UNIVERZITET U NIUFAKULTET ZATITE NA RADU SMER: ZATITA IVOTNE SREDINE

Matematiki model hemijskog procesa koagulacije emulgovanog ulja u otpadnoj vodi- seminarski rad -

Mentor: dr Suzana Savi

Kandidat:dipl.ing. ivotne sredine

Bojan Gruji

U Niu, 2006.god.1

SADRAJ

UVOD......................................................................................................1 1. Koagulacija kao proces uklanjanja ulja iz otpadnih voda .....................2 2. Koagulacija ulja aluminijumsulfatom ...................................................5 3. Formiranje matematikog modela hemijskog procesa koagulacije u kontinualnom meau ..........................................................................6 3.1. Simulacija matematikog modela koagulacije ulja u otpadnoj vodi -Programski paket MATLAB-simulink- .......................................9 ZAKLJUAK........................................................................................15

2

UVODProces koagulacije emulgovanog ulja u otpadnoj vodi predstavlja najvaniji proces u sistemu preiavanja ulja iz otpadnih voda. Ovaj proces je zadnja faza u preiavanju ulja i posle njega koncentracija ulja bi trebala biti u dozvoljenim granicama. Za koagulaciju vrlo je vano pravilno izabrati supstancu kojom se vri koagulacija, jer to moe uticati na efikasnost procesa. Meanje supstanci da bi se supstance rasporedile po celoj zapremini, kao i temperatura na kojoj se odvija proces su takoe bitni faktori koagulacije. Kontinualni mea u kom se proces koagulacije moe uspeno odvijati predstavlja predmet istraivanja u ovom radu. Supstanca koja se najee koristi u procesu koagulacije ulja u otpadnoj vodi je aluminijum-sulfat. Prednost ove supstance u odnosu na druge je to to je jeftina, a i gradi aluminijum-hidroksid, koji je sklon aglomeraciji i lako adsorbuje estice ulja na svojoj povrini. Cij ovog rada je da se napravi matematiki model, na osnovu diferencijalnih jednaina koje opisuju proces kogulacije ulja u kontinualnom meau, koji e da prati dobijanje aluminijum-hidroksida hidrolizom aluminijum-sulfata. Polazna predpostavka u ovom radu je da se za posmatrani vremenski period koncetracija aluminijum-hidroksida poveava, a kasnije tei konstantnoj vrednosti, koja ujedno predstavlja i optimalnu dozu (optimaln doza predstvlj minimalnu dozu koagulanta koja obezbeuje mksimalan efekt preivnja), pri emu se postie maksimalna efikasnost procesa. Matematiki model sa prikazuje pomou programskog paketa MATLAB-SIMULINK, pravljenjem blok dijagrama koji opisuje model. Na osnovu blok dijagrama modela, mogue je dobijanje grafika promene koncetracija kako aluminijum-hidroksida tako i aluminijum-sulfata.

3

1. Koagulacija kao proces uklanjanja ulja iz otpadnih vodaKoagulacija je proces, kojim se moe uklanjati ulje iz otpadnih voda. Ovaj proces se uglavnom koristi za uklanjanje emulgovanog ulja (ulje + voda emulzija) iz otpadne vode. Da bi se ovaj proces opisao, potrebno je prvo objasniti koloidne disperzne sisteme. Koloidni disperzni sistemi su disperzni sistemi, koji stoje na prelazu izmeu grubih disperznih sistema i jonskih i molekulskih disperznih sistema. Pod disperznim sistemom uopte se podrazumeva takav sistem, koji se sastoji od jedne supstance (disperzne faze), koja je u obliku krupnih ili vrlo sitnih estica, ravnomerno podeljena u drugoj supstanci (disperzno sredstvo). Ako je disperzno sredstvo neka tenost, onda se takav sistem obino zove koloidni rastvor ili krae sol. Od praktinog znaaja su hidrosoli, tj. takvi sistemi, ije je disperzno sredstvo voda. Da li e neki disperzni sistem da bude koloidni sistem zavisi od rastvaraa, odnosno disperzne sredine. Mnoge supstance, rastvorene u jednom rastvarau grade koloide, a u nekom drugom rastvarau obrnuto, daju molekulske ili jonske disperzne sisteme (rastvore). Na primer, ako se sapun rastvori u vodi, gradi koloidnu disperziju, ali ako se sapun rastvori u alkoholu, onda daje molekulski ili jonski rastvor. Glavne karakteristike koloidnog stanja zavise od veliina estica disperzne faze. Koloidni disperzni sistem ima veliinu estice od oko 10 -7cm - 10 -5 cm u preniku. Svi ostali sistemi sa krupnijim esticama od 10 -5 cm, zovu se grubo disperzni sistemi, a sa manjim esticama od 10 -7 cm, zovu se molekulski disperzni sistemi. Razlog zato su ba navedene dimenzije estica izabrane za koloidno stanje jeste to to estice sa manjim prenikom od 10 -5 cm ne mogu da se vide pod obinim mikroskopom (ali se vide pod ultramikroskopom, koji se upotrebljava za prouavanje koloidnih sistema), a estice sa prenikom manjim od 10 -7 cm ne mogu da se vide ni pod ultramikroskopom. Kolidne estice predstavljaju takve estice (agregate), u kojima se nalazi po nekoliko stotina, pa i hiljasda sakupljenih (udruenih) molekula. Zbog ovako velikih dimenzija, estice koloidne disperzije se razlikuju po svojim osobinama od rastvora. Sve osobine rastvora, koje zavise od broja rastvorljivih estica, kao to su: osmozni pritisak, snienje take mrnjenja i povienje take kljuanja, kod koloidnih disperzija imaju znatno manju vrednost. Iako su koloidne estice daleko vee od obinih molekula, ipak se nalaze u stalnom haotinom kretanju po tenoj sredini u kojoj su dispergovane. Ovo kretanje vai samo za prave rastvore i koloidne rastvore a naziva se Braunovo kretanje. Zbog ove osobine, koloidne estice u disperznoj fazi se ne taloe pod uticajem Zemljine tee. Koloidni disperzni sistemi imaju krupne estice, ali one ne mogu da se odvoje od disperzne sredine obinim filterima ceenjem. Obinim filterima mogu da se zadre estice veih dimenzija, a koloidne estice prolaze kroz njega. Meutim, postoje biljne i ivotinjske membrane, kao i membrane dobijene vetakim putem, koje zadravaju koloidne estice, a proputaju molekule i jone. Ove membrane se nazivaju polupropustljive membrane (semipermeabilne). Ovaj proces odvajanja koloidnih estica pomou polupropustljive membrane se naziva dijaliza. Koloidni sistemi imaju jako izraene one osobine, koje zavise od povrine koloidnih estica, odlikuju se velikom adsorpcionom moi. Odnos povrine koloidnih estica prema njihovoj zapremini je tako veliki da se zbog toga njihove najvanije osobine i ispoljavaju na njihovoj povrini . Na primer, jedna kocka nekog materijala, 4

ija je ivica duine 1 cm ima povrinu od 6 cm2 , meutim kada se ona disperguje u 1018 kockica sa ivicom od 10 nm, njihova celokupna povrina iznosi 6 10 6 cm2 (povrina jednog teniskog igralita). Poto se koloidne estice sastoje od velikog broja molekula ili jona, ovaj primer sa kockicama objanjava veliku povrinu koloidnih estica. Koloidna estica, sa svim svojim delovima, koji se nalaze u njoj i u njenoj najblioj okolini se zove micela. Sama struktura koloidne estice moe da se prikae pomou poprenog preseka estice srebrohlorida suspendovane u rastvoru srebronitrata. Jezgro micele srebrohlorida se sastoji od jona srebra i hlorida pravilno rasporeenih u kubnu krisatalnu reetku. Lako se moe uoiti da je u unutranjosti kristala svaki jon hlora okruen sa est jona srebra, a svaki jon srebra sa est jona hlora, tako da su privlane sile u unutranjosti kristala meusobno potpuno kompenzovane. Meutim, na povrini kristala, svaki jon hlora je vezan samo sa po pet susednih jona srebra, a svaki jon srebra sa po pet jona hlora (joni na ivici kristala su okrueni sa po etiri suprotno naelektrisana jona, dok svaki jon na uglu kristala ima samo po tri takva suseda). Zbog ovakvog poloaja jona srebra i hlora, na povrini kristala, ovi joni nisu zasitili svoje mogunosti vezivanja, pa e pokazati tendenciju da privlae suprotno naelektrisane jone iz svoje neposredne okoline. Kako su adsorpcione sile one iste sile koje vezuju jone u kristalnu reetku, adsorpcija e u velikoj meri biti selektivna, pa e na povrini kristalne reetke prvenstveno da se adsorbuju joni koji su u rastvoru prisutni u viku. Poto se joni srebra nalaze u viku, oni e se adsorbovati na povrini kristala. Adsorbovani joni srebra bie vrsto vezani za kristalnu reetku i gradie takozvani primarni adsorpcioni sloj. Zbog njih estica kristala dobija pozitivano naelektrisanje.

Slika 1.1. Shematski prikaz poprenog preseka estice AgCl suspendovane u rastvoru srebronitrata Joni primarnog sloja privlae iz rastvora suprotno naelektrisane jone, koje nazivamo kontra - jonima ili jonima suprotnog naelektrisanja. Kontra - joni bivaju privueni u neposredno okruenje estice, pa se ovo podruje naziva sekundarnim adsorpcionim slojem ili slojem kontra - jona. U primeru napred navedenom, ovaj sloj ine joni nitrata. Radi ukupne elektrine neutralnosti, koliina nitrat jona u kontrasloju, bie upravo ekvivalentna koliini primarno adsorbovanih jona srebra. Sloj kontra - jona je slabije vezan od primarnog sloja i moe biti zamenjen drugim jonima iz rastvora. To

5

znai da je adsorpcija jona u kontra - sloju mnogo manje selektivna nego adsorpcija u primarnom sloju. Zbog velike povrine kontra - sloja, kao i naelektrisanja koje nosi ovaj sloj, uz prisustvo elektrolita u rastvoru, dolazi do adsorpcije estica na ovom sloju, to dovodi do agregacije koloidnih estica. Ovaj proces predstavlja proces koagulacije. Primarni adsorpcioni sloj i sloj kontra - jona zajedno grade dvostruki elektrini sloj. Osnovna podela koloida jeste na liofilne i liofobne. Ako je disperzno sredstvo voda, onda se koloidi dele na hidrofilne i hidrofobne. Liofilni koloidi se odlikuju time da na svojoj povrini lako adsorbuju molekule tenosti u kojoj su dispergovani i sa njom grade stabilne komplekse. Teni omota se vrsto dri sa koloidnom esticom i ne odvaja se od nje ak ni pri spajanju vie takvih estica u vee estice (agregate). Velika koliina tenosti, vezana za estice koloida od bitnog je uticaja za osobine liofilnih koloida. Liofobni koloidi su koloidi koji ili ne adsorbuju molekule tenosti (disperzna faza) ili to ine u neznatnoj meri. Postojanost koloidnih disperznih sistema potie od naelektrisanja njihovih estica, omotaa tene faze u kojoj su dispergovani, kao i od samog njihovog kretanja, koje ih spreava da se udruuju u vee estice. Meutim, dodavanjem odreenih supstanci u koloidni disperzni sistem, moe doi do aglomeracije koloidnih estica i stvaranja jo veih agregata, to predstavlja proces koagulacije. Kada su u pitanju hidrofobni koloidi, najlake je izazvati proces koagulacije ako se u koloidni disperzni sistem doda elektrolit. Usled dodavanja elektrolita u koloidni disperzni sistem, dolazi do adsorpcije suprotno naelektrisanih jonova pri emu dolazi do neutralizacije, a samim tim i do koagulacije. Hidrofobni koloidi su jako osetljivi prema vrlo maloj koncentraciji prisutnog elektrolita, pri emu odmah dolazi do procesa koagulacije. Ovo nije sluaj kada su u pitanju liofilni koloidi, jer njihova stabilnost potie veim delom od omotaa tene faze nego od naelektrisanja njihovih estica. Zato se koagulacija estica ovih koloida prvenstveno sastoji u uklanjanju ovog zatitnog omotaa. Prema tome, liofilni koloidi su vrlo malo osetljivi na elektrolite, pa je zbog toga potrebno da se doda velika koliina elektrolita, kako bi se izazvao proces koagulacije. Pored koagulacije elektrolitima, koagulacija jednog koloida moe da se odigra dodavanjem drugog koloida ali suprotnog naelektrisanja. Primer ovakvog vida koagulacije jeste preiavanje rene vode aluminijumhidroksidom, koja se upotrebljava za pie, gde koloid aluminijumhidroksida deluje kao koagulant na koloide koji se nalaze u vodi. On sa njima gradi krupne pahulje, koje iz vode mogu da se uklone filtriranjem. Koagulacija moe da se vri i zagrevanjem, jer se zagrevanjem poveava brzina kretanja koloidnih estica, a time smanjuje adsorpciona mo jonova, to umanjuje stabilnost koloida. Tipian primer koagulacije zagrevanjem jeste prevoenje belanca jajeta u poluvrsto stanje. 2. Koagulacija ulja aluminijumsulfatom

Ovaj hemijski proces spada u primarne metode preiavanja otpadne vode. Najee se koristi za uklanjanje koloidnih, suspendovanih i delom rastvorljivih estica organskog i neorganskog porekla. Sredstva koja se najee primenjuju u procesu 6

koagulacije jesu soli aluminijuma i gvoa: Al2(SO4)318 H2O, FeSO47H2O, FeCl36H2O itd. Prilikom hidrolize navedenih soli, dolazi do formiranja teko rastvornih hidroksida, koji se u vodi ponaaju kao koloidi i skloni su aglomeraciji. Teko rastvorni hidroksidi metala prisutne polutante (emulgovano ulje) u vodi adsorbuju na svojoj povrini stvarajui agregate, koji se pod uticajem Zemljine tee taloe, posle ega se lako izdvajaju iz vode. Koagulacija ulja aluminijumsulfatom se odvija tako to aluminijumsulfat u vodi hidrolizuje do teko rastvornog jedinjenja aluminijumhidroksida, koji je sklon aglomeraciji : Al2(SO4)3 + 6H2O 2Al(OH)3 + 3H2SO4 Najvaniji parametri, koji utiu na efikasnost procesa koagulacije su: doza koagulanta (Al2(SO4)3), pH otpadne vode (4 < pH < 8), meanje, sastav otpadne vode i temperatura. (2.1)

Doza koagulanta se utvruje laboratorijski eksperimentalno JAR testom (ogled sa teglama). Optimalna doza koagulanta predstavlja minimalnu dozu koja obezbeuje maksimalni efekat preiavanja. Ovaj ogled se izvodi tako to se u pet ili vie tegli (aa), sa istom zapreminom otpadne vode, sipaju razliite koncentracije koagulanta u rastuim dozama. U tegle sa otpadnom vodom se pre dodavanja koagulanta regulie pH vrednosti dodavanjem baze u rastuim dozama. Posle intenzivnog meanja, poto su uzorci odstojali 5 - 10 minuta, vri se ocena procesa koagulacije. Nain ocenjivanja se definie prema veliini flokula, brzini pojave flokula, njihovom taloenju i mutnoi vode. Na osnovu ovih parametara se odreuje optimalna doza koagulanta.

Slika 2.1. Primer koagulacije ulja aluminujum sulfatom (JAR test)

3. Formiranje matematikog modela hemijskog procesa koagulacije u kontinualnom meauProcedura formiranja modela se naziva modeliranje. Kvalitet modela koji se formira zavisi od njegove osobine da reprodukuje objekat istraivanja predmete, pojave

7

i procese objektivne stvarnosti), njegovu strukturu i njegove zakonitosti. Da bi jedan model bio sistemski model, treba da [3]: odraava objekat istraivanja sa svih realnih aspekata; odraava sve prostore objekata istraivanja; predstavlja svaki prostor do nivoa kada se elementi tog prostora mogu kvalitetno i kvantitativno izraziti; predstavlja sve bitne statike i dinamike relacije izmeu identifikovanih prostora; odraava funkcionisanje, razvoj i upravljanje u objektu istraivanja, tj reflektuje njegovo globalno ponaanje; omoguava primenu efikasnih instrumenata eksperimentisanja.

Osnovne prednosti modeliranja su smanjenje materijalnih izdataka uz pomo savremenih raunara, mogunost istraivanja razliitih varijanti ponaanja procesa u sistemu, prouavanje bitnijih karakteristika procesa, kao i pronalaenje mogunosti usavravanja. Pored navedenih prednosti, modeliranje omoguava da se na modelu izvre takvi eksperimenti, koje nije mogue izvesti na realnim objektima, jer su vezani za ugroavanje ovekovog zdravlja ili ivotne sredine. Osnovna klasifikacija sistemskih modela se svodi na fizike i apstraktne modele. Koji e od ovih modela biti korien u istraivanju zavisi od cilja istraivanja, raspoloivih podataka i mogunosti eksperimentisanja. Matematiki modeli, koji spadaju u apstraktne modele, predstavljaju skup matematikih relacija, koje opisuju ponaanje objekata istraivanja. Za opisivanje dinamike objekata, najee se koriste sistemi diferencijalnih jednaina, kao dopunske relacije algebarske jednaine, logike relacije i nejednakosti [3]. Matematiki modeli predstavljaju karakteristike objekata istraivanja i u zavisnosti od ponaanja objekta koji opisuju, mogu se podeliti na: statike i dinamike; kontinualne i diskretne; linearne i nelinearne; stacionarne i nestacionarne; modeli sa raspodeljenim i modeli sa koncentrisanim parametrima.

Matematiki model hemijskog procesa koagulacije u kontinualnom meau predstavlja dinamiki model, koji se opisuje odreenim diferencijalnim jednainama. Da bi se opisao proces koagulacije, potrebno je prvo definisati ukupnu brzinu promene posmatrane promenljive veliine u posmatranom dinamikom elementu usled ukupne promene materijalnog bilansa. Ukupna brzina promene posmatrane promenljive se opisuje sledeom diferencijalnom jednainom: dx dx dx dx = + + dt ukupno dt 1 dt 2 dt 3 gde je: x - promenljiva veliina procesa, (3.1)

8

dx - brzina promene usled promene materijalnog bilansa dt 1 dx - brzina promene usled hemijske reakcije u procesu dt 2 dx - brzina promene usled biohemijske reakcije. dt 3 Ukoliko neka od ovih promena ne postoji u procesu, odgovarajui lan u jednaini (3.1) se izostavlja. U procesu koagulacije se izostavlja trei lan jednaine (3.1), jer pri koagulaciji nema biohemijske reakcije. to se tie promene materijalnog bilansa, koja se deava samo usled fizikih deavanja, osnovni cilj svakog procesa je da se u njemu odri stacionarno stanje a pod ovim se podrazumeva materijalna ravnotea izmeu svih komponenata, koje ulaze u proces i one koje izlaze iz procesa. Statika ravnotea procesa koji se odigrava u meau je data jednainom (3.2): Q do = Q od gde je: Qdo - koliina dovedene materije u proces u jedinici vremena Qod - koliina odvedene materije iz procesa u jedinici vremena. Ukoliko dinamika ravnotea nije uspostavljena, onda se brzina promene posmatrane promenljive moe izraziti jednainom (3.3): dx C = Q do Q od dt gde je: C - koeficijent kapaciteta procesa. Jednaina (3.3) je osnovna diferencijalna jednaina, koja pokazuje dinamike karakteristike procesa, pri emu nije uzet u obzir uticaj hemijske i biohemijske reakcije. Ukoliko se ove reakcije deavaju u toku procesa, jednaina (3.3) predstavlja istovremeno prvi lan na desnoj strani jednaine (3.1). Promena veliine x traje sve dotle dok traje materijalni debalans. im se uspostavi materijalna ravnotea, tj. Qdo -Qod 0, bie (3.4): dx C = 0 dt tj. x = const (3.4) (3.3) (3.2)

Kod procesa koagulacije u kontinualnom meau, pored promene materijalnog bilansa, mora se uzeti u obzir i brzina promene promenljive x(t) usled hemijske reakcije. Vano je istai da brzina promene promenljive x(t) zavisi od toga koji je tip(red) hemijske reakcije u pitanju. Za hemijsku reakciju drugog reda (3.5) vai jednaina za brzinu hemijske reakcije (3.6).

9

aA + bB = cC + dD gde je: NA, NC - koliina komponente A, odnosno C u fluidu reaktora xA, xB - koncentracije komponente A, odnosno C u reaktoru k(T) - konstanta brzine hemijske reakcije. dN A dN C = = k (T ) N A x a x b B A dt dt

(3.5) (3.6)

Jednaina (3.6) predstavlja brzinu nestajanja komponente A, odnosno brzinu nastajanja komponente C u reaktoru. Slino e vaiti i za komponente B i D. Kako je NAVxA , posle diferenciranja sledi (3.7): dN A = V dx A pa zamenom jednaine (3.7) u jednainu (3.6), dobija se jednaina (3.8): dx A = k (T ) x a x b B A dt (3.8) (3.7)

Jednaina (3.8) predstavlja drugi lan u jednaini (3.1) za uticaj hemijske reakcije, pa jednaina (3.1) dobija oblik jednaine (3.9): V dx A = Q x A, ul Q x A, iz k (T) x a x b B A dt (3.9)

Kako se pri hidrolizi aluminijumsulfata dobija teko rastvorno jedinjenje aluminujumhidroksid, koji je sklon aglomeraciji i na svojoj povrini adsorbuje emulgovano ulje, potrebno je, uz pomo diferencijalne jednaine, pratiti dobijanje ovog jedinjenja u kontinualnom meau. Hemijska jednaina dobijanja ovog teko rastvornog jedinjenja iz aluminijumsulfata data je jednainom: Al2(SO4)3 + 6H2O 2Al(OH)3 + 3H2SO4 (3.10)

Ova hemijska jednaina moe da bude predstavljena i kao jednaina (3.11). A + 6B 2C + 3D (3.11)

Za ovaj sluaj hemijske reakcije drugog reda, na osnovu jednaine (3.6) i (3.8), vai jednaina (3.12). dx A dx C = = k (T ) x A x 6 (3.12) B dt dt Ako jednainu (3.12) zamenimo u jednaini (3.9), dobijamo jednainu (3.13): dx A = Q x A, ul Q x A V k (T ) x A x 6 B dt (3.13)

V

10

Dobijanje teko rastvornog aluminijumhidroksida aluminijumsulfatom predstavlja pseudomolekulsku reakciju, zato to se voda nalazi u viku, pa tako koliina molekula vode koji izreaguje je zanemarljiva u odnosu na prisutnu koliinu molekula vode, tako da se moe smatrati da je tokom cele reakcije koncentracija molekula vode konstantna. Na osnovu svega navedenog, iz jednaine (3.13) sledi jednaina (3.14): V gde je: k `= k (T ) x 6 B Jednaina (3.14) predstavlja linearnu diferencijalnu jednainu promene koncentracije aluminijumsulfata u zavisnosti od vremena t, dok jednaina (3.15), na osnovu jednaine (3.12), predstavlja linearnu diferencijalnu jednainu promene koncentracije aluminijumhidroksida u zavisnosti od vremena t: V dx C = Q x C + V k `x A dt (3.15) dx A = Q x A, ul Q x A V k `x A dt (3.14)

3.1. Simulacija matematikog modela koagulacije ulja u otpadnoj vodi -Programski paket MATLAB-simulinkSreivanjem jednaine (3.14), dobija se relacija (3.16): dx A = x A, ul x A k `x A dt gde je: = Q . V

(3.16)

Sreivanjem jednaine (3.15) se dobija relacija (3.17): dx C = x C + k`x A dt (3.17)

Posmatrajui sistem diferencijalnih jednaina, koji je sainjen od jednaina (3.16) i (3.17), formira se blok dijagram, koji ini matematiki model koagulacije emulgovanog ulja u otpadnoj vodi u kontinualnom meau a koji je dat na slici 3.1.1. Ako posmatramo simulaciju matematikog modela koagulacije mineralnog ulja u otpadnoj vodi, koje se nalazi u koncentraciji 790 gr l i ako se pre toga izvri uklanjanje plivajueg ulja iz otpadne vode, za proces koagulacije bie potrebno 0,13 mol dm3 rastvora aluminijumsulfata da bi se koncentracija ulja u vodi svela na dozvoljenu koncentraciju za isputanje u kanalizacioni sistem. Ako se uzme da je protok otpadne vode 0,16 l s, a zapremina aluminijumsulfata, potrebna za efikasno

11

izvoenje procesa, 7,5 l, onda e vremenska konstanta da bude jednaka 0.0213 s-1. Uzeta konstanta brzine hemijske reakcije je 0,018. Na osnovu datih podataka, promena koncentracije aluminijumhidroksida, kao i promena koncentracije aluminijumsulfata moe da se prati kroz matematiki model koji je dat na slici 3.1.1.

Slika 3.1.1 Blok dijagram matematikog modela koagulacije emulgovanog ulja u otpadnoj vodi

12

Slika 3.1.2 Blok dijagram modela koagulacije emulgovanog ulja sa grafikom promene koncentracije aluminijum hidroksida za vremenski period od 10 sekundi

Slika 3.1.3 Grafik promene koncentracije aluminijumhidroksida za period od 10 sekundi

13

Slika 3.1.4 Blok dijagram modela koagulacije emulgovanog ulja sa grafikom promene koncentracije aluminijumsulfata za vremenski period od 10 sekundi

Slika 3.1.5 Grafik promene koncentracije aluminijumsulfata za period od 10 sekundi

14

Slika 3.1.6 Blok dijagram modela koagulacije emulgovanog ulja sa grafikom promene koncentracije aluminijum hidroksida za vremenski period od 300 sekundi

Slika 3.1.7 Grafik promene koncentracije aluminijumhidroksida za period od 300 sekundi 15

Slika 3.1.8 Blok dijagram modela koagulacije emulgovanog ulja sa grafikom promene koncentracije aluminijumsulfata za vremenski period od 300 sekundi

Slika 3.1.9 Grafik promene koncentracije aluminijumhidroksida za period od 300 sekundi

16

ZAKLJUAK

Na osnovu dobijenih grafika promene koncetracije aluminijum hidroksida i aluminijum sulfata, moe se zakljuiti: Ako se posmatra vremenski period od 10 sekundi, na grafiku koji predstavlja promenu koncetracije aluminijum hidroksida ( slika 3.1.3 ), vidi se da dolazi do postepenog poveanja kocentracije aluminijum hidroksida. Ako se za isti vremenski period, posmatra promena koncetracije aluminijum sulfata na grafiku ( slika 3.1.5 ), vidi se da se koncentracija aluminijum sulfata skoro linearno poveava. Ako se posmatra vremenski period od 300 sekundi, na grafiku koji predstavlja promenu koncetracije aluminijum hidroksida ( slika 3.1.7 ), vidi se da se u poetku procesa koncetracija aluminijum hidroksida poveava, dok kasnije poinje da tei kostantnoj vrednosti. Ako se posmatra vremenski period od 300 sekundi, na grafiku koji predstavlja promenu koncetracije aluminijum sulfata ( slika 3.1.9 ), vidi se na grafiku da se u poetku koncentracija aluminijum sulfata poveava dok posle nekog vremena t poinje da tei konstantnoj vrednosti. Zakljuak koji bi mogao da se izvede na osnovu dobijenih grafika je da koncetracija aluminijum hidroksida u kontinualnom meau posle odreenog vremena t tei konstanti,odnosno vrednosti optimlne doze ija je vrednost dobijena eksperimentlnim putem. Pri ovoj koncentraciji aluminijum hidroksida efikasnost procesa koagulcije je njvea Sve ovo vai pod uslovom da je temperatura konstantna, kao i ulazna koncetracija emulgovanog ulja.

17

LITERATURA1. Gleston S., Udbenik fizike hemije, Nauna knjiga, Beograd, 1967. 2. 3. 4.

5.

6.

7. 8.

god. Stanisavljevi M. P., Zatita voda I deo, Hemijski praktikum, Fakultet zatite na radu, Ni, 2001. god. Stankovi M., Savi S., Anelkovi B., Sistemska analiza i teorija rizika, Zatita Press, Beograd, 2002. god. Savi J., Savi M., Osnovi analitike hemije (klasine metode), Svjetlost, OOUR Zavod za udbenike i nastavna sredstva, Sarajevo, 1987. god. Gruji B., Idejno - tehniko reenje tehnologije preiavanja uljne emulzije fabrike cementa Novi Popovac- Parain, diplomski rad, Fakultet zatite na radu, ni, 2004. god. Anti D., Dankovi B., Modeliranje i simulacija dinamikih sistema, edicija:Pomoni udbenici, Elektronski fakultet, Ni, 2001. god. Anti D., Golo G., Programski paketi za simulaciju dinamikih sistema, igoja tampa, Beograd, 2001. god. Bogosavljevi M., Analitika analiza dinamikih hemijskih procesa na bazi matematike metode, Univertzitet u Novom Sadu, Novi Sad, 1968.god.

18