Agata Sochan

Influence of the Sand Particle Shape on Particle Size Distribution Measured by Laser Diffraction Method

Abstract The aim of this paper was to show how the shape of sand particles affects the results of particle size distribution obtained by the laser diffraction method. On the basis of the results obtained one can conclude: the shape of the investigated particles influences particle size distribution obtained by the laser diffraction method. This phenomenon occurs in the sand fraction, as shown in our investigation. The importance of this effect depends on the type of the measured material and on the aim of the investigations. For most researchers in soil science and sedimentology who investigate sand fractions, this impact can be negligible. Further investigations with other soil and sediment fractions are needed.

MEASUREMENT OF ACTIVATED SLUDGE PARTICLE DIAMETERS USING LASER DIFFRACTION METHOD

Abstract The paper presents a study on the possibility of using the laser diffraction method for measuring the size of the activated sludge particles. Susceptibility of the particles to mechanical disintegration, dependent on the programmed value of stirring intensity, was observed (stirring was caused by required dynamic flow of analysed suspension through the measurement unit). According to the conclusions presented in this paper, it may be assumed that the laser diffraction method can be applied for measurement of activated sludge particle diameters under the following conditions: 1) the size of activated sludge particles measured by the laser diffraction method is not a real value, but after standardisation of measurement conditions can be treated as a parameter describing the sludge; 2) the particle diameters of activated sludge should be stabilised before the measurement, eg by mixing in the measurement unit or by ultrasound waves application. Abstrakt Praca dotyczy oceny możliwości wykorzystania dyfrakcji laserowej do badania rozmiarów kłaczków osadu czynnego. W czasie pomiarów zaobserwowano podatność analizowanych cząstek na zniszczenie mechaniczne zależną od zaprogramowanej intensywności mieszania (mieszanie i przepompowywanie jest wymagane w celu wymuszenia przepływu analizowanych zawiesin przez układ pomiarowy). Na podstawie wniosków opracowanych na podstawie prowadzonych badań można stwierdzić, iż metoda dyfrakcji laserowej może być stosowana do pomiarów rozmiarów kłaczków osadu czynnego pod następującymi warunkami: rozmiary kłaczków oraz pozostałych elementów osadu czynnego uzyskane w czasie pomiarów nie mogą być traktowane jako wartość bezpośrednia opisująca rozmiary kłaczka, lecz po standaryzacji warunków pomiarowych może być traktowana jako ilościowy parametr opisujący właściwości osadu czynnego. Przed pomiarem metodą dyfrakcji laserowej osad czynny powinien być uprzednio stabilizowany na przykład za pomocą mieszania w układzie pomiarowym bądź też za pomocą ultradźwięków.

Impact of optical indices on particle size distribution of activated sludge measured by laser diffraction method

Abstract The important factors that strongly influence the particle size distributions measured by the laser diffraction method are the optical parameters of the suspension (refractive index and absorption coefficient). Knowledge of the values of these parameters is necessary for Mie theory. Mie theory is applied for conversion of the intensity of light recorded on detectors into particle size distribution (PSD) of tested material. Both wastewater and activated sludge are mixtures of a variety of elements (mineral or organic, including living organisms). In practice, it is not possible to define clearly the values of the optical parameters, as the composition of the suspension changes over time. The aim of the study was to estimate the impact of assumed values of the optical parameters on particle size distributions obtained. The PSDs of suspensions sampled in different stages of wastewater treatment are the most reproducible when the following optical parameters are defined: absorption coefficients - 1.0 and the refractive index - 1.52. Abstrakt Czynnikami, które w istotny sposób wpływają na rozkłady granulometryczne wyznaczane za pomocą dyfrakcji laserowej, są parametry optyczne mierzonej zawiesiny (współczynnik załamania światła oraz współczynnik absorpcji). Znajomość wartości tych parametrów jest niezbędna przy zastosowaniu teorii Mie. Teoria Mie jest wykorzystywana do przeliczenia intensywności światła zmierzonego na detektorach na rozkład granulometryczny (PSD) badanego materiału. Zarówno ścieki, jak i osad czynny są mieszaninami bardzo różnych składników (mineralnych i organicznych, w tym żywych organizmów). W praktyce nie ma możliwości określenia rzeczywistych wartości parametrów optycznych mieszanin, tym bardziej, że ich skład zmienia się w czasie. Celem niniejszej pracy było określenie wpływu założonych wartości parametrów optycznych na uzyskiwane rozkłady granulometryczne. Rozkłady granulometryczne zawiesin pobranych na różnych etapach oczyszczania ścieków są najbardziej powtarzalne dla następujących wartości współczynników optycznych: współczynnika absorpcji - 1,0 i współczynnika załamania światła - 1,52.

The differences in crown formation during the splash on the thin water layers formed on the saturated soil surface and model surface

Splash is the first stage of a negative phenomenon–soil erosion. The aim of this work was to describe the crown formation quantitatively (as part of the splash erosion) and compare the course of this phenomenon on the thin water film formed on a smooth glass surface and on the surface of saturated soil. The height of the falling water drop was 1.5 m. The observation of the crowns was carried out by high-speed cameras. The static and dynamic parameters of crown formation were analysed. It was found that the crowns formed on the water film covering the saturated soil surface were smaller and the time intervals of their existence were shorter. In addition, the shapes of the crowns were different from those created on the water layer covering the glass surface. These differences can be explained by the slightly different values of surface tension and viscosity of the soil solution, the greater roughness of the soil surface and the lower thickness of the water film on the soil surface.

The shape and dynamics of the generation of the splash forms in single-phase systems after drop hitting

The splash phenomenon is being increasingly explored with the use of modern measurement tools, including the high-speed cameras. Recording images at a rate of several thousand frames per second facilitates parameterization and description of the dynamics of splash phases. This paper describes the impact of a single drop of a liquid falling on the surface of the same liquid. Three single-phase liquid systems, i.e., water, petrol, and diesel fuel, were examined. The falling drops were characterized by different kinetic energy values depending on the height of the fall, which ranged from 0.1 to 7.0 m. Four forms, i.e., waves, crowns, semi-closed domes, and domes, were distinguished depending on the drop energy. The analysis of the recorded images facilitated determination of the static and dynamic parameters of each form, e.g., the maximum height of each splash form, the width of the splash form at its maximum height, and the rate of growth of the splash form. We, Re, Fr, and K numbers were determined for al...