Hidrológiai Közlöny 1980 (60. évfolyam)

9. szám - Dr. Horváth Imre: Iszapsűrítés és víztelenítés jellemzői

418 Hidrológiai Közlöny 1980. 10. sz. Iszapszűrés és víztelenítés jellemzői SZÁMPÉLDA Dr. HORVÁTH I M R K* a műszaki tudományok kandidátusa Feladat Ipari eredetíí szennyvíziszap víztelenítését kell megoldani. a) Számítandó a fajlagos szűrőellenállás (FSZE = = r) értéke, valamint az R

m szűrőszövet-ellenállás (membrán-ellenállás) a Carman-féle összefüggés alapján. b) Határozzuk meg az iszapvíztelenítésre jellemző Fmax szűrlettérfogat és a t

s

z felezési idő jellegszámok értékeit. Kiindulási adatok Laboratóriumi vizsgálatok alapján (Bitchnertölcsérrel végzett mérések szerint) rendelkezésünkre állnak a V

s

z szűrlettérfogat és a t idő értékpárok (kerek V

s

z mennyiségekhez leolvasva a hozzátartozó t időket, a szerző vizsgálatai szerint; Horváth, 1975). A szűrés jellemzői: szűrőfelület F

s

z = 1,13 -10"

2 m

2; a szűrési nyomáskülönbség (vákuumszűrés) zlp = 6-10

4 N/m

2. A szűrlet dinamikai viszkozitása y= 103 N-s/m

2. A kezelendő iszap kezdeti víztartalma w^ = 93%, a hozzá tartozó szárazanyag-tartalom c^ = 7%; víztelenítés után a szárazanyag-tartalom végső értéke c„ = = 30%. Elvi megoldás a) A Carman-féle szűrőegyenletet alapulvéve, annak állandó nyomásra vonatkozó integrált alakja, linearizált formában felírva: t 7]-r-c 2Ap • F

2 V

s, r) -fín -b •V

Sz+a (1) 2b • Ap • F,. F„ a-Ap-Fs. (2a—b) (3) rj-c r] ahol (a szűrlet sűrűsége o1 g/cm

3): _ Q-Ck-Cv C — 100 (c

v-c

k) b) A mérési adatok a gyakorlatban nem illeszkednek a teljes intervallumban az (1) által meghatározott egyenesre. E tartományban — bizonyíthatóan — a következő matematikai modell alkalmazható (Horváth, 1980): Vsz=Vn t t+t

s

: t ts; F,, Fn V

s, (4a—b) * Műszaki és Természettudományi Egyesületek Szövetsége, Budapest. linearizált alakban: t t ahol a V

s. b+(4c) 1/F

max és az a

+ —tszlV

m

a,x iránytangensként és tengely metszetként határozható meg a t/V

s

z—t koordinátarendszerben. A F

ma

x a szűrlettérfogat maximumaként értelmezhető (természetesen nem azonos az iszap teljes víztartalmával); a 1,

z pedig a F

rnft

x /2-höz tartozó idő, mint felezési idő értelmezhető. Megoldás Laboratóriumi mérések alapján ismertek az 1. táblázat adatai (a V

s

z—t érték párok), aj Az la. ábrán látható — a vázolt elvi megoldás szerint — az a és b grafikus meghatározása. A (2a—b) képletekbe történő behelyettesítéssel kapjuk az eredményt: 2(3,6 • 10

9) • (6 • 104) .(1,13 • 10"

2)

2 _ (i<r

3)-(io

2) =5,5-10

1

1 m/kg ahol 1-7-30 -%0,1 g/ml =10

2 kg/m-100(30-7) továbbá (5 • 10

4) • (6 • 10

4) • (1,13 • ] 0~

2) R» 10=3,4 • Wm1 A t/V

s

z és Vsz értékpárok alapján a b iránytangens és az a tengelymetszet meghatározható, amiből számítható az adott viszonyokra jellemző r és R

m értéke: b) Az 2.6. ábrán követhető a b

+ és a

+, ill. a F

max és a ^meghatározása. A mérési adatok ábrázolásával kitűnik, hogy a szóbanforgó matematikai modell jó összhangban van az adatokkal, a í<40 s tartományban; a megközelítés pontosabb mint a Carman-féle összefüggés alkalmazása esetén. A 2. ábrán dimenzió nélküli alakban — linearizált formában — ábrázoltuk az adatokat (ezúttal kiegészítve más szerzők mérési adatainak felhasználásával meghatározott F

ma

x és t

s

z értékekkel is). Egyértelműen megállapítható, hogy az elméleti úton meghatározott matematikai modell és a kísér 7. táblázat Az iszapszűrés laboratóriumi vizsgálati adatai Szűrlettérfogat Vsz [cm

3 ] Szűrési idő t [»] t/V

tz [s/cm

3:] 60 80 100 120. 140 160 180 190 200 16,2 27,fi 43.0 58,8 79.1 102.4 135,0 161.5 200,0 0,270 0,345 0,430 0,490 0,565 0,640 0,750 0,850 1,000