Hidrológiai tájékoztató, 1980
2. szám, október - Dobos Gábor: Párhuzamosan kapcsolt gyorsszűrők üzemeltetésének vizsgálata
Párhuzamosan kapcsolt gyorsszűrők üzemeltetésének vizsgálata* DOBOS GÁBOR Vízgazdálkodási Tudományos Kutató Központ Napjainkban az egyre növekvő vízigények fokozódó mértékben teszik szükségessé a kezelést igénylő vizek felhasználását. A tisztítástechnológiák gyakori berendezése a zárt gyorsszűrő. Ilyen berendezések vannak a felszíni víztisztító telepeken és a hazánkban gyakori, oldott vasat tartalmazó vizek tisztításánál. Közepes és nagyobb vízműveknél több szűrő párhuzamos üzemeltetése szükséges, és a hazai gyakorlatban a zárt szűrők külön szabályozás nélkül üzemelnek. A párhuzamosan üzemeltetett gyorsszűrőkben a szűrési sebesség a technológiai jellemzők és a hidraulikai rendszer kialakításának függvényeként az időben változik. A változó körülmények oka elsősorban az. hogy üzemeltetésnél kizárt a szűrők azonos időpontban történő öblítése, és ennek következtében frissen öblített, valamint öblítés előtt álló szűrők párhuzamos üzemével is számolnunk kell. Helyszíni mérések során bebizonyosodott, hogy az emiatt előálló szűrési sebességkülönbségek jelentősek lehetnek — 1:5 arány is előfordul — és a szűrt víz minőségének romlása is bekövetkezhet. A párhuzamosan kapcsolt gyorsszűrők üzemének részletes, numerikus vizsgálatához az elméleti alapokat Mészáros Gábor dolgozta ki. Az általa felállított hidraulikai modell matematikailag is kezelhető formában veszi figyelembe az eredő nyomásveszteség és a szűrők egymásrahatásának szempontjából jelentős tényezőket, azaz: a szűrőkhöz csatlakozó csővezetékek és a szűrőfenék ellenállását, a rétegnek a megszűrt víz mennyiségétől függő ellenállását. A hidraulikai modell az egyes szűrők pillanatnyi ellenállását Woltera-féle integrálegyenlettel jellemzi: T Hí = V SZ l{k a + k, fAx(t) • V„,(f) • dt + ío + fcj-[//4«(t)-V f„(í).dt]» + .."I h / Adott pillanatban, időpontban a párhuzamos szűrőket lineáris tagokat is tartalmazó körhálózatnak tekinti, és így az egyes szűrők teljesítményének meghatározására Cross és Lobacsev ismert módszerének alkalmazását javasolja. A feladat matematikai szempontból Woltera-féle integrálegyenletekből álló egyenletrendszer numerikus megoldását jelenti. A megoldás algoritmusának fő lépéseit a szakirodalom tartalmazza. A diplomamunka során az alábbi közvetlen feladatok voltak: — a rendelkezésre álló matematikai modell és algoritmus javaslat alapján a párhuzamosan üzemelő zárt gyorsszűrők üzemének szimulálására alkalmas részletes algoritmus és gépi program kidolgozása, — az előbbiek kiegészítése a kútszivattyú jelleggörbéjének figyelembevételét lehetővé tevő fiktív gyűrűvel, és az ekkor szükséges algoritmus és programrészekkel, — a különböző szóbajöhető öblítési rendeknek a szűrők együttműködésére gyakorolt hatásának szimulálása, — a gyakorlati eseteknek megfelelő adatokból kapott eredményekre támaszkodva az egyes öblítési módszerek értékelése. Az 1. ábrán vázolt hidraulikai rendszer üzemének szimulálására alkalmas program a BME Számítástechnikai Csoportja Odra—1204 számítógépére, FORTRAN * Az 1970. évi diplomaterv pályázaton I. díjat nyert diplomaterv kivonata. V V VV SL. 1. ábra. A hidraulikai rendszer vázlata nyelven készült. A program az alábbi főbb korlátok között futtatható: — szűrő száma: 4 db, — szűrési ciklus időtartama: 24 óra, — öblítések időtartama: 30 perc, — kútszivattyűk száma: tetszőleges, , — öblítések időpontja: tetszőleges, — kútszivattyűk jelleggörbéjének közelítése: p = A + c 0-(Qo — Q) — szűrőfenék ellenállása: tetszőleges, — egyes szűrőkhöz csatlakozó vezetékek ellenállása: tetszőleges, — a tiszta szűrőréteg ellenállása: k • Qi, — a szűrőréteg fajlagos ellenállásának változása: lineáris az adott ciklus során, az adott időpontig megszűrt vízmennyiséggel. A megírt program ellenőrzése után a számítások — a MÉLYÉPTERVtől kapott — tipikusnak tekinthető alapadatok figyelembevételével készültek: — szűrők névleges teljesítménye: 8 m/óra, — csatlakozó csővezetékek és mérőperem nyomásvesztesége a névleges szűrési sebességnél: 1,4 mv. o., — tiszta szűrőréteg nyomásvesztesége a névleges szűrési sebességnél: 0,6 mv. o., — eltömődött szűrőréteg nyomásvesztesége a névleges szűrési sebességnél: 8 mv. o. A futtatások során a következő öblítési rendeket vizsgáltuk: a) a szűrők közvetlen egymásutáni öblítése, b) a szűrők párosával történő mosása, c) egyenletes időközönkénti öblítés. A számítások alapján az alábbi következtetések vonhatók. le: — a közvetlen egymásutáni öblítést alkalmazó üzemeltetési rend az öblítések alatt a többi szűrőben kritikusan nagy sebességeket hoz létre (2/a ábra), ami kellően szakképzett dolgozó beavatkozását indokolja vagy 1 ciklus 2. ábra. A szűrési sebességek változása egy cilduson belül
