Hidrológiai Közlöny 1964 (44. évfolyam)

6. szám - Horváth Imre: Néhány megjegyzés a szennyvíztechnológiai kutatás módszereiről

280 Hidrológiai Közlöny 1964. 5. sz. SZENNYVÍZTISZTÍTÁS Néhány megjegyzés a szennyvíztechnológiai kutatás módszereiről HORVÁTH IMRE 1. Bevezetés Vizeink tisztaságának megőrzése egyre fokozottabb követelményeket kíván a szennyvíztisztítási feladatokkal foglalkozó kutatóktól ós tervezőktől egyaránt. Ezért nem közömbös a célszerű kutatási témák kiválasztásán túlmenően a műszakilag helyes és gazdaságos kutatási módszerek kidolgozása, illetőleg alkalmazása sem. Mivel külföldi viszonylatban is, de különösen hazánkban vélemény eltérések mutatkoznak a szennyvíztechnológiai kutatás módszereivel kapcsolatban, lényeges a gondolatok kicserélése, illetőleg a vélemények egyeztetése. A tanulmány célja ezért az, hogy egyrészt rövid áttekintést adjon a jelenlegi kutatási módszerekről, másrészt néhány új gondolattal szolgáljon a felvetett kérdéshez. 2. A szennyvíztisztítási technológiák kidolgozásában alkalmazható kutatási módszerek A szennyvíztisztítási technológiák kidolgozásában alkalmazható kutatási és kísérleti módszerek — logikai sorrendben — a következők szerint csoportosíthatók : a) lombik-kísérlet, b) kismintakísérlet, c) félüzemi kísérlet, d) üzemi kísérlet. Tekintsük röviden végig az egyes módszereket és alkalmazhatóságuk lehetőségeit. a) Lombikkísérletnél a kérdéses folyamatot nagyságrendileg cm

3 (ml), illetőleg dm

3 térfogatú edényben, lombikban vizsgálják leggyakrabban szakaszos adagolás mellett. A lombikkísérletből megállapíthatók, illetőleg kimérhetők olyan változók, amelyek — bizonyos határokon belül — lényegileg függetlenek a térfogattól és a folyamat szakaszosságától. így pl. meghatározható valamely kémiai vagy biokémiai reakció mechanizmusa, időbeli lefolyása, reakciórendje. Továbbmenően lombikkísérletnek tekinthető az Imhoffkehelyben végzett ülepítési vizsgálat, vagy néhány literes edényben végzett aerob, vagy anaerob rothasztási kísérlet is stb. A lombik-kísérlettel sok értékes adat birtokába lehet jutni, azonban nem szabad figyelmen kívül hagyni a módszer korlátait, amelyek éppen a kísérlet jellegéből és lényegéből fakadnak. A lombik-kísérlet eredményeinek felhasználásával a kismintakísérlet vagy a félüzemi kísérlet üzemköltségei lényegesen csökkenthetők, illetőleg e kísérletek számára alapadatok szolgáltathatók. b) Kissé részletesebben célszerű foglalkozni a kismintakísérletezés alkalmazhatóságával és a belőle levonható következtetések megítélésével. Ez annál is inkább lényeges, mivel az utóbbi időben a szennyvíztisztítási technológiák kutatása terén is e kísérleti módszer egyre inkább elterjed kutatóintézetek és tervező vállalatok keretén belül. Mindenekelőtt meg kell említeni azt, hogy a kismintavizsgálati módszert már több évtizede alkalmazzák tisztító műtárgyak hidraulikai vizsgálatára. Azonban a szennyvíztisztító berendezésekben lejátszódó technológiai folyamatoknak kismintákban történő elemzése, csupán az utóbbi években kezd elterjedni annak ellenére, hogy egyéb vegyipari műveletek kismintavizsgálata Damköhler úttörő munkássága folytán már több mint két évtizedes múltra tekint vissza. Ha végigtekintjük a hazai irodalom nyomán azokat a kismintakísérleteket, amelyeket különböző szennyvíztisztítsái technológiák kidolgozása céljából az utóbbi években végeztek, akkor a következő megállapítások tehetők : a) A kismintavizsgálatból közvetlenül kapott eredményeket a kísérletezők általában — helytelenül — kész tervezési alapadatnak tekintik. fi) Már ebből is következik, hogy a kismintakísérletből megállapítható műszakilag helyes és gyakorlati következtetéseket nem merítik ki. E fenti két szempont részletesebb megvilágítása céljából megvizsgálandó, hogy a kismintavizsgálati módszer milyen lehetőségeket nyújt: Kismintakísérletnek tekinthetjük azt a kísérleti módszert, amelynek alkalmazásakor a vizsgálandó műtárgyat a valóságos méretű berendezéshez képest kisebb térfogati méretekkel — az úgynevezett „méretarány hatás" kiküszöbölésével — megépítve kisebb építési és üzemeltetési költséggel alkalmazzuk a kérdéses folyamat leképezésére és elemzésére. Tehát egy tetszőleges természeti folyamat kismintán történő vizsgálatakor a kérdéses jelenséget leképezzük. Ennek következtében a valóságos folyamatnak (pl. valamely szennyvíztisztító telep levegőztető medencéjében lejátszódó hidraulikai, kémiai, biokémiai stb. folyamatnak) a kismintában transzformált képe jelentkezik. Ily módon a főkiviteli műtárgy tetszőleges pontját jellemző változóknak — pl. sebesség, nyomás, hőmérséklet, koncentráció stb. — a kisminta megfelelő pontjában általában nem ugyanazon számértékű változók felelnek meg. A leképezés módját algebrai formában a hasonlósági törvények (kismintatörvények) definiálják. Másszóval a kismintáról a főkiviteli műtárgyra (vagy fordítva) történő átszámítás lehetősége csupán hasonlóság-elméleti megfontolások alapján lehetséges. Az üzemelési feltételeket (pl. Inka-rendszerű levegőztetőmedence esetében a befúvott levegőhozam értékét) meg lehet úgy is választani, hogy az egyes változók (— pl. az oxigénkoncentráció —) átszámítási tényezője egy legyen. Azonban ezt mint egyik hasonlósági feltételt kell már figyelembe venni. A fentiekből következik, hogy ha a kismintában mért adatokat kész végeredményeknek, tervezési alapadatoknak tekintjük — mint ahogy ez szinte megszokott jelenség a szennyvíztechnológiai kutatás területén — gyakorlati szempontból lényegesi