Hidrológiai Közlöny 1969 (49. évfolyam)

1. szám - Dr. Szabó László: Kísérletek a lemezes olajfogó kialakítására

6 Hidrológiai Közlöny 1969. 1. sz. SZENNYVÍZTISZTÍTÁS Kísérletek a lemezes olajfogó kialakítására DK. SZABÓ LÁSZLÓ* a műszaki tudományok kandidátusa Bevezetés Olajtermelő helyeken, finomítókban és az olajtermékeket használó vagv értékesítő üzemekben (hengerművek, gépgyárak, növényolaj-fel dolgozók, AFOR telepek stb.) különböző összetételű olajos szennyvizek jelentkezhetnek. Ezeket a szennyvizeket a befogadók, illetve a további vízfelhasználók érdekében az előírásoknak megfelelően tisztítani és ezen belül olajtalanítani kell [1], Tekintettel arra, hogy a visszatartás módja az olaj mennyiségén és minőségén túl elsősorban a vízben levő olajcseppecskék átmérőjétől függ, célszerű azok előfordulási tartományát áttekintenünk. A víz és olaj a szennyvízben levő egyéb szenynyezésekkel együtt többalkotós inhomogén diszperz rendszert képez, amit — miután mind a diszperz rész, mind a diszperziós közeg folyadék — emulziónak nevezünk. Ez a rendszer az olaj cseppek méretétől függően heterogén, kolloid vagy szélső esetben oldat lehet. Abban az esetben, ha az olaj cseppecskék átmérője 500 m/j, (millimikron)-nál nagyobb — ami közönséges mikroszkóppal is még megállapítható— akkor durva diszperz, vagy heterogén rendszerről beszélünk. A heterogén rendszer olajcseppjei általában csupán a nehézségi erő hatására felúsztathatok. A felúszás ideje a $£o&es-törvény alapján számítható [2]. A 10 mikron alatti és a nagy fajsúlyú olajfajtáknál általában az olajcseppek felúszása több napot is igényelhet. A felúszási, elkülönülési folyamat adott esetben megfelelő áramlási kialakítással, vagy a fajsúlykülönbségen alapuló kiválasztással (pl. tangenciális olajfogó [3]) gyorsítható. A heterogén rendszer olajcseppjei általában közönséges szűréssel is visszatarthatok. Az említett alapelvű olajtalanítókat gyűjtőszóval mechanikai olajfogóknak nevezzük. A heterogén rendszerbe tartoznak általában finomítók, üzemek, garázsok stb. olajos mosó- és csurgalékvizei, valamint az olajos felületekről lefolyó csapadékvizek, a hűtővizek és egyes technológiai szennyvizek. Ezekben az olajcseppek átlagos átmérője rendszerint 5 és 100 /x között változik. A 200 /z-nál nagyobb (makroszkópos) cseppek viszonylag rövid idő alatt felúsznak és a víz felszínén filmszerű, vagy vastagabb rétegben helyezkednek el. A kolloid rendszerben az olajcseppek mérete 1 és 500 m \x között van. A vízben levő ilyen méretű olajcseppek ultramikroszkóppal mutathatók ki, de csak elektronmikroszkóppal fény képezhetők. Ebben a mérettartományban a nehézségi erő hatása már elhanyagolható értékű. Ezért az olajcseppecskék általában nem úsznak fel, hanem az * Budapesti Műszaki Egyetem, Budapest. ún. Broivn-féle mozgást végzik. A kolloid állapot fenntartásában nagy szerepe van az olaj cseppecskék elektromos töltésének, mert ez a kölcsönös taszítóhatás folytán távoltartja egymástól a részecskéket és így meggátolja egyesülésüket. A kolloidban levő olajszennyezések a koagulálást előidéző vegyszeres kezeléssel, vagy biológiai úton esetleg ultraszűréssel távolíthatók el. Az olaj kolloid alakban jelentkezik, pl. a finomítókban az egyes gyártási folyamatok vizében különösen lúgos szennyezés esetén, továbbá a kőolajtermelő helyeken pl. a szeparátorokból leeresztett rétegvizekben. A kolloid alakú olajcseppek átlagos átmérőjére megbízható adatokkal még nem rendelkezünk. Abban az esetben, ha az olajcseppecskék mérete 1 m//-nál kisebb, a víz-olaj rendszer már homogénnek minősül, vagyis oldatnak tekinthető. Az oldatban levő olaj általában csak csekély mértékű. Kivonása ugyancsak kémiai és biológiai úton lehetséges. Tiszta kolloid víz-olaj rendszer, illetve oldat, a természetben ritkán jelentkezik. Sok esetben a három megjelenési forma (heterogén, kolloid és oldott állapot) ugyanazon szennyvízben egyidejűleg kimutatható. A továbbiakban csak a heterogén rendszert képező olajcseppek visszatartását biztosító hoszszanti átfolyású ún. felúsztató vagy olajfogó medencék kialakításával foglalkozunk. A hosszanti átfolyású olajfogó medencék kialakítása Az alábbiakban vázolt „hagyományos" kialakítású olajfogókat elsősorban Kirby [4] és Rohlich [5] munkája alapján ismertetjük. Az iparban használt legrégibb olajfogókat — a hatásfok javítása céljából — a teljes medenceszélességet átfogó és az átfolyási irányra merőlegesen elhelyezett ola j visszatartó mer ülőfalakkal építették ki fI/« ábra). Ez a Stokes-tövvény alkalmazásához szükséges alapvető feltételek ismeretének hiányára utaló kialakítás rekeszenként különkülön elhelyezett olajfölözőket igényelt. Továbbfejlesztett változatánál a merülőfalak hossza a medence szélességénél rövidebb és így a felúszott olaj az utolsó rekeszbe terelhető, ahol a merülőfal a teljes szélességet lezárja fl/6 ábra). így már elegendő volt csak egy (az utolsó rekeszbe helyezett) olajfölözőt építeni. Ilyen kialakítású olajfogóval üzemeinkben még találkozunk (2. ábra). Áramlástani szempontból a merülőfalsor az átfolyás szelvényét a merülőfalak alatti részre szűkíti, így a sebességet növeli és nem kívánatos örvény léseket, valamint áramlástani holttereket eredményez. Amikor erre rájöttek — azzal a szándékkal. hogy a vízmozgást a merülőfalak közötti