О моделировании удаления фильтрованием растворенного железа из подземных вод

Abstract

Сформулирована и строго решена нелинейная задача переноса и трансформации (совместных адсорбции и окисления) двухвалентного железа в пористом слое скорого фильтра. Полученные в неявной параметрической форме зависимости для концентраций проиллюстрированы примерами расчета изменений со временем и по высоте слоя содержания его растворенной формы. С использованием итерационной процедуры построено приближенное решение данной задачи в явной форме с целью последующих исследований динамики трехвалентного и общего железа. Их сопоставительный анализ показал, что погрешности при приближенном определении характеристик фильтрования остаются в течение длительного времени намного меньшими 1 %.

Сформульовано і строго розв’язано нелінійну задачу переносу і трансформації (сумісних адсорбції і окислення) двовалентного заліза в пористому шарі швидкого фільтра. Залежності для концентрацій Fe²⁺, які одержані в неявній параметричній формі, проілюстровані прикладами розрахунку змін з часом і по висоті шару вмісту його розчиненої форми. З використанням ітераційної процедури побудовано наближений розв’язок даної задачі в неявному вигляді з метою наступних досліджень динаміки тривалентного і загального заліза. Їх порівняльний аналіз показав, що похибки при наближеному визначенні характеристик фільтрування залишаються протягом тривалого часу набагато меншими 1 %.

A nonlinear task of Fe²⁺ transfer and transformation (adsorption and oxidation) within the porous layer of a rapid filter is posed and solved exactly. The dependences for Fe²⁺ concentrations which are given in the implicit parametric form are illustrated by examples of calculating the changes in time and height of its dissolved form content. An approximate solution to the task was obtained in the explicit form using the iteration procedure to study the dynamics of Fe³⁺ and total Fe in future. The last solution exhibited in the calculations of filtration characteristics has an error under 1 %.