Computer simulation of the aggregates formation during flocculation process

Abstract

Abstract. The main goal of this paper is to analyse physical and chemical aspects affecting the structure and strength of flocs, which are created during coagulation and flocculation of water impurities, from the point of view of process computer simulation. Proposed mathematical dependencies were used for computer modelling of the process as well as visualisation of the obtained results. The results of algorithms operation and visualization were shown as graphical representation. Laboratory studies were carried out to check the realism of the proposed algorithm.

Mathematical model of dissolved air flotation (DAF) based on impulse conservation law

“…The results of these processes can be obtained using selected parameters. Thus, the efficiency of DAF treatment method depends on the geometrical parameters of floc aggregates and their strength, which can be determined using atomic force microscopy [12] or modeling with models allowing to simulate flocculation process and obtain such information [13].…”

“…The first one is the determination of size and strength of aggregates and volume of dissolved gas during saturation process. Determination of size and strength of aggregates was performed using mathematical modeling [13]. The second one is volume of air dissolved which can be defined by Henry's law.…”

Mathematical Model of the Coagulation/Dissolved Air Flotation (DAF) Process Based on the Conservation of Momentum

“…Z tego wynika, że proces oczyszczania zależy od dwóch innych procesów (koagulacji/flokulacji i saturacji wody powietrzem), a wyniki tych procesów są uzyskiwane przy użyciu wybranych parametrów. Skuteczność oczyszczania metodą DAF zależy zatem od parametrów geometrycznych agregatów kłaczków i ich wytrzymałości, które można określić za pomocą mikroskopii atomowej [7] lub modelowania za pomocą modeli umożliwiających symulację procesu flokulacji i uzyskanie takich informacji [8].…”

“…Pierwszą z nich jest określenie rozmiarów i wytrzymałości agregatów oraz objętości gazu rozpuszczonego podczas saturacji. Określenie rozmiarów i wytrzymałości agregatów przeprowadzono za pomocą modelowania matematycznego [8]. Drugą gałęzią jest dystrybucja gazu, którą można określić zgodnie z prawem Henry'ego.…”

“…Wyniki uzyskane podczas realizacji zaproponowanego modelu porównano z wynikami otrzymanymi przy użyciu modelu "zderzeń pojedynczego kolektora" (SCC) [5,6] i modelu "koagulacji heterogenicznej" (HC) [7,8]. Instalacja wykorzystywana do weryfikacji proponowanego modelu miała charakter statyczny, ponieważ łączyła strefy kontaktu i separacji.…”