Hidrológiai Közlöny 1960 (40. évfolyam)
5. szám - Vágás I.: Az ülepítés fizikokémiai szemlélete
376 Hidrológiai Közlöny 1960. 5. sz. Vágás I.: Az iilepítés fizikokémiai szemlélets Megoldva : K(t) = (10) K o + k-t Ha a medencébe érkező anyag az ülepités megindulása előtt K (t) — K 0 [mg/l] töménységű, s a távozó vízben a le nem ülepített (fizikokémiai reakcióba nem lépett) anyag a medencébe jutásától számított t időpontban K (t) töménységű, az ülepítetlenség mértékét a viszonyszámmal is kifejezhetjük. írjuk át a (4), (7) és (10) egyenleteket ennek megfelelően. Ha a vizsgált reakciósebességi egyenlet nulladfokú : elsőfokú : másodfokú: x (t) = 1 — k'-t x{t) x(t) = -kt (12 /a) (12/6) (12/c) ahol k' T 0 1 + k"-t és k" — k-K 0. A konstansoknak csak a számértékét változtatja ez az átjelölés, a levezetések lényegét azonban nem érinti. = ~j x(t ) mi d t 1. ábra. Átfolyási görbe [a], ülepítési fizikokémiai reakciósebességi görbe [b] közönséges és invariáns egyenletével 0ii2. 1. Kpueaa nepeAueamiH (a) Kpuean CKopocmu @U3UKOxuMunecKOü peaKifuu npu omcmaueamiu, (ő) c oőbiKHoeeHHbiM u UHeapuaHmHbiM ypaeHenueM Fig. 1. Flow thrugh curve [a], physical-chemical reaction velocity-curve [&] described by common and invariant equation Az ülepítési hatás összefüggése a tartózkodási idővel Az átfolyási görbe megmutatja, hogy az egyes vízrészecskék, illetőleg az általuk lebegtetett ülepítendő részecskék mennyi ideig tartózkodnak az ülepítő medencében (1. ábra). Válasszunk ki a medencén átfolyó vízben tetszőleges, hasábalakú, egyenletesnek tekintett sebességeloszlású elemi áramcsövet, amelynek vízhozama AQi, a benne haladó vizrészecskéknek a medencében való tartózkodási ideje pedig h. A víz az ülepités kezdetén K(t o) •AQi (mg/sec), a ti időtartamú ülepités végén K (ti) -AQi (mg/sec) lebegtetett anyagot szállít az i-vel jelölt áramcsőben. Összegezzük az összes elemi áramcső hatását. Amikor ezt az összegezést végezzük, tulajdonképpen azt az egyébként a pelyhesedő anyagokra Muszkalay László által megfogalmazott elvet érvényesítjük, amely szerint az olyan kiváló részecskét, amelyik az áramlásból a kiválást megkezdte, ülepedettnek nevezzük. Ez a folyamat a valóságban nem ilyen egyszerű, bár a fenti elv mellett több fizikokémiai érvet lehet felhozni. A medencén át folyó víz áramlása azonban feltétlenül magával ragadhat ülepedettnek tekintett részecskéket is, tehát a Muszkalay féle elv nem minden esetben érvényesül maradéktalanul. Feltesszük viszont azt is, hogy a medence áramképe nem döntően kedvezőtlen, és a rövidzárlat létrehozta gyors átfolyású terek hiányoznak belőle, aminek következtében az ülepedett szemcsék újbóli elragadásának valószínűsége csökken. Tartjuk magunkat továbbá a fizikokémiai reakcióegyenletek megfogalmazásánál követett gondolatmenethez is, amennyiben az ellentétes reakciófolyamatok létezését elve kizártnak tekintik. Bizonyos, hogy elméleti megkötöttségeink a gyakorlati folyamatok leírását csak némi közelítéssel' engedik meg, de ezeket a közelítéseket helyénvalónak ítéljük. Az elemi fizikokémiai hatások összegezésének eredménye a kezdeti állapotra: K (t 0)-Q e, ahol Q e-ye 1 a medence teljes üzemi vízhozamát, tehát a n Qe = V AQi 1 = 0 összeget jelöltük. A végállapotra vonatkozó összegezés eredményét csak jelölni tudjuk 2 K AQi i = 0 alakban. A végállapotra vonatkozó összegnek a kezdetire vonatkozóval alkotott hányadosa tulajdonképpen az ún. első kiegészítő ülepítési hatásfok (rjki), amely megmutatja, hogy a medencébe került ülepítendő anyag súlyának hányadrésze kerül ki a medencéből ülepítetlenül. A valódi ülepítési hatásfok (rjai), (amit első ülepítési hatásfoknak is nevezhetünk), és a kiegészítő hatásfok között az 77*1 = 1 — r/üi összefüggés áll fenn. Az elemi hatások összegét fejezzük ki infinitezimális mennyiségekkel, és az átfolyási görbe
