Концентрация

Концентрация – это масса загрязнений по сухому веществу, содержащихся в единице объёма воды. Обычно концентрация загрязнений измеряется в мг/л или г/м³.

Например, известна влажность (В=90 % или др.). Необходимо отыскать концентрацию вещества. Она будет равна отношению массы данного вещества к общему объему. Приняв общую влажность за 100 %, а массу сухого вещества (100-В) получим

. (4.10)

Данная величина с безразмерная. Умножив ее на удельный вес воды (или плотность воды), получим размерную величину:

(г/л; кг/м³). (4.11)

Составим уравнение материального баланса для смеси осадка и активного ила (из условия известны влажность и объём исходных ила и осадка).

, (4.12)

; (4.13)

;

. (4.14)

То есть, зная исходные влажность и объём ила и осадка, можно определить влажность смеси по формуле (4.14).

Материальный баланс используют также для определения ПДК сброса взвешенных веществ в реку очищенных сточных вод после очистной станции канализации:

, (4.15)

где Q – минимальный расход воды в водоеме, м³/с;

q – расход стоков, сбрасываемых с очистных сооружений (ОС), м³/с;

а – коэффициент смешивания (зависит от извилистости реки, места выпуска сточных вод и др.);

p – предельно допустимое увеличение концентрации взвешенных веществ в водоёме после сброса в него стоков, г/м³;

b – концентрация взвешенных веществ в водоеме (исходная), г/м³;

m – ПДК взвешенных веществ в сточных водах после ОС, г/м³;

Из выражения (4.15) необходимо выразить m:

,

. (4.16)

Аналогично с концентрацией взвешенных веществ определяется концентрация БПК с той лишь разницей, что БПК – биологическая потребность кислорода и вместо (b) вводится коэффициент зависимости от t^оС и растворимости [10, с. 14-16, 32].

4.4. Интенсивность процессов и аппаратов

Все процессы протекают под действием движущей силы, которая для гидромеханических процессов определяется разностью давлений; для теплообменных – разностью температур; для массообменных – разностью концентраций вещества и т.д.

В общем случае можно считать, что результат процесса характеризуется переносом вещества (М) или тепла и пропорционален движущей силе процесса (), времени (t) и некоторой величине (А), отвечающей за интенсивность процесса.

, (4.17)

где К - коэффициент пропорциональности, характеризует скорость процесса (коэффициент скорости процесса) тепло- или массопередачи. Коэффициент К отражает влияние всех реальных условий факторов, не учтённых величинами, входящими в правую часть уравнения (4.17) при расчёте по упрощенной зависимости.

Интенсивность процесса – это результат процесса, отнесенный к единице времени и единице интенсивности процесса.

. (4.18)

Если М – некоторая концентрация (или масса), переходящая за единицу времени из одной фазы в другую, то (КΔ) есть переход массы за единицу времени через единицу площади, при этом К – коэффициент учёта сопротивлений этой поверхности.

Левая часть уравнения имеет размерность: (масса/время) или (г/с).

Часто используют относительную интенсивность, выражающуюся в отношении массы к единице объема (г/м³), то есть .

Это выражение показывает, что чем больше объём аппарата, тем меньше интенсивность процесса.

И, наоборот, чем больше относительная интенсивность , тем меньше объём (V) и экономичнее аппарат.