Hidrológiai Közlöny 1963 (43. évfolyam)
3. szám - Horváth Imre: A forgókefés eleveniszapos szellőztetőmedencék kismintavizsgálata
Horváth I.: A forgókefés eleveniszapos szellőztetőmedencék Hidrológiai Közlöny 1963. 3. sz. 263 organizmusok életfeltételeinek és a biokémiai folyamatoknak azonosaknak kell lenni, ezért a loc. = 1 feltételt teljesíteni kell. Ily módon C mg/l h. (10) A (10) összefüggés adja meg a műtárgyban végbemenő mozgás hasonlósági feltételi egyenletét*. Tehát ahhoz, hogy azonos OC-t kapjunk a kismintában és a valóságos méretű medence esetén, a megújulási idő és a méretarány között a fenti összefüggésnek kell fennállni. Tekintettel arra, hogy az OC kimérése és számítása sok bizonytalanságot rejt magába, véleményem szerint a gyakorlatban az összehasonlítást célszerűbb az oxigénkoncentráció alapján végezni. A szennyvíz oxigéntartalma a műtárgy tetszőleges helyén bármikor pontosan megadható, azért célszerűbb a c' v = c" v feltételt kielégíteni. A (10) egyenlet ez esetben is fennáll. A fenti feltételt, ha szükséges, a geometriai hasonlóság megsértésével, megfelelő kefebemerülés révén érhetjük el, és semmiesetre sem a fordulatszám túlzott torzításával. Az utóbbi esetben ugyanis a pehelyméretek erősen módosulnak. Ez pedig, amint a következő fejezetben igazoljuk, helytelen. Az iszappelyhek oxigénfelvételének hasonlósági feltétele A szennyvízben levő pelyhek az áramló ben többé-kevésbé szabályos pályákon haladnak, miközben a szállító közeg oxigéntartalmából a koncentráció különbségek eredményeképpen oxigén diffundál a pelyhekbe, ahol az a biokémiai reakció hatására megkötődik. A végbemenő reakció folyamatának elemzése elvileg kétféle vizsgálati módszerrel végezhető : a termodinamikai egyensúlyok, illetőleg a reakciókinetikai vizsgálatok módszerével. A termodinamikai szemlélet az üzemvezető mérnök legtöbb kérdésére nem ad megoldást. A tisztító berendezés hatásfoka, gazdaságossága a benne végbemenő folyamatok sebességétől függ. Ebből következik, hogy az egyensúlyok állapotából nem tudunk következtetni a reakciósebességre. További hátránya még a módszernek az is, hogy kevés tényező hatását veszi figyelembe. A szennyvíztisztítási folyamatoknál pedig ezek száma rendkívül nagy. Ezen okok indokolják, hogya a termodinamikai szemlélet megtartása mellett a reakciókinetikai vizsgálatokat választjuk eszközül. Ha az oxigén diffúziója megindult a szennyvízből a pehelybe, akkor a mikroorganizmusok hatására biokémiai átalakulás történik. Vizsgálatainkat egy d átmérőjű gömbalakú porózus pehelyre vonatkoztatjuk (1. ábra). Legyen egy tetszőleges r sugárnál a koncentráció CF, cl folyadékfilm belső részén c/, külső határán pedig a szennyvíz c v koncentráció értéke. Egy tetszőleges t időpontban az oxidáció az r sugárig haladt, ahol a felületi c„ koncentráció c r értékre csökkent. A diffúziós anyagszállítás mozgató ereje éppen * Célszerű lenne — a kérdés újszerűségére való tekintettel — az összefüggést kísérlettel is igazolni. (Szerk.) Omgént nem tartalmazó réteg Oxi gént tartalmazó réteg 1. ábra. Elvi vázlat az iszappelyhek oxigénfelvételéről Abb. 1. Prinzipschema der Sauerstoffaafnahme der Schlammflocken Fig. 1. Diagrammatical representation of oxygen ábsorption by sludge floccules e koncentrációkülönbség. A dr vastagságú és r sugarú gömbhéjban végbemenő oxidáció sebességváltozását a áv r dr = ánr^kcr összefüggéssel írhatjuk le, ahonnan u v r = j" ánr 2kc rdr. (11) (12) Tekintettel arra, hogy a c r a sugár függvényényében változó, az integrálás elvégezhetősége érdekében meghatározandó a c r — c(r) függvény. A második Fick-törvény szerint az r sugárhoz tartozó diffúziós sebesség változása : = 4jrr 2Z) p -dívgrad c r. Mivel stacionér állapotban v, — vaut D p • divgrad c r = kc r A másodrendű differenciálegyenlet megoldása alapján : d Cr_ c sh k D p sh ha r= 0 d C r dr = 0 d r=±Y> Gr = Cf. A c, = c(r) függvény ismeretében most már a (12) egyenletben kijelölt integrálás elvégezhető.
