PILOT-POSTROJENJA I PROJEKTIRANJE POSTUPAKA PROČIŠĆAVANJA VODA

FAKULTET KEMIJSKOG

INŽENJERSTVA I TEHNOLOGIJE

ZAVOD ZA OPĆU I ANORGANSKU KEMIJU

Nastavnik: Dr. sc. Laszlo SIPOS, red. prof.

Suradnici:

Marinko MARKI Ć, dipl. inž. Mr. sc. Tamara ŠTEMBAL, dipl. inž.

Nataša ZUBER, dipl. inž. Iva NOVAK, dipl. inž.

Mr. sc. Lidija FURA Č, dipl. inž. Mr. sc. Željko KOVA ČEVIĆ, dipl. inž.

Irena BRATELJ, dipl. inž. Tatjana Ignjati ć Zokić, dipl. inž.

Nikša ZOKIĆ, tehn. sur.

PILOT-POSTROJENJA OPĆENITO

PROČIŠĆAVNJE OTPADNIH VODA

GRADOVA I INDUSTRIJE

PRIPRAVA VODE ZA PIĆE

PROČIŠĆAVANJEM POVRŠINSKIH I

PODZEMNIH VODA

ZAKLJU ČCI

PILOT-POSTROJENJA ILI POLUINDUSTRIJSKA POSTROJENJA SU UMANJENE KOPIJE POSTOJEĆIH ILI ZAMIŠLJENIH INDUSTRIJSKIH POSTROJENJA, A OMOGUĆAVAJU ODVIJANJE ODREðENIH FIZI ČKIH, FIZI ČKO-KEMIJSKIH, KEMIJSKIH I BIOLOŠKIH PROCESA POD UVJETIMA SLIČNIM U INDUSTRIJSKIM POSTRO-JENJIMA. PRENOŠENJE PROCESA U VEĆE MJERILO "SCALE-UP" Hp * r = H i

Industrijsko postrojenje

H i

Di

Pilot postrojenje

Hp

Dp

- Geometrijska sličnost Vanjska geometrijska sličnost Unutrašnja geometrijska sličnost

- Fizikalna sličnost - Kineti čka sličnost - Dinamička sličnost - Kemijska sličnost - Biološka sličnost - Toplinska sličnost - Potpuna sličnost - Djelomična sličnost

Hp/Dp = Hi/Di = kl

ρρρρp1/ρρρρp2 = ρρρρi1/ ρρρρi2 = kρρρρ

H i/Hp = Di/Dp = r

Veliki broj funkcionalno povezanih varijabli komplicira problem prenošenja u veće mjerilo. Iz raznih fizikalnih veli čina treba definirati bezdimenzionalne veličine kao kriterij sli čnosti. BUCKINGHAMOV teorem:

A = f(B1, B2, ...., Bn) f(A, B1, B2, ...., Bn) = 0 f(ππππ1, ππππ2, ... , ππππm) = 0 π1 = (A)a1 * (B1)

b1 * (B2)c1 * ...

π2 = (A)a2 * (B1)b2 * (B2)

c2 * ...

: πm = (A)am * (B1)

bm * (B2)cm * ...

m = n + 1 – k

gdje je: A - ovisna varijabla B - neovisna varijabla π - bezdimenzionalne veličine n - broj neovisnih varijabli k - broj neovisnih dimenzija m - broj bezdimenzionalnih veličina

MIJEŠALICA D - Promjer miješalice DT - Promjer spremnika H - Visina tekućine

D

DT

H

P = f (µ, ρ, N, g, D, DT, ....) f (P, µ, ρ, N, g, D, DT, ....) = 0 Snaga P kg m2 s-3 M L 2T-3

Viskozitet µ kg m-1 s-1 M L -1 T-1 Gustoća ρ kg m-3 M L -3 Broj okretaja N s-1 T-1

Ubrzanje teže g m s-2 L T -2

Promjer mješalice D m L Promjer spremnika DT m L Broj neovisnih varijabli: n = 6 Broj neovisnih dimenzija: k = 3 Broj bezdimenzionalnih veličina:

m = n + 1 – k = 6 + 1 – 3 = 4

π1 = (ρ)k1 * (N)k2 * (D)k3 * (P)1 π2 = (ρ)k4 * (N)k5 * (D)k6 * (µ)1 π3 = (ρ)k7 * (N)k8 * (D)k9 * (g)1 π4 = (ρ)k10 * (N)k11 * (D)k12 * (DT)1

π1 = (ρ)k1 * (N)k2 * (D)k3 * (P)1

π1 = (M L -3)k1 * (T -1 )k2 * (L ) k3 *( M L 2T-3)1 = M0 L0 T0

M: 0 = k1 +1 L: 0 = -3k1 +k3 + 2 T: 0 = -k2 - 3 k1 = -1 k2 = -3 k3 = -5 π2 = (ρ)k4 * (N)k5 * (D)k6 * (µ )1 π2 = (M L -3)k4 * (T -1 )k5 * (L ) k6

*( M L -1 T-1)1 = M0 L0 T0

M: 0 = k4 +1 L: 0 = -3k4 +k6 -1 T: 0 = -k5 - 1 k4 = -1 k5 = -1 k6 = -2

π1 = P/ρ N3 D5

π2 = µ/ρ N D2

π3 = (ρ)k7 * (N)k8 * (D)k9 * (g)1 π3 = (M L -3)k7 * (T -1 )k8 * (L ) k9

*( L T -2)1 = M0 L0 T0

M: 0 = k7 L: 0 = -3k7 +k9 +1 T: 0 = -k8 - 2 k7 = 0 k8 = -2 k9 = -1 π4 = (ρ)k10 * (N)k11 * (D)k12 * (DT)1 π4 = (M L -3 )k10 * (T -1 )k11 * (L ) k12

*( L) 1 = M0 L0 T0

M: 0 = k10 L: 0 = -3k10 +k12 +1 T: 0 = -k11 k10 = 0 k11 = 0 k12 = -1

π3 = g/N2 D

π4 = DT/ D

Značajka snage: NP = P/ρ N3 D5

Reynolds-ova značajka: Re = ρ N D2/µ Froud-ova značajka: Fr = N2 D/g

P/ρ N3 D5 = f {(ρ N D2/ µ), (N2 D/g), (DT/ D)}

Np = f (Re, Fr, DT/D)

NP

Re

NA SLIČAN NAČIN, KOD FILTRACIJE DOBIVAMO:

( ) ( ) ( )IHGFECBA

ZUPd

e

d

D

d

h

v

dgdvFH

=2µ

ρ

Gdje je: H - gubitak tlaka d - promjer čestice F - funkcija e - značajka površine D - Promjer spremnika h - visina filt. ispune g - konstanta grav. U - raspodjela čestica µµµµ - viskoznost P - poroznost f. medija v - brzina toka Z - značajka oblika č. ρρρρ - gustoća Gubitak tlaka ovisit će od: 1. visine filtarske ispune 2. veličina čestica ispune 3. oblika čestica 4. poroznosti ispune 5. složenosti ispune 6. veličine: D/d D/d > 50 d = 0.5 mm D=25 mm

Koncentracija biomase X Vrijeme zadržavanja - hidrauličko θθθθ = V/Q0 Vrijeme zadržavanja - biomase (starost mulja) θθθθc = (VX)/(QwXu) Prostorno opterećenje VL = Q * S0/V kg BPK5/(m

3*d) Muljno opterećenje F/M = Q (S0 - S)/(V*X) kg BPK5/(kg ST*d)

Q0, S0, X0

V, X, S

BS ST

Qr, Xu Qu, Xu

Q0+ QR, X, S Q0 - Qw, Xe, S

Qw, Xu

Ap A i

Hp = Hi

Ap * r = Ai

Vp * r = V i

Qp * r = Q i

Θ = Vp/Qp = Vi/Qi

Pilot postrojenje

Industrijsko postrojenje

H

PILOT-POSTROJENJA FAKULTETA KEMIJSKOG INŽENJERSTVA I TEHNOLOGIJE ZAGREB 1. Babina Greda pitke vode 2. Bjelova otpadne vode 3. Bjelovar pitke vode 4. Buzet pitke vode 5. Čazma pitke vode 6. Ivanić Grad pitke vode 7. Koprivnica otpadne vode 8. Osijek pitke vode 9. Petrinja pitke vode 10. Požega pitke vode 11. Ravnik pitke vode 12. Sunja pitke vode 13. Veliki Zdenci otpadne vode 14. Vinkovci pitke vode 15. Zagreb otpadne vode OSTALE DJELATNOSTI 1. Davor pitke vode 2. Drenovci pitke vode 3. Kutina otpadne vode 4. N.P. Krka pitke vode 5. Nova Rača pitke vode 6. Rijeka otpadne vode 7. Varaždin otpadne vode

PILOT POSTROJENJA I PROČIŠĆAVNJE PODZEMNIH I POVRŠINSKIH VODA

Daljinski nadzor i upravljanje pilot postrojenjem Vinkovci 1993/94