표면적 50 m2 침전탱크 폐수 2500 m3/day 유입 Stokes 식 90% 제거

표면적 50 m2 침전탱크 폐수 2500 m3/day 유입 Stokes 식 90% 제거

표면적이 50 m2인 침전탱크에

폐수 2500 m3/day가 유입된다.

이 폐수 중의 입자상 물질이 Stokes 식에 따라

90% 제거되는 고형물 입자의 크기는?

(단, 폐수의 밀도는 1000 kg/m3, 점도는 0.1 kg/m•s,

현탁 고형물 입자의 밀도는 1.25 g/cm3)

57. 표면적이 50m2인 침전탱크에 폐수 2500m3/day가 유입된다. 이 폐수 중의 입자상 물질이 stokes식에 따라 90% 제거되는 고형물 입자의 크기는? (단, 폐수의 밀도는 1000kg/m3, 점도는 0.1kg/mㆍsec, 현탁 고형물 입자의 밀도는 1.25g/cm3)

① 6.19×10-2 m

② 6.19×10-2 cm

③ 5.80×10-4 m

④ 5.80×10-4 cm

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1. 표면부하율(Surface Loading Rate), v_0

표면부하율 = 유량 / 표면적

( 월류속도 = 유량 / 표면적 )

( v_0 = Q / A )

( 참고: 표면부하율 https://ywpop.tistory.com/22142 )

Q = (2500 m3/day) (1 day / 24 hr) (1 hr / 3600 sec)

= (2500) (1 / 24) (1 / 3600)

= 0.028935 m3/sec

v_0 = Q / A

= (0.028935 m3/s) / 50 m2

= 0.0005787 m/s

2. 입자의 제거율, η

제거율 = 침강속도 / 표면부하율

( η = v_s / v_0 )

90% 제거 조건의 침강속도를 계산하면,

v_s = v_0 × η

= (0.0005787 m/s) × (90/100)

= 0.00052083 m/s

[참고] 만약 제거율 = 100% 조건이면,

v_s = v_0 × η

= v_0 × (100/100)

= v_0

---> 침강속도 = 표면부하율

3. Stokes 침강식

v_s = [d^2 (ρ_s – ρ) g] / [18 μ]

> v_s: 침강속도 (cm/s)

> d: 직경 (cm)

> ρ_s – ρ: 밀도차이 (g/cm^3)

> g: 중력가속도 (980 cm/s^2)

> μ: 점도 (g/cm•s)

( 참고 https://ywpop.tistory.com/17425 )

(0.00052083 m/s) (100 cm / 1 m)

= 0.052083 cm/s = v_s

(1000 kg/m3) (1000 g / 1 kg) (1 m3 / 100^3 cm3)

= (1000) (1000) (1 / 100^3)

= 1 g/cm3 = ρ

(0.1 kg/m•s) (1000 g / 1 kg) (1 m / 100 cm)

= (0.1) (1000) (1 / 100)

= 1 g/cm•s = μ

d^2 = (v_s 18 μ) / ((ρ_s – ρ) g)

d = [(v_s 18 μ) / ((ρ_s – ρ) g)]^(1/2)

= [(0.052083×18×1) / ((1.25 – 1)×980)]^(1/2)

= 0.06186 cm

= 6.186×10^(-2) cm

답: ② 6.19×10-2 cm

[키워드] Stokes 식 기준, Stokes 침강식 기준, 표면 부하율 기준, 월류 속도 기준, 입자상 물질의 제거율 기준, 제거되는 고형물 입자의 크기 기준, 입자의 제거율 기준, 침전 탱크 기준, 표면 부하율 기준, 월류 속도 사전, 입자상 물질의 제거율 사전, 제거되는 고형물 입자의 크기 사전, 입자의 제거율 사전, 침전 탱크 사전