Hidrológiai Közlöny 1985 (65. évfolyam)
4. szám - Öllős Péter–Sándor Géza: Ivóvíztisztító gyorsszűrők fejlesztésének lehetőségei
öllős P.—Sándor G.: Ivóvíztisztító gyorsszűrök Hidrológiai Közlöny 1985. 4. sz. 239 1.3.2. A direkt szűrés (adott esetben) az eutrofizációszabályozás céljából is alkalmazható (Bernhardt et al. 1982). Amint a 3. ábra szemlélteti, a szóbanforgó esetben az ivóvízellátás céljait szolgáló Walmbach-tározót a Walmbach-patak által szállított foszfát-vegyületek től megfelelő mértékig tehermentesíteni kell. Ezt a célt a koaguláció-flokkuláció-direkt szűrés tisztítórendszerrel érték el. Előzőleg a Wahnbach-tározóban — a bele jutott foszfátok miatt — a diatoma-, zöld ós kék-zöld alga virágzás jelentkezett. A vízvirágzás idején a kék-zöld algák (mint pl. az Oscillatoria rubescens) egy része a hagyományos ivóvíztisztító telep gyorsszűrőjón átjutott. Noha kétszeres mennyiségű vegyszert és anionos polimert adagoltak, miáltal az algák 99%-a szeparálhatóvá vált, az ivóvíz mégsem volt algamentes ( Bernhardt, 1965). A vízbe számos esetben ízanyagok is jutottak. Minden ősszel a víz alumíniumsóval történő derítése az algák által termelt szerves anyagok jelenléte miatt nehézzé vált ( Bernhardt et al., 1972). A homok gyorsszűrő gyakran eltömődött ós a szűrés időtartama 4—5 órára csökkent. A foszforvegyületek 50%-a diffúz eredetű, 40%-a pontszerű forrásból származott. így a foszfát-szabályozás problémáját a pontszerű forráshelyeken való tisztítás révén nem lehetett megoldani. Ezért a fő tározó elé a Wahnbacli-patak torkolatához direkt szűrőrendszert (4. ábra) iktattak be. Ennek révén a fő tározóbeli összes foszfor koncentrációját <10 mg/l-re lehetett csökkenteni. így a Wahnbach-tározé>ban az intenzív algaszaporodás megakadályozhatóvá vált ( Sawyer, 1966). A foszforeltávolító telepet a következő — jellegzetes — üzemelési feltétélek figyelembevételével tervezték: — A telep 18 000 m 3/d maximális kapacitását számos héten át ki kell használni. — A telep hidraulikai kapacitása a 2 875—18 000 m 3/d tartományban gyorsan változik. — Néhány órai üzem után gyakran napokig nincs szükség az üzemre. A gyakori leállás —- indulás dacára a gyorsszűrő sziirletének minősége ne romoljon. — AO C°-os téli vízhőmérséklet se okozzon számottevő hatásfokcsökkenést. — A nagy — 100 mg/l — lebegőanyag-koncentráció esetében se csökkenjék jelentősen a szűrés időtartama 10 óra alá (maximálisan 4,4 mm/s szűrési sebesség esetében ). — A szűrlet összes foszfáttartama <10 mg/l. — A nyári hónapokban a plankton i? 99%-a eltávolítható legyen. — A szervetlen zavarosság (ami gazdag foszfátokban) > 99%-a eltávolítható legyen. — 4—-10 mg/l Fe 3 + derítőszer-adag esetében a szűrlet összes vaskoncentrációja <50/tg/l Fe legyen. — A telep a lehető legnagyobb mértékben blokkosított (kompakt) legyen. A tisztítótelep hatékonyságáról az 1. téiblázat tájékoztat. 2. A kétrétegű- és a kevert anyagú gyorsszíírők és összehasonlításuk Az egyrétegű homok gyorsszűrő öblítésekor a homokszemcsék tulajdonképpen bizonyos mórtókig osztályozódnak a mélység szerint. A legfinomabb szemcsék az öblítés megszűntekor a réteg legfelső részében találhatók, majd a szemcseátmérő a mélységgel nő. Minthogy a pórusméret a szemcseátmérővel egyenesen arányos, ezért szűrésekor a szuszpendált anyagok zöme a réteg tetején, ill. a felső részében rögzül. Ideális szűrőrétegben azonban a ,,rétegződés" fordított: a pórusméret lefelé csökken. 2.1. Az ideális szűrő megvalósítása irányában az első lépést a kétrétegű szűrő jelentette. A felső réteget durva szemcséjű, 1,5 g/cm 3 sűrűségű hidroantracit, az alsó réteget a kisebb szemcseátmérőjű, 2,65 g/cm 3 sűrűségű homok alkotja. A szűrőanyag jellemző tervezési adatai (Qnreshi, 1981) például a következő tartományba esnek: 7. ábra. A változó (csökkenő) vízhozamú (sebességű) szűrő hidraulikai működési elve Jelmagyarázat: 1. vízelosztó csatorna, 2. öblítőzagy-elvezető csatorna, 3. vízbevezető tiltó, 4. öblítőzagy-elvezető szabályozható nyílás, 5. szűrőréteg, 6. sztatikus vízszint, 7. öblítőzagy-elvezető vál.vú, 8—11. vízszintek, 12. alátámasztó és drénező fenék, IS. (Irén, 14. öblítővíz, ló. alvizi (sztatikus vízszintet meghatározó) bukó, 16. tiszta víz-medence Fig. 7. Operational scheme of a filter with changing (decreasing ) discharge (velocity ) Legend: 1. diversion canal, 2. drainage canal for slime, 3. intake sluice, 4. controlled opening for the drainage of rinsing slime, 5. filter layer, 6. static water level, 7. tray for the conduction of the rinsing slime, 8—11. water levels, 12. supporting- and drain-bottom, 13. drain, 14. rinsing water, 15. downstream weir (to control static water level), 16. pure water basin Csnk 02 1. jetu S7Ür'áre vonatkozik Az 1. szuro szűrési időtartama (7) Összes nyomásveszteség (2) A szűrő által eltávolított szemcseanyag (3) Tiszta szűrő (7) Drénezés és csővezetékek 8. ábra. Az elfolyó-bukó szintje feletti vízszint, a szűrési sebesség (vízhozam) alakulása a szűrés időtartama függvényében négy változó vízhozamú szűrőegység esetében Fig. 8. Water levél upstream to the water level in the weir. Variations of f iltering velocity (discharge ) as a function of filtering time in case of four filter units with changing discharges a) antracit szén rétegvastagság 45—65 cm, — effektív szemcseátmérő 0,9—1,1 mm, — egyenlőtlenségi tényező 1,3—1,7, b) homok: — rétegvastagság 20—30 cm, — effektív szemcseátmérő 0,4—0,6 mm, — egyenlőtlenségi tényező 1,3—1,6. 2.2. Ezt követően a kevert anyagú gyorsszűrők jelentek meg. Az ilyen szűrő anyaga antracit szén, Si0 2 alkotta homok, nagy (kb 4,0 g/cm 3) sűrűségű
