Hidrológiai Közlöny 1980 (60. évfolyam)
1. szám - Dr. Dulovics Dezső: Áramlási folyamatok vizsgálata és értékelése a biológiai csepegtetőtestekben
Dr. Dulovics D.: Áramlási folyamatok Hidrológiai Közlöny 1980. 1. sz. 10 0 2 4 6 8 * Idő [h] 8. ábra. Átfolyási hullámok és jellemző tartózkodási idők [33] Puc. 8. Bo/iHbi npoxojKdemiH u xapaKmepubie nepuodbi npeöbieaHUH [33] Ahb. 8. Durchflusswellen und charakteristische Verweilzeiten (33) dinátája (ts) és az utolsó jel jelentkezésének ideje (t u). Az előzőekből tartózkodási időnként a t m, í 5 0 és ts időket lehet felfogni. Jelenleg még nem tisztázott, hogy az említett tartózkodási idők közül melyiket kell a biokémiai reakciók szempontjából tartózkodási időnek tekinteni, melyik áll a biokémiai jellemzőkkel a legszorosabb kapcsolatban. Figyelembe kell venni azt is, hogy a folyadéknak és a szervesanyagnak a tartózkodási ideje egymástól lényegesen eltérhet, mint ahogyan azt kísérletek igazolták [32]. A tartózkodási időre 1 paraméter alapján nem szabad következtetni. Erre utal a következő 8. ábra is [33]. A csepegtetőtest rendszerének egyes elemei kölcsönhatásából következik, hogy az átfolyás függ az elosztóberendezés által meghatározott adagolástól is, mint ahogyan azt kísérleteink igazolták [8] összhangban más vizsgálatokkal [34]. Ennek tudatában áz összehasonlítás lehetősége korlátozott, csak azonos feltételek mellett (elosztás, terhelés, jelkeltés, hőmérséklet, stb.) hasonlíthatók össze az egyes töltőanyag típusokban a tartózkodási idők. Hagyományos töltőanyagú csepegtetőtesteken [16, 17, 18, 19, 35] végeztek először átfolyási vizsgálatokat. A tartózkodási időre meghatározott összefüggések általános alakja: . AH« ahol t — tartózkodási idő, A — a töltőanyag fajtájától függő állandó, H — töltőanyag magassága, vjf — hidraulikai felületi terhelés, e,b — kísérletileg meghatározható kitevők. A csepegtetőtestekben lejátszódó hidraulikai folyamatok leírásához a következő paramétereket használhatjuk fel: VF[L T1] — hidraulikai felületi terhelés, Q[L 3T1] — adagolt vízhozam, F t[\J t\ — a csepegtetőtest vízszintes metszetének felülete, í/[L] — a csepegtetőtest magassága, /S[L _ 1] — a töltőanyag fajlagos felülete, ff[MT" !] — a folyadék felületi feszültsége, j>[L 2T~ 1] — a folyadék kinematikai viszkozitása, o[ML" 3] — a folyadék sűrűsége, </[LT _ 2] — a nehézségi gyorsulás. A tartózkodási idő elméleti vizsgálata alapján [19] a következő elsődlegesnek tekintett változók kapcsolatát vizsgálták: h(Q, g, v, H, 8, t)= 0 A dimenzióanalízis alapján ezen változók kapcsolatának meghatározásához az alábbi mennyiségcsoportok írhatók fel: t „1/3.0-2/3 ' 2 ^1/3. „1/3 H 0-1/3.„2/3 ' „ l = S.g-il». v*l> 7ti=/ 2(jr 2, n 3, jr 4) Ezen dimenzió nélküli mennyiségek választásával a következő általános összefüggés adódik, feltéve, hogy a tartózkodási idő egyenesen arányos a csepegtetőtest magasságával, /7-val. í .grl/3 .yl/3 (S-V\» H = K{-Q-J * Az előző összefüggések egyes jellemzőit kísérletek eredményeiből határozhatjuk meg. Laboratóriumi, félüzemi és üzemi kísérleteink jelentős része ezen jellemzők meghatározására irányult. Laboratóriumi mérések során — melyeket tiszta vízzel végeztünk — a tartózkodási idők meghatározásán túlmenően azt is vizsgáltuk, hogy vajon az átfolyási hullámokkal történő mérés mennyire megbízható, hogy mennyire ismételhető meg egyegy terhelési esetben az átfolyási vizsgálat, hogyan befolyásolja a jelzőanyag mennyisége és az adagolás időtartama az átfolyási hullámok alakját és milyen kapcsolat van az átfolyási hullám és átfolyási görbe között. Az adagolt jelzőanyag mennyiségének az átfolyási hullám alakjára gyakorolt hatása a 9—10. ábrákon látható. A változó jelzőanyagadagok az átfolyási görbék alakjában nem mutatnak hatást. Csak az egységnyi területre redukált átfolyási hullámon tapasztalható a jelzőanyag mennyiségével egyenes arányban álló ellapulás. A 11. és 12. ábrákon a hidraulikai terhelés függ vényében mutatjuk be az átfolyási hullámokat, és az ezekből meghatározott tartózkodási időket. A 13. és 14. ábrákon az adagolási időtartamnak az átfolyási hullám alakjára gyakorolt hatását vizsgálhatjuk. Az ábrákon bemutatott esetekben két mérést végeztünk ugyanannyi jelzőanyag adagolásával, először pillanatszerűen (5 s) majd ~ 5 cm 3/s hozammal 20 s-ig. A két adagolás eredményezte különbség érzékelhetően nagy, a hosszabb adagolási idő ellapultabb átfolyási hullámot eredményez, a tározódáshoz analóg módon. Elméletileg pillanatszerű adagolást kellene biztosítani, ezt azonban
