Hidrológiai Közlöny 1960 (40. évfolyam)

5. szám - Vágás I.: Az ülepítés fizikokémiai szemlélete

Vágrós I.: Az ülepítés fizikokémiai szemlélete Hidrológiai Közlöny 1960. 5. sz. 33 j Nulladfolcú reakció esetén a X

a értéket számíthatjuk. Ugyanis: r)ai = 1 — y~ (h) = k' -th r)1

x =1 — x (tsz) = k -t

s

z Ezekből : y _ th vagyis : t

g z 'u2 Hl = 7) •17 'ül «2 'ül (31) (32) 5. tétel: Nulladfokú reakció esetén az áramlási körülmények a második ülepitési hatásfoknak megfelelő mértékben csökkentik az ideális medencét jellemző első ülepitési hatásfok értékét. 1. tételünk érttelmében a csökkenés mértéke egyúttal az első áramlástani hatásfok értékével egyezik meg. Adott ülepítőmedencére és adott vízhozamra nézve 77*1 állandó. Bármely két — I-gyel és IIvel jelölt — áramlási állapotra vonatkozóan tehát : 7) I '« 2 7)11 'ül 7)11 w*2 7) (33) es = * (tsz) ^ 777 1 Ezekből : Xi, = k" - tsz tsz 1 vagyis : h n

m 7) Tl, (34) (35) 6. tétel: Másodfokú reakció esetén az áramlási körülmények a második ülepitési hatásfok reciprokának megfelelő mértékben növelik az ideális medencére vonatkozó első kiegészítő ülepitési hatásfok értékét. Bármely két — I-gyel és II-vel jelölt — áramlási állapotra vonatkozóan tehát : 7)i • 7)i = 7)ii -7)ii = 7)* = const. (36) /"I k 1. «2 1C\ Az 5. és 6. tétel, valamint a (33) és (36) egyenletek alapján igen fontos megállapítást tehetünk : 7. tétel: Ha az ülepítőmedence egyvalamely — átfolyási görbéjével adott — ismert áramlási állapotához tartozó első ülepitési hatásfokot (vagy első kiegészítő ülepitési hatásfokot) kísérleti úton meghatározzuk, továbbá ismerjük az ülepedő anyagra érvényes reakciósebességi egyenlet fokszámát, a medence bármely más áramlási állapotára vonatkozó első ülepitési hatásfokértéket (kiegészítő hatásfokértéket) számítással, pusztán áramlástani jellemzők ismeretében meghatározhatjuk, feltéve, ha a reakciósebességi egyenlet nullád, vagy másodfokú reakciót tükröz. Az ülepítőmedencék hatásfokainak összefoglalása Előző tanulmányainkban [3], [6], [7], valamint e tanulmány előző fejezeteiben az áramlástani viszonyok, illetőleg az ülepítőhatás megállapítására különböző hatásfokok használatát javasoltuk. A jobb áttekintés érdekében itt külön is összefoglaljuk őket. 1. Az első áramlástani hatásfok (7^1, régebbi jelölésünkkel : rjt) megmutatja, hogy a medence V térfogatának hányadrésze a vízszállító vagy holttérmentes Vt térfogat. Egyúttal kifejezi a vízrészecskék tényleges átfolyási idejének t„ átlaga és az egyenletes sebességeloszlású, holttérmentes, ideális medencére számított t

s

z átfolyási idő közötti arányt is. V

t ta Elsőfokú reakció esetén az átfolyási tényező értékét pusztán áramlástani összefüggésekkel nem fejezhetjük ki. Másodfokú reakció esetén a X-b értéket számíthatjuk. A számításhoz szükséges adatok : 77 = x (t.) . } 'ti y >>' k -h Vdi V t

s

z (37/a) 2. A második áramlástani hatásfok (iqd-z, régebben: Tj

v) megmutatja, hogy a medence V térfogatának hányada az ülepítés számára hasznos sebességállapotú vízrészecskék V

m térfogata. Vm ^á2 (37/b) 3. A harmadik áramlástani hatásfok (7)02, régebben : T)

q) megmutatja, hogy a Q

e üzemi vízhozam hányada a hasznos sebességállpotú vízrészecskék Q

m vízhozama. = (87/c) Qe 4. Az első ülepitési hatásfok (T)«I, régebben : 7)a) megmutatja, hogy az időegység alatt ülepített anyagrészecskék Du súlya hányadrészét teszi ki az időegység alatt a medencébe jutó anyagrészecskék D súlyának. (3

7/

d

) 5. A második ülepitési hatásfok (7)02) megmutatja, hogy a medence V térfogatának, illetőleg az ideális sebességeloszlású medence tsz átfolyási idejének hányadrészét képviselő FA-ra, vagy <A-ra volna szükség a medence által szolgáltatott ülepitési mérték eléréséhez, egyenletes sebességeloszlású, holttérmentes, egyebekben a valósággal azonosan működő medencében. /O-T L\ T. (37/e) 7) = Ü2 V 6. A kiegészítő hatásfokok a megfelelő tényleges hatásfokokat egységre (100%-ra) egészítik ki. Az ülepitési hatásfokok kiegészítő értékét k indexszel (77*1, r^i), az áramlástani hatásfokok kiegészítő értékét pedig l indexszel (77a, rjit, rjíz) jelöljük.