Hidrológiai Közlöny 1961 (41. évfolyam)

2. szám - Blum Anna: Szennyvíztisztítási kísérletek hidrociklonnal

Blum A.: Szennyvíztisztítási kísérletek hidrociklonnal Hidrológiai Közlöny 1961. 2. sz. 113 dők, melyek tömeg, alak. nagyság szerint eltérnek ugyan egymástól, de a rájuk ható centrifugális erő és közegellenállás különbsége azonos.) A sugárirányú sebesség kisebb, mint az érintőleges, ezért a szétválasztó erő a ciklon tengelye felé nő. A kritikus leválasztás helye a légmag közelében van, ahol a keringési sebesség a legnagyobb. Ebből következik, hogy a hidrociklon tisztítási hatásfoka a légmag alakjának és nagyságának függvénye, továbbá, ha a beömlési sebesség olyan nagy. hogy a beömlésnél a centrifugális erő nagyobb a közegellenállásánál, vagyis a leválasztás feltétele fennáll, akkor ez a feltétel az egész ciklontérben is fennáll. A hidrociklon méretezése irodalmi adatok alapján A hidrociklon méretezése — tekintettel arra, hogy a benne lejátszódó ülepítési folyamat nem irható le pontosan matematikai képlettel — csak kísérletek és számítások együttes végzésével történhet. A hidrociklon optimális működése a ciklonparaméterek helyes megválasztásától függ. (Ciklonparaméterek : a hengeres rész hossza, a kúpos rész kúpszöge, a beömlő- a felső kiömlőés az alsó kiömlő nyílás mérete, az örvénykereső hossza, a bevezetett megtisztítandó szilárdrészecske-folyadék keverék jellemzői stb.) A ciklonparamétereknek a hidrociklon működését befolyásoló hatására vonatkozó kísérletekből a következő általános érvényű következtetések vonhatók le : a) A hidrociklon hengeres része hosszának növelése növeli a ciklon kapacitását és elősegíti a szétválasztást. Általában a ciklonátmérő két-, illetve háromszorosának megfelelő hosszúságú hengeres részt tartják a legmegfelelőbbnek [1], [3], b) A hidrociklon kúpszögének 15°-os alsó határig való csökkentése a hengeres rész hosszának növelésével azonos hatású [ 5 ]. c) A hidrociklon beömlő nyílása és a ciklon fedele közötti távolságot az elválasztást csökkentő másodlagos áramlások keletkezésének megakadályozására célszerű a lehető legkisebbre választani [ 1 ]. d) A ciklonátmérő Shepherd [ 2 ], Lappié [3 ] és Dahlstrom [ 4 ] szerint a gyakorlatban alkalmazott mérethatárok között nincs befolyással sem az elválasztásra, sem a beömlési nyomás nagyságára. Más kutatók viszont azt állítják, hogy a ciklonátmérő növelésével, azonos beömlési nyomáson, a centrifugális erőtér csökkenésével az elválasztás is csökken. Dahlstrom a ciklonátmérő nagyságát a D

c = 2 (2 D„ + D

f) [m] ahol D

c ciklonátmérő, [m] Db beömlő nyílás átmérője, [m] D] felső kiömlő nyílás átmérője [m], összefüggésből határozza meg [4], e) A leválasztás élességét és a besürítés mértékét igen nagy mértékben befolyásolja a beömlő-, a felső kiömlő- és az alsó kiömlő nyílás méretének megválasztása. A beömlő- és a felső kiömlő nyílás nagyságát Dahlstrom kísérleti úton megállapított Q = A' -0,103 {D

b — Df)

09 yHV [m

3/ó] ahol Q ciklonteljesítmény, [m

3/ó] K állandó, fh nyomásveszteség ciklonban [kg/m

2] összefüggéséből számíthatjuk, ahol K értéke 6 arány függvénye. Az alsó kifolyó nyílás nagyságát a . F

K -10,23 D

a = C | ^' j <?" i DjM2 [m], egyenlet szabja meg [4 ], [ 6 ], ahol D

a alsó kifolyó nyílás átmérője, FK felső kifolyás %-os aránya, AR alsó kifolyás %-os aránya. f) Az elválasztást az örvénykereső alsó perein ének a beömlő nyílástól mért távolsága is befolyásolja. Kísérleti megfigyelések szerint ennek a távolságnak legalább a ciklonátmérő felével kell egyenlőnek lennie. g) Adott átmérőjű hidrociklonban a még leválasztható legkisebb szemnagyságot Tarján szerint a d = 80 Dl [(ő - 7) h

b j" [rf összefüggés adja meg [7], ahol d felső kifolyó nyíláson át távozó legnagyobb átmérőjű szemcse [ju,], ő szilárd részecske fajsúlya [g/ml], y víz fajsúlya [g/ml], hb nyomásveszteség ciklonban [cm], i'b legkisebb keringési sugár [cm], rji legnagyobb keringési sugár [cm], Db beömlő nyílás átmérője [cm], A hidrociklonos szennyvíztisztítási kísérletek célja A kísérletek, melyeket a MÉLYÉPTERV Vízkísérleti Szakosztálya 1955—1957. években végzett, célja a tervezésnél konkréten felmerült négyfajta ipari szennyvíz, u.m. cukorgyári usztatóvíz, erőművi pernyés zagyvíz, meleghengersori revés víz és papírgyári celluloz-rostos szennyvíz hidrociklonnal való tisztítására alkalmas ciklon tervezési adatainak megállapítása volt. A kísérletek értékeléséhez szükséges adatok megválasztása A hidrociklon — mint már említettük — akkor felel meg a szennyvíztisztítás szempontjából a kívánalmaknak, ha a lehető legkisebb energiabefektetés árán a betáplált szilárd részecskék minél nagyobb hányada távozik el az alsó kiömlő nyíláson, a lehető legjobban besűrítve. A hidrociklonos szennyvíztisztítás milyenségére tehát a beömlési nyomás, a tisztítási hatásfok és a besürítés mértéke a jellemző, miértis a hidrociklon optimális működését befolyásoló valamennyi tényező hatását e három adat változásaként regisztráltuk. (A tisztítási hatásfok százalék-