Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Мироненко В.А. -> "Проблемы гидрогеоэкологии. Том 2" -> 10

Проблемы гидрогеоэкологии. Том 2 - Мироненко В.А.

Мироненко В.А., Румынин В.Г. Проблемы гидрогеоэкологии. Том 2 — Москва, 2002. — 394 c.
ISBN 5-7418-0123-4
Скачать (прямая ссылка): problemigidroekologii2002.djvu
Предыдущая << 1 .. 4 5 6 7 8 9 < 10 > 11 12 13 14 15 16 .. 114 >> Следующая

dCft) _ м dqft) dt v dt ’ (12.1)
где v — объем раствора, М — исходная масса вещества,
Qi 1 *=0 = О» С/1 [=0 = Сог
И это, однако, не гарантирует от серьезных погрешностей.
Строго говоря, в сорбции и ионном обмене опосредованно принимают участие и диффузионные процессы. Сначала (условно-мгно-венно) диффузия идет через пограничный слой (пленку), окружающий частицу грунта, а затем вещество диффундирует внутрь частицы; для шаровых частиц радиуса R
dCt 3 KfM ,
(12.2)
где Csi — концентрация в растворе, равновесная концентрации на твердой фазе (на внешней поверхности частицы), имеющей плотность р, Kf— «пленочный» коэффициент массообмена. Концентрация Csi вводится через уравнение изотермы как функция от С,-.
При опробовании хорошо проницаемых песчаных грунтов для оценки параметров изотермы сорбции опыт заключается в медленной фильтрационной пропитке образца исследуемым раствором до установления физикохимического равновеся между адсорбатом и адосорбен-том — до тех пор, пока на выходе из образца не фиксируется постоянная концентрация, равная входной.
Формула оценки концентрации вещества на породе (в единице ее объема) д, равновесной заданной концентрации раствора С, имеет вид
q=(CV-XClViyV0-nC, а2.3)
где VqvlV — объем фильтрационной колонны и раствора, поступившего в нее за время опыта; С, — текущая концентрация (в пределе стремится к значению С), непрерывно измеряемая на выходе из колонны в порциях объемом Fr Активная пористость п может быть определена по аналогичной схеме с инертным индикатором (его входная концентрация Сп):
П = V/V0 - <XCHi V,) / (СИК„). 02.4)
Если насыщение происходит достаточно медленно, так что кинетикой сорбции допустимо пренебречь*, то по сдвигу выходных кривых на индикаторых графиках (с + t), построенных для инертного и сорбирующегося компо-нетов, может быть непосредственно оценен параметр распределения Kd=pKd (линейная изотерма). Для точки с = 0,5 этот сдвиг составляет
А *о,5 ~ LKJ v, (12.5)
где L — длина опытной колонны; v — скорость фильтрации.
Здесь необходимо, однако, еще раз предупредить о недопустимости проведения опытов в форсированном фильтрационном режиме. Иллюстрацией важности этого требования могут служить результаты изучения сорбции на песчано-гравийных грунтах фторидов из техногенных растворов, накапливаемых в хвостохранилище комбината «Фосфорит». Опыты выявили достаточно четкую зависимость коэффициента распределения К от скорости фильтрации v. при изменении v от 0,2-0,5 до 20-40 м/сут происходило уменьшение Кг от 0,5 до 0,2 — в разнозернистых песках и от 0,2 до 0,03 — в гравийных отложениях, хотя активная пористость пород возрастала при этом — за счет донасыщения застойных зон — всего лишь на 10-20%.
Дополнительные сложности могут возникнуть в связи с проявлением при опыте кинетики сорбции (разд.
5.2.1.4), которое деформирует опытную кривую и внешне идентично гидродисперсионному рассеянию; совместное влияние этих факторов заметно затрудняет интерпретацию опыта, что, опять-таки, является доводом против форсированного опытного режима.
* Подтверждением тому должна служить параллельность кривых, полученных для сорбируемого и инвертного индикаторов.
С другой стороны, неоднократно отмечена неопределенность результатов «динамических» испытаний в колонках, что объясняется влиянием гетерогенности на поле скоростей (см. выше) или, например, несоблюдением условий подобия для кинетики гетерогенных физико-химических взаимодействий* [б ]. В итоге, время установления равновесия в полевых условиях может быть гораздо большим, нежели в лабораторных.
Критерий установления такого равновесия для условий непрерывного запуска — должен оцениваться не по значениям времени, а в виде (1л/V) PD, где PD — показатель скорости кинетики, что в общем равноценно использованию числа Дамколера (разд. 5.2.1.4). Для импульсного запуска время установления равновесия зависит
еще и от критерия который должен быть менее 0,1. Все эти
эффекты приводят к тому, что коэффициент задержки (распределения) растет во времени.
В слабопроницаемых глинистых грунтах или в пористых блоках трещиноватых пород эксперименты осуществляются в режиме длительной (обычно несколько десятков суток) молекулярно-диффузной пропитки образца, что позволяет обычно пренебречь влиянием кинетики сорбции. При этом глинистые породы, а также образцы сцементированных, но набухающих (с большим содержанием глинистых минералов) пород помещают в жесткую кассету, препятствующую разрушению их структуры.
Количестве вещества, идущего на насыщение образца (объемом F0) и характеризующее сорбционную способность (при данной концентрации), определяется по разности между исходной С0 и равновесной С концентрациями раствора
q=V(C0-C)/V0-n0ct (12.6)
* Уместно отметить, что оценка параметров кинетики даже в лабораторных экспериментах сильно зависит от опытных условий и трудно поддается однозначной интерпретации.
Предыдущая << 1 .. 4 5 6 7 8 9 < 10 > 11 12 13 14 15 16 .. 114 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed