Інститут телекомунікацій і глобального інформаційного простору НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Степова, Н.Г. 2014-03-20T13:39:12Z 2014-03-20T13:39:12Z 2011 Вплив фізико-хімічних властивостей осаду каналізаційних очисних споруд на його здатність до зневоднення / Н.Г. Степова // Екологічна безпека та природокористування: Зб. наук. пр. — К., 2011. — Вип. 7. — С. 73-81. — Бібліогр.: 28 назв. — укр. XXXX-0062 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/58176 628.33:532.1 Розглянуто основні фізико-хімічні властивості осаду біологічного походження, що впливають на його здатність до зневоднення: осмотичний тиск, межа еластичності та межа текучості. Запропоновано новий вираз для визначення осмотичного тиску, що є модифікацією рівняння Кейдинга та враховує густину рідкої фази кеку. Рассмотрены основные физико-химические свойства осадка биологического происхождения, которые влияют на его способность к обезвоживанию: осмотическое давление, предел эластичности и предел текучести. Предложено новое выражение для определения осмотического давления, которое является модификацией уравнения Кейдинга и учитывает плотность жидкой фазы кека. Main physical and chemical biosolids properties are studied affecting their dewaterability: osmotic pressure, compressive yield stress and shear yield stress. A new expression has been proposed for osmotic pressure calculation modifying the Keiding equation in a way to account for the density of filter cake aqueous phase. uk Інститут телекомунікацій і глобального інформаційного простору НАН України Екологічна безпека та природокористування Екологічна безпека Вплив фізико-хімічних властивостей осаду каналізаційних очисних споруд на його здатність до зневоднення Article published earlier |
| spellingShingle | Вплив фізико-хімічних властивостей осаду каналізаційних очисних споруд на його здатність до зневоднення Степова, Н.Г. Екологічна безпека |
| title | Вплив фізико-хімічних властивостей осаду каналізаційних очисних споруд на його здатність до зневоднення |
| title_full | Вплив фізико-хімічних властивостей осаду каналізаційних очисних споруд на його здатність до зневоднення |
| title_fullStr | Вплив фізико-хімічних властивостей осаду каналізаційних очисних споруд на його здатність до зневоднення |
| title_full_unstemmed | Вплив фізико-хімічних властивостей осаду каналізаційних очисних споруд на його здатність до зневоднення |
| title_short | Вплив фізико-хімічних властивостей осаду каналізаційних очисних споруд на його здатність до зневоднення |
| title_sort | вплив фізико-хімічних властивостей осаду каналізаційних очисних споруд на його здатність до зневоднення |
| topic | Екологічна безпека |
| topic_facet | Екологічна безпека |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/58176 |
| work_keys_str_mv | AT stepovang vplivfízikohímíčnihvlastivosteiosadukanalízacíinihočisnihsporudnaiogozdatnístʹdoznevodnennâ |