Hidrológiai Közlöny 2010 (90. évfolyam)
1. szám - Patziger Miklós–Józsa János–Sokoray-Varga Béla: Radiális átáramlású utóülepítők koncentrációviszonyainak helyszíni mérése
4 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2010. 90. ÉVF. 1. SZ. Vízgazdálkodási és Területi Vízrendezési Tanszékének tudományos munkatársa volt.) A telepen a mechanikai tisztítás folyamata (kavicsfogó, rács, homokfogó, előülepítő) után következik az eleveniszapos biológiai tisztítási fokozat, amely a mérések elvégzésekor csak szerves szén eltávolításra és nitrifikációra volt kiépítve. Az eleveniszapos medence térfogata V = 29 400 m 3, amelyhez négy kör-alaprajzú, 50 m átmérőjű, radiális átáramlású utóülepítő medence csatlakozik (/. ábra). Az eleveniszapos medencéből az utóülepítő medencékbe érkező eleveniszap-tisztított szennyvíz keveréket egy körbukós elosztó műtárgy segítségével, jó közelítéssel egyenlő mértékben osztják szét a négy utóülepítő medencébe. Az utóülepítő medencékből összegyűjtött recirkulációs iszapot ugyanazon műtárgy erre kialakított aknáiban gyűjtik. Az utóülepítő medencékből a tisztított szennyvizet bukógyűrű segítségével veszik ki, amely egy mágneses induktív vízhozam-mérő berendezésen keresztül fertőtlenítés nélkül a Mura folyóba kerül. 1. ábra: Az eleveniszapos biológiai tisztítóegység és a mérések elrendezése a Gráci városi szennyvíztisztító telepen. Az utóülepítő hidraulikai terhelésének mérése a vizsgálatok idején A vizsgálatokat az északkeleti, a fotón jobb-felső utóülepítő medencén végeztük. A mérés időtartama alatt az utóülepítő medencébe bevezetett és az onnan elfolyó víz- és eleveniszap hozamokat folyamatosan mértük. Az utóülepítő medencét terhelő vízhozam a biológiai tisztítási egységbe beérkező vízhozam (Q) és a recirkulációs iszap hozamának (Qrs) összege (Q+Qrs)- Ennek iszap-koncentrációja megegyezik az eleveniszapos medence iszap-koncentrációjával (X). Az utóülepítő medencét elhagyó tömegáramot egyrészt az elmenő tisztított szennyvíz hozama (Q) és lebegőanyag tartalma (X E), másrészt a recirkulációs iszap hozama és iszap-koncentrációja (Qrs, X R S) képezi. Az eleveniszapos medencéből érkező iszap-tisztított szennyvíz keverék koncentrációját (X) laboratóriumi mérésekkel határoztuk meg. Az elosztó műtárgyból a műtárgy falához rögzített tömlő és perisztaltikus szivattyú segítségével negyedóránként vettünk mintát. Ugyanezzel a módszerrel végeztük a recirkulációs iszap koncentrációjának (X R S) és a tisztított szennyvíz lebegőanyag tartalmának meghatározását. Az iszap ülepedési tulajdonságainak mérése Az adott eleveniszap ülepíthetősége az utóülepítő medencék hatásfokának egyik legmeghatározóbb eleme. Ennek mértékeként a gyakorlati feladatoknál az iszapindex (SVI Sludge Volume Index) használatos, amely a laboratóriumban 1 m magasságú, és 6-7 cm átmérőjű ülepítő-hengerben az ülepítési kísérlet harmincadik percében leolvasott iszaptérfogati arány és az ülepítő-hengerben lévő kezdeti iszapkoncentráció hányadosa. Megjegyezzük, hogy utóülepítő medencék numerikus áramlás-modelljeinek kalibrálására az iszapok ülepíthetőségét az iszapindexnél jóval szabatosabban kifejező, a helyi, pillanatnyi iszapkoncentrációtól függő ülepedési sebességgel, mint függvénnyel jellemezzük (Vesilindetal., 1969, takács et al, 1991). Az ülepedési mérések sémáját a 2. ábra mutatja. Vizsgálataink során az ülepedési sebességet az ún. falhatás kiküszöbölése érdekében az Nemzetközi Víz Szövetség (IWA International Water Association) ajánlása alapján (Ekama ET al., 1997) 2 m magas, 30 cm átmérőjű hengerekben mértük, különböző kezdeti iszapkoncentrációknál. Az ülepítő hengerekbe a kísérletek elvégzéséhez szükséges iszapmennyiséget a nyomás alatti fölösiszap-vezetékből vettük. A hengerekben lévő nagy koncentrációjú iszapot minden kísérlet kezdetén az utóülepítő medencéket elhagyó tisztított szennyvízzel más és más arányban hígítottuk. Ahhoz, hogy az átkeveredés optimális legyen, és az ülepítő hengerekben homogén iszapkoncentrációt érjünk el, az ülepítő hengereket az ülepítési kísérlet megkezdése előtt légbefüvással folyamatosan levegőztettük. Az ülepítési kísérlet kezdetén, miután az ülepítő hengerekből a kezdeti iszapkoncentráció meghatározásának céljából mintát vettünk, a légbefúvást kikapcsoltuk, majd a kialakuló iszaptükör szintjének időközönkénti leolvasásával kapott ülepedési görbe alapján kiszámoltuk a maximális ülepedési sebességet. A kísérletek eredményeként létrejövő maximális ülepedési sebességeket derékszögű koordináta-rendszerben az egyes kísérletek kezdeti iszap-koncentrációjának függvényében ábrázolva, a pontokra görbét illesztve kapjuk a keresett ülepedési függvényt. =L Levegő Mintavétel 30 cm. 2. ábra: Ülepedési sebességek mérése nagyméretű hengerben Áramlási sebességek és koncentráció-eloszlás meghatározása Az utóülepítő medencében kialakuló áramlási sebességeket akusztikus Doppler-elvű sebességmérő berendezéssel (Nortek Vector) mértük, amely különösen alkalmas alaM&rések 1: Q,Q rs 2: X 3: Xrs 4: Aramláskép 5: Koncentráció ele 6: Ülepedési sebes Eleveniszapos medence (V = 29400 m3), Utóülepítők (D = 50 m; h = 3 sgált utóülc medence
