A Magyar Hidrológiai Társaság XXXIII. Országos Vándorgyűlése (Szombathely, 2015. július 1-3.)
4. szekció. VÍZELLÁTÁS - 10. Tolnai Béla (BioModel Bt.): Szűrések hasonlósága
3-3. ábra A mértékadó szemcseátmérő szemléltetése Más szavakkal a belső felületek azért nem lakhatók be, mert a mikrobák oda már nem fémek be. Ez az egyszerű geometriai meglátás segít a további számszerűsítésben is. Ezzel a mértékadónak tekintett szemcseátmérővel határozzuk meg a Pe-szám értékét és vele a biológiai szűrés hatékonyságát. A „biológia működést biztosító aktívszén” - BAC - fogalma a fentiek fényében értelmetlen. Ha a vízben van szerves tápanyag, azaz a mikrobaszaporodás Monod-kinetikai előfeltétele adott és a biofilm tápanyag ellátásának logisztikája a Pe-számban mérve biztosított, a biofikn, ha akarjuk, ha nem, ki fog alakulni. A homokszemcséhez képest az aktívszén lényegesen kisebb mértékadó szemeseátmérővel rendelkezik, így a hatékony biológia eléréséhez nagyobb szűrési sebesség lesz megengedhető (lásd a lassúszűrő analógiáját). Az adszorpció jelensége is magyarázható ezzel az egyszerű mechanikai képpel. Ehhez az üreges tulajdonságot vesszük alapul. A biológiai szűrésnél a tápanyagnak a biofilmbe juttatása diffúzióval történik. Nincs ez másként az adszorpciós megkötés esetén sem. lűbkno-porus Diffúzió útvonala 3-4. ábra Az adszorpció szemléltetése A diffúzió hajtóereje itt is a koncentrációkülönbség. A víz szennyezését jelentő molekula azért megy be az üregbe (lásd 3-3. ábra), mert a külső víztérben a koncentráció nagyobb. Szemben a biológiai szűréssel, ahol a koncentrációkülönbség a lebontás során újratermelődik, az adszorpciós működésnél a koncentrációkülönbség az idő múlásával, (az üregek telítődésével) csökken. Az adszorpciós megkötés a „barlangba tévedő” molekula foglyul ejtése révén jön létre. Kiszabadulni azért nem képes, mert a befelé „tülekedők” azt nem engedik, de az is lehet, hogy egyszerűen beakad. (Mindezt figyelembe véve akár abszorpcióról - elnyelésről - is beszélhetünk.) Adszorpciós megkötés előfeltétele a barlang nyílásánál a megfelelően alacsony tartózkodási idő. Elmek mérésére -az előzőek szerint - a Pe-szám szolgál. Biológiai szerepkörben a Pe-szám kiszámításakor a mértékadó szemcseátmérőt az átlagos baktérimni méret határozta meg. Az adszorpciós hatás tekintetében ez a származtatás nem jó, hisz ebben a folyamatban nincs szerepe a baktériumoknak. Vegyük ehhez a vízből kivonandó legnagyobb molekula méretet, amelynek kiszűrésére alkalmazzuk az adszorbens aktívszenet. Az 1-1. ábra alapján kiszámolható a mértékadó szemcseméret, ami az adott méretű szennyező molekula visszatartását még biztosan lehetővé teszi. Az így meghatározott mértékadó szemcseátmérőt helyettesítjük a Pe-szám képletébe és vele határozzuk meg a kívánatos szűrési sebességet. Fentiekből következik, hogy ugyanaz az aktívszén egyszerre lehet biofihnhordozó felület és adszorbens is. A funkció az alkalmazás körülményeitől függ, de mindkét működés esetében megkerülhetetlen szerepet játszik a diffúzió és vele a diffúziós tényező nagysága. De ugyanilyen fontos a szűrési sebesség helyes megválasztása is. Az aktívszén nem fog adszorbeálni, ha a sebesség nagy. 7/10
