机械絮凝停止后,惯性输运和差沉降联合作用对集料的影响

IF 0.4 4区 环境科学与生态学 Q4 WATER RESOURCES
Rodrigo Braga Moruzzi, Joice Gonçalves, Lais Galileu Speranza, André Luiz Ozorio Oliveira
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O presente trabalho buscou monitorar a influência combinada desses dois efeitos na formação dos agregados, por meio de técnica não intrusiva de captura de imagem associada à técnica particle image velocimetry. Foi possível verificar que o transporte dos agregados formados após a etapa de floculação decorre da ação do movimento inercial do fluido e da sedimentação diferencial, em proporção que varia no tempo. O movimento inercial apresenta predominância na influência da formação dos agregados do momento em que é cessada a agitação mecânica (Gf de 20 s-1) até 5,5 ± 0,5 minutos, quando os agregados passam a ser modificados predominantemente pela sedimentação diferencial. Por meio da análise dos agregados, foram observados dois momentos de crescimento no comprimento deles. 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摘要

在机械化絮凝过程中,可以控制平均速度梯度(Gf),以形成与水处理厂的固体/液体分离装置兼容的骨料,从而为系统提供操作灵活性。台架试验有助于确定最佳的混凝和絮凝条件,甚至可以控制搅拌(正动力学絮凝)和水力停留时间。然而,在絮凝过程中停止机械搅拌后,惯性传输或差异沉降导致的骨料形成的所有副作用并不是已知的。本研究试图通过与粒子图像测速技术相关的非侵入性图像捕获技术来监测这两种影响对聚集体形成的综合影响。可以验证絮凝步骤后形成的聚集体的传输是由惯性流体运动和差异沉降的作用产生的,其比例随时间变化。惯性运动在骨料形成的影响中占主导地位,从机械搅拌停止的那一刻(Gf 20 s-1)到5.5±0.5分钟,此时骨料主要通过差异沉降进行改性。通过分析聚集体,观察到了聚集体长度的两个增长时刻。第一次发生在沉积的前两分钟之间,第二次发生在沉淀的第4分钟和第6分钟,此时所研究的机制之间可能发生转变。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Influência da ação combinada do transporte inercial e da sedimentação diferencial nos agregados após cessada a floculação mecanizada
RESUMO Durante a floculação mecanizada, o gradiente médio de velocidade (Gf) pode ser controlado de modo a formar agregados compatíveis com as unidades de separação sólido/líquido nas estações de tratamento de água, conferindo flexibilidade operacional ao sistema. Os ensaios de bancada auxiliam na definição da melhor condição de coagulação e floculação, permitindo até mesmo o controle da agitação (floculação ortocinética) e do tempo de detenção hidráulica. Todavia, não são conhecidos todos os efeitos secundários da formação dos agregados decorrentes do transporte inercial nem da sedimentação diferencial, após cessada a agitação mecânica na floculação. O presente trabalho buscou monitorar a influência combinada desses dois efeitos na formação dos agregados, por meio de técnica não intrusiva de captura de imagem associada à técnica particle image velocimetry. Foi possível verificar que o transporte dos agregados formados após a etapa de floculação decorre da ação do movimento inercial do fluido e da sedimentação diferencial, em proporção que varia no tempo. O movimento inercial apresenta predominância na influência da formação dos agregados do momento em que é cessada a agitação mecânica (Gf de 20 s-1) até 5,5 ± 0,5 minutos, quando os agregados passam a ser modificados predominantemente pela sedimentação diferencial. Por meio da análise dos agregados, foram observados dois momentos de crescimento no comprimento deles. O primeiro ocorreu entre os dois primeiros minutos, e o segundo, durante os minutos 4 e 6 de sedimentação, quando se deu a provável transição entre os mecanismos investigados.
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