Hidrológiai Közlöny 1972 (52. évfolyam)

4-5. szám - Bulkai Lajos: A flokkuláció és hatása a víztisztítási folyamatban

Bulkai L.: A flokkuláció és hatása a víztisztítási folyamatban Hidrológiai Közlöny 1972. 4—5. sz. 20-> 1. táblázat Hőmérscklei-korrekció a 2. és 5. Altra használatához Taőji. 1. KoppcKifu:t meMtiepamypbi K twAbsoeuimw puc. 2 ii 5 Tabelle I. Wäriuei/radkorrektiuu zur lienützuni/ der Abb. 2 und 5. Vízhőmérséklet. [• C] Korrekciós tényező Vízhőmérséklet. [• C] [kw/m

3/h] LG-sec--' ] 0 1,14 0,937 1 1,11 0,948 2 1,07 0,966 :i 1.03 0,985 4 1,00 1,00 5 0,971 1,02 6 0,940 1,03 7 0,914 1,05 8 0,889 1,06 9 0,863 1,08 10 0,838 1,09 11 0,811 1.1 1 12 0,794 1,12 13 0,774 1,14 14 0,748 1,16 15 0,729 1,17 16 0,716 1,18 17 0,696 1,20 18 0,678 1,21 19 0,669 1,22 20 0,646 1,24 21 0,629 1,26 22 0,615 1,28 23 0,600 1,29 24 0,586 1,31 25 0,572 1,32 26 0,559 1,34 27 0,547 1,35 28 0,535 1,37 29 0,523 1,39 30 i 0,512 1,40 lassabban forgó vízrészekhez viszonyított sebességkülönbsége, iizaz a gebesség gradiens idézi elő azt a gomolygást, keveredést, amelyre a pelyhek ütköztetése végett Viin szükségünk. A sebességgradiens négyzete az elméleti számítások szerint [8] — mint később látni fogjuk — egyenesen arányos a keverőnek a flokkuláló medence víztérfogatára vonatkoztatott fajlagos teljesítmény-felhasználásával vagy más szóval a diszperz, ill. disszipált energiával, viszont fordítva arányos a dinamikai viszkozitással: a sec A differenciálegyenlet megoldása: aOtC N--N

0e A második fázis, vagyis a tulajdonképpeni flokkuláció ezzel szemben szinte kizárólag fizikai jellegű. Az előző fázisban kémiailag semlegesített apró pelyheket ugyanis megfelelő erősségű keveréssel azért kell ütköztetnünk, hogy azok összetapadva növekedjenek s ezáltal a flokkulációt követő ülepítéssel a vízből eltávolíthatók legyenek. A koagulációnak ezt a második fázisát ortokinetikusnak nevezzük s az ennek során lejátszódó folyamat már az elsőrendű kémiai reakciókra jellemző differenciál egyenlettel írható le: dí n Az egyenlet bal oldala a pehelyszám csökkenését jelenti, míg jobb oldalán az a az ütközés-hatásosság tényezőjét (nem minden ütközés vezet ugyanis egyesülésre), N a mindekori pehelyszámot, C a pelyhek térfogati koncentrációját, G pedig a sebességgradienst. Ez utóbbival kapcsolatban tudnunk kell, hogy a flokkulációs medencében pl. a forgó lapátrendszer által megmozgatott vízrészeknek a medencében álló, vagy esetleg a lapátok sebességéhez mérten A flokkulációt tehát mind a sebesség gradiens, mind a tartózkodási idő, mind pedig a jielyhek, ill. iszap térfogati koncentrációjának növekedése kedvezően befolyásolja. Nem lehet azonban ezeket a tényezőket vég nélkül növelni, mivel a kísérletek s az üzemelő berendezésekben történt megfigyelések szerint azoknak optimuma van. így a G értékét az amerikai kutatók 20 és 74 sec 1 között tartják kedvezőnek és semmiképpen sem engedik meg annak 100 fölé való növelését [2,4,5], mivel akkor már félni kell a kialakuló pelyhek széttörésétől, elnyíródásától. A tartózkodási idő optimuma 10—30 perc között viin. A sebességgradiens és tartózkodási idő szorzata a Camp-szám, melynek külön jelentőséget tulajdonítanak. A rövid ideig tartó erőteljes keverést egyenértékűnek tartják a gyengébb intenzitással, de hosszan tartóval. A Ca=G-t szorzat értékének Camp mérései szerint 23 000 és 210 000 között kell lennie. Csehszlovák szerzők kutatási eredményei szerint [8] alumíniumszulfát használata esetén Ca=55 000, míg vaskloridnál Ca= 135 000 a kívánatos érték. A flokkulációs térben a térfogati iszapkoncentrációnak Clerfayt [12] szerint 10% és 25% között kell lennie. A koncentrációt mérőhengerben 2 órás ülepedés alapján mérik. Mi történik azonban a pehéllyel a flokkulációs medencébenX A bekeverő tartályból vagy csőből idejutó 1—2 mikron nagyságú pehely,,magok" az ütközés hatására összetapadnak. Nagy ö-nél kicsi kemény pelyhek, kis Cr-nél pedig nagyobb, de lazább szerkezetű pelyhek várhatók. A pelyhek térfogati koncentrációja kissé nő, mivel a pelyhesedés során víz ágyazódik be az összetapadó pehelvrészek közé úgyannyira, hogy a pelyheknek, ill. iszapnak csak néhány százaléka áll szilárd anyagból. Hogy milyen térfogatú pehelymennviségre számíthatunk, azt szintén amerikai szerzők közleményeiből tudjuk [5], akik 1 g Al, ill. Fe ionból 240 ml fémhidroxid pelyhet kaptak. A flokkulátorban a pelyhek 100—2000 mikronos, azaz 0,1—2 mm-es nagyságra növekednek, mely méret az ülepítő részben lényegesen nem változik, viszont e méret miatt már rendelkeznek azzal az ülepedési sebességgel, mely üzemi méretű eltávolításukhoz szükséges.