Hidrológiai Közlöny 1969 (49. évfolyam)

9. szám - Bulkai Lajos: A koaguláció matematikai leírása és az abból levonható gyakorlati következtetések a víztisztításnál

428 Hidrológiai Közlöny 1969. 9. sz. Bulkai L.: A koaguláció matematikai leírása tengelyű lapátrendszer végzi a keverést a tengelyre merőleges vízáramlás mellett. A hengeres, vagy négyzet-alapú tartályokban függőleges tengelyű keverés mellett fennáll annak a lehetősége, hogy a víztömeg, vagy annak nagy része együttforog a lapátokkal és nem kever. Ezt a káros jelenséget beépített bordákkal, terelőfalakkal igyekeznek kiküszöbölni. Gyakorlatban az ún. tele lapátokkal szemben jobban beváltak az áttört szárnyú keverőlapátok. Közöttük legmodernebb és legjobb megoldás Riddick [6] vízszintes tengelyű drótháló lapátozású keverője, mely a nyírófelület rendkívüli megnövelésével lényegesen elősegíti a pelyhek ütközését. A lapátok kerületi sebessége 25—60 cm/sec között van, átlagosan 40 cm/sec. A víznek a flokkulátorban való tartózkodási ideje 20—45 perc közötti. A hosszabb tartózkodási idő kisebb G, ill. C értékek esetében kívánatos. Legjobb megoldásnak tartják, ha a vegyszer, vagy vegyszerek egymás után történő gyors bekeverése után több flokkuláló kamrán, ill. több vízszintes tengelyű keverő berendezésen keresztül áram lik a víz úgy, hogy a keverők fordulatszáma a víz előrehaladásával csökkenjen. Ilyenkor azután legcélszerűbbnek tartják vízszintes átfolyású derítőmedencében folytatni a leülepítést. A C-nek, vagyis a pehelykoncentráció növekedésének főleg akkor van szerepe, ha függőleges áramlású derítőt alkalmaznak. Másként úgy is lehetne ezt a gondolatot kifejezni, hogy függőleges áramlású derítőket csak akkor érdemes alkalmazni, ha nagy lebegőanyagmennyiségre, vagy pehelytartalomra számíthatnak. Amennyiben ez nincs meg, úgy a leülepedő, vagy lefölözött iszap részbeni vagy teljes visszavezetésével lehet a C-t növelni. Ezt a hatást érik el a recirkulációval dolgozó „reaktorok", amikor a középen elhelyezett csavarlapátos keverő a már leülepedő iszapot is visszaszívja, s belekeveri a friss vízbe. Fokozatosan dolgozó flokkulátorok üzemeltetésénél az látszik kívánatosnak, hogy az iszapvisszavezetés ne a flokkulátorok legelejére történjék amikor még nagy a pehelykoncentráció, hanem egy közbenső helyre, amikor a pehelyméretek növekedésével egyidejűleg csökken a C. Azoknál a derítőknél, melyek lebegő iszapfüggönnyel dolgoznak, az igen nagy pehelykoncentráció miatt általában nincs szükség mechanikai keverésre, vagyis C mesterséges előállítására. Ha ezeknél a berendezéseknél a felületi terhelés normális értéke mellett elegendő tartózkodási időt is adunk a tisztítandó víznek a fluidizált pehelyágyon keresztül való átárarnlására, akkor minden szennyeződésnek, vagy pehelynek van módja arra, hogy egy másikkal ütközzék és aggregálódjék. IRODALOM [1] íves, K. J. : Theory of operation of sludge blanket clarifiers. Proceedings, Vol. 39. p. 38 (1968). [2] Smoluchowski von M.: Versuch einer mathematischen Theorie der Koagulationskinetik kolloider Lösungen. Z. Physik. Chem. 92. 129—168 (1917). [3] Camp, T. R.—P. C. Stein: Veloeity gradients and internál work in fluid motion. ,7. Bost. Soc. civ. Engrs., 30 (4) 219—237 p. (1943). [4] Stumm, W.—J. J. Morgan: Chemical aspeets of eoagulation. J. Awwa, 971—994 p. 1962. aug. [5] Fair, G. M.—Gemmel, R. S.: Somé aspeets of orthokinetic flocculation. Progress report, USPHS Grant WP-00024, Division of Engng. and Appl. Physics, Havard University, (1963). [6] Riddick, T. M.: Zeta Potential and Its Application to Difficult Waters. J. Awwa, 63. k. 8 sz. 1007—1030 p. (1961). MaTeinaTHHecKoe onncaHHe KoaryjmuHH h npaKTHiecKHe hmbo.u.i npH omhctkc ctohhmx boa EyjiKau, JI. KoaryjiflimoHHbie npoueccbi MOI-YT 6biTb xapaKTepn30BaHbI MaTeMaTH^eCKH Ha OCHOBe 3aKOHOMepHOCTII y.MeHbweuHfl ^ncjia xjionbeB BO BPCMCHH. FLEPIIKHHETNMecKMH npouecc BCJiea 3a noflaneH XHMHKaTa oneHb 6wCTpo 3aKaHMHBaeTCfl. Hanöonee BawHaji nacTb yBeniiMeHHH XjionbeB OpTOKHHeTHHeCKHH npOL(eCC. no MBC (1) 3T0 MOWHO HanHcaTb TaiaiM AHtjxfiepeHUHajibHbiM ypaBHeHHeM, KOTopoe MoweT öbiTb BbiBeaeHO n3 ypaBHemifl Cmojiyx0BCK0r0 (2). PememieM 3Toro HBJiíieTCíi SKCnoHeHunanbHaH (jjyHKiu-ih, b CTenemi KOTopoíí (J)nrypnpyeTCíi rpaflneHT ci<opoCTH, B03HHKai0meft BO (j)Ji0KKynHT0pe (G), KOHnenrpauHfl xjionbeB (C) h npoíiojDKHTejibHocTb (jjjioKKyjifluwi (t). C yBejinqeHHeM BejumuHbi 3Toro 3HaneHun ycKopuTcn h npouecc KoaryjinnHH, The mathematical deseription of eoagulation and the resulting practieal eonclusions in water treatment By Bulkai, L. Coagulation phenomena can be deseribed mathematically by the rate of decrease of the floc number with time. rPhe pericinetic process following immediately the addition of the chemical is completed in a very short period. The most important portion in the growth of flocs is the orthocinetic process. According to íves (1) the differential equation derived from the earlier equation of Smoluchowsky (2) is suitable for this purpose. The solution of the differential equation yields an exponential function, the exponent of whieh includes the veloeity gradient developed in the flocculator (G), the floc concentration (C) and the duration of flocculation (t). The process of flocculation increases in veloeity as the value of the product of the former three factors increases.