Excess and deficiency of coagulant in the coagulation process - computer simulation

Coagulation is an important process used in water and sewage treatment. Because of its complexity and many factors affecting its speed and efficiency, there is a need for continuous research of a fundamental as well as a utilitarian nature. The kinetics of the coagulation process is still not fully investigated or explained. This is due to the limitations of laboratory experiments, in contrast to computer simulation, which offers practically unlimited experimental possibilities. This paper presents the results of research carried out using a computer program simulating the coagulation of a suspension containing spherical particles of sol and spherical particles of coagulant. The effect of excess and deficiency of coagulant on the formation time of the first flock was identified. The influence of parameters such as the concentration of sol, size of coagulant particles, and the initial velocity of sol and coagulant was analysed. The study revealed that both deficiency and excess of the used coagulant decreased the rate of the coagulation process. It was also found that an increase in the simulated initial velocity of the sol (mixing), as well as the increase in the particle diameter and concentration of the sol increased the speed of sol destabilisation.

Koagulacja jest istotnym procesem stosowanym w oczyszczaniu wody i ścieków. Jest to proces złożony, wiele czynników wpływa na jego szybkość i efektywność. Stąd wynika potrzeba ciągłych badań natury zarówno fundamentalnej, jak i utylitarnej. Kinetyka procesu koagulacji ciągle pozostaje nie do końca zbadana i wyjaśniona. Wynika to z ograniczeń w obszarze laboratoryjnego eksperymentowania, w przeciwieństwie do symulacji komputerowej, która praktycznie stwarza nieograniczone możliwości eksperymentalne. W pracy przedstawiono wyniki badań przeprowadzonych przy zastosowaniu programu komputerowego symulującego koagulację zawiesiny zawierającej kuliste cząstki zolu i kuliste cząstki koagulantu. Określono wpływ nadmiaru i niedomiaru koagulantu na szybkość tworzenia pierwszego kłaczka. Badano wpływ takich parametrów, jak stężenie zolu, rozmiar koagulantu, prędkość początkowa koagulantu i zolu. Stwierdzono, że zarówno niedomiar, jak i nadmiar stosowanego koagulantu powodował obniżenie szybkości procesu koagulacji. Stwierdzono także, że wzrost symulowanej prędkości początkowej zolu (mieszanie), wzrost średnicy i stężenia zolu powodował wzrost prędkości destabilizacji zolu.