Hidrológiai Közlöny 1980 (60. évfolyam)

2. szám - Dr. Horváth Imre: Rothasztók méretnövelése

56 Hirdológiai Közlöny 1980. 2. sz. Dr. Horváth I.: Rothasztók méretnövelése Rothasztók méretnövelése Dr. HORVÁTH IMRE* műszaki tudományok kandidátusa 1) He vezetés: a probléma felvetése és célkitűzés Az anaerob szennyvíziszap kezelő telepek legfontosabb berendezése a rothasztó. A rothasztás folyamata általában különböző kialakítású és térfogatú rothasztó tartályokban játszódik le. Egy műtárgy térfogata — mint ismeretes — a gyakorlatban néhány száz köbmétertől több tízezer köbméterig változhat. A rothasztás folyamata lényegében véve anaerob fermentáció, amely meghatározott intenzitású keverést igényel. A rothasztó tartályok belsejében megfelelő berendezések segítésével —általában időszakosan — intenzív keverést célszerű megvalósítani olymódon, hogy az áramlási sebességek vízszintes és függőleges irányú komponensei megfelelő abszolút értékben alakuljanak ki. A keverés több okból is szükséges lehet. Itt elsősorban az egyenletes koncentráció- és hőmérsékleteloszlás lehet az irányadó szempont. A rothasztóba bevezetett friss iszapot gyorsan és egyenletesen el kell keverni a tartályban, hogy a rothadási folyamat mielőbb megindulhasson. Az intenzív keveredés további szerepe a holtterek kiküszöbölésében rejlik, amelyek kedvezőtlen módon csökkenthetik a tartózkodási időt, és ezzel hátrányosan befolyásolhatják a szerves anyagok anaerob fermentációját. A rothasztókban levő iszap keverésére különböző módszerek és berendezések ismeretesek, amelyek közül a leggyakrabban alkalmazott megoldások a következők: átforgatás szivattyúzással; mechanikus keverőszerkezet alkalmazása; gázbefúvatás; vagy kombinált megoldás. A rothasztókban végbemenő különböző folyamatok elemzése céljából — a gyakorlati tapasztalatok szerint — alkalmazhatók laboratóriumi, félüzemi és üzemi méretű berendezések. Ebből következően rothasztó rendszerek vizsgálata során felmerülhetnek méretnövelési és általában hasonlóságelméleti kérdések is: a) elsősorban a berendezések modellvizsgálatával kapcsolatban; b) üzemi méretű, de különböző nagyságú berendezések tervezésével, vizsgálatával kapcsolatban; c) és az egyes berendezésekben végbemenő folyamatokat leíró összefüggések általánosítási problémáival kapcsolatban. Az a) pontban levő kérdéskör elsősorban a modellméretben végzett vizsgálatok eredményeinek gyakorlati, üzemi méretekre történő átszámításával van összefüggésben. Lényegében ugyanezt jelenti a b) pontban vázolt eset is, hiszen különböző nagyságú berendezések kölcsönös és egyértelmű kapcsolatának elemzéséről van szó, ami az a) pont* Műszaki és Természettudományi Egyesületek Szövetsége, Budapest, beli változatnak is alapját képezi. Az a körülmény, hogy mégis külön említést igényel, a gyakorlati tervezésnél felmerülő nehézségekben gyökerezik. A c) pontban említett témakör ugyancsak szoros összefüggésben van a megelőző két kérdéssel, elsősorban az esetben, ha a folyamatokat matematikai úton is jellemezni akarjuk, és a leíró matematikai összefüggéseket dimenzió nélküli alakban általánosítani kívánjuk különböző méretű rendszerekre. v^ Jelen tanulmány összeállításakor célul tűztük ki, hogy eljárást mutassunk be nagy terhelésű rothasztó műtárgyak méretnövelésére vonatkozóan hasonlóságelméleti módszerekre és konkrét tapasztalati adatokra alapozva, különös tekintettel a hidraulikai folyamatokra és ezen belül a keverési műveletre. A rendelkezésre álló és feldolgozott adatokból kiindulva a bemutatásra kerülő számítási eljárás elsődlegesen különböző méretű üzemi rendszerek folyamatai kölcsönös és egyértelmű kapcsolatainak meghatározására korlátozódik. Ez azonban nem jelenti azt, hogy az ismertetett eljárás — további kísérleti adatok figyelembe vételével — ne lenne alkalmazható szélesebb techno-* lógiai intervallumon belül. 2) Irodalmi áttekintés A vonatkozó szakirodalom áttekintésével megállapítható, hogy — amint arra a bevezetőben is .már utaltunk — az anaerob iszapkezeléssel kapcsolatos kísérleteket a kutatók laboratóriumi, félüzemi és üzemi méretű berendezésekben végzik. A feladat jellegétől függően szokás megválasztani a kísérleti berendezés méretét, kialakítását és a vizsgálat egyéb körülményeit. Ugyanakkor az is kitűnik, hogy a laboratóriumi ós a félüzemi méretű vizsgálatok végzése kapcsán általában nem alkalmaznak méretnövelési megfontolásokat, e körülmény pedig téves következtetések levonását eredményezheti. Amint a továbbiakból is látható, néhány kutatási munka során ugyan felvetődött a méretnövelés problematikája. Mindamellett azonban egyértelműen megállapítható, hogy a hasonlóságelmélet módszereire alapozott méretnövelést — tudomásunk szerint — a kutatók ezideig nem alkalmaztak rothasztó berendezések technológiai folyamatainak elemzése során. E fejezetben összefoglaló irodalmi áttekintést adunk azokról a szakirodalmi munkákról, amelyek valamilyen formában kapcsolatba hozhatók rothasztók méretnövelési kérdéseivel. E témakörben a következő három részletkérdés vonatkozásában közelítjük meg a feladatmegoldást: nem-newtoni közegek keverése; fermentációsipari folyamatok elemzése; és végül konkrétan rothasztó rendszerek különböző méretekben történő vizsgálata. Nem-newtoni közegek szállítása és keverése témakörében — mint ismeretes — különböző mó-