Hidrológiai Közlöny 1956 (36. évfolyam)

2. szám - Szalay Miklós: Lemezes ülepítőmedencék hidraulikai kérdései és kismintavizsgálatai

Hidrológiai Közlöny 36. évf. 2. sz. 1J/3 SZENNYVÍZTISZTÍTÁS Folyadékok és benne lebegő alkatrészek szétválasztására az ipar régóta ismeri az úri. lamellátorakat. Ezeknek a szennyvíztisztításban alkalmazott. módosulata a lemezes ülepítő, melynek az eddig szokásos ülepítőmegoldásokkal szemben mutatkozó különböző előnyeit felismerve, a szennyvíztisztítási technika mind kiterjedtebben alkalmaz. Ezt az újszerű szennyvíztisztítási eszközt ismerteti alábbi tanulmányunk. Lemezes ülepítőmedencék hidraulikai kérdései és kismintavizsgálata* SZALAY MIKLÓS Az ülepítőmedencék alkalmazásának ezidőszerint három nagy területe van : 1. folyami vízkivételből termelt, főként ipari üzemek ellátására használt vizek tisztítása, 2. különböző eredetű, de főleg ipari szennyvizek tisztítása, 3. ipari üzemekből öblítéssel eltávolított, de a gyártás során újból hasznosítható hulladékok visszanyerése. Minthogy ezek az alkalmazási módok szorosan összefüggnek az ipari vízgazdálkodással, magától értetődően az ipar fejlődésével együtt jár az ülepítőmedencék építésének fokozódó szükségessége. A növekvő szükséglet kielégítése alkalmával különösen fontos szempont az, hogy új medencéink minél gazdaságosabban épüljenek és minél jobb hatásfokkal működjenek. Hasonló igények merülnek fel abban a tekintetben is, hogy meglévő ülepítőmedencéinket csekély befektetéssel a megnövekedett terhelést kielégítő nagyobb teljesítőképességűvé alakítsuk át. Ilyen törekvések nyomán született meg külföldön egy új medencetípus, amelynek elterjedtségéről szovjet, német, francia és svéd irodalmi források számolnak be. Hazánkban eddig az új, lemezes ülepítőnek nevezett medencetípus még nem valósult meg. Szerényt László és Szolnoky Elemér mérnökök kezdeményezték ilyen medencék építését és ennek nyomán kapott az Építőipari Műszaki Egyetem I. Vízépítéstani Tanszéke megbízást arra, hogy a lemezes ülepítőmedencével kapcsolatosan hidraulikai vizsgálatokat végezzen, továbbá, hogy papírrost, homok, reve, mésziszap és enyves farost ily módon történő ülepítésének feltételeit megvizsgálja. Mielőtt azonban laboratóriumi vizsgálataink eredményeinek ismertetésére áttérnénk, szükségesnek látjuk, hogy röviden összefoglaljuk a lemezes ülepítőmedencék működésének és méretezésének elvi alapjait. Az ülepítés sikerét befolyásoló tényezők Altalánosságban az ülepítés sikerét befolyásoló tényezőket két csoportba sorolhat juk : /. A medence hidraulikai sajátságaitól függő tényezők : A turbulencia, a folyadék fajsúlykülönbségeiből származó áramlások, kinetikus áramlások és a falhatás. * Az Építőipari Műszaki Egyetem I. Vízépítéstani Tanszékén készült, a Hidraulikai és Mezőgazdasági Vízgazdálkodási Szakosztály 1955. okt. 4-i ülésén előadott tanulmány. Tanszékvezető : dr. Németh Endre műegy. tanár. 2. Az ülepítendő szennyezéstől függő tényezők : hordaléktöménység, fajsúly, szemeloszlás, iilepedési sebesség, pelyhesedési hajlam, elektrokinetikus jelenségek és fenékmenti elsodrás. A tényezők egyrésze adott, más részük alakulásába irányító módon avatkozhatunk be. A tervező feladata, hogy az adottságokból kiindulva a medence hidraulikai méreteinek alkalmas megválasztása útján a minél kisebb beruházási költség és a minél jobb ülepítési hatásfok viszonylagos optimumát megtalálja. Az ülepítőmedencék méretezésének klasszikus gyakorlata, — amelynek képviselőiként Stolces, Hazen és Imhoff nevét kell említenünk — egyedül a vízhozam és az iilepedési sebesség (másnéven felületi terhelés) értékéből indul ki. Ez a módszer igen kényelmes, mert egy osztással megkapjuk a szükséges alapterületet, a keresztmetszet méretei viszont bizonyos maximális sebességhatáron alul elvileg önkényesen választhatók meg. Működésben lévő medencékkel szerzett tapasztalatok, valamint a Tanszékünkön végzett. Vágás István és Muszkalay László által közzétett hatásfokmérések azt bizonyít ják, hogy a klasszikus méretezési mód túlzottan egyszerűsített alapfeltevései, amelyek az áramlás hidro mechanikai sajátságait figyelmen kívül hagyják, rosszul működő medencéket, vagy — egy önkényesen bevezetett biztonsági tényező révén — túlméretezett medencéket eredményeznek. Ezért a következőkben, Fischerstrom nyomán áttekintjük annak lehetőségeit, hogy a klasszikus méretezési mód további szem előtt tartásával miként biztosíthatjuk az ülepítőmedencék kellő hatásfokához szükséges hidraulikai alapkövetelményeket is. A turbulencia szerepe az ülepítőmedencék működésében Már korábban említettük, hogy az ülepítés hatásfokát a medencében létrejövő turbulencia is befolyásolja, mégpedig általában hátrányosan. Egyrészt ugyanis a turbulencia megakadályozza a szemcséket abban, hogy a vízszintes áramlás és a függőleges esés által meghatározott egyszerű pályát leírva, a legrövidebb úton feneket érjenek, másrészt pedig a már leülepedett szemcséket ismét felkavarja s azok egyrésze eltávozik a medencéből. Kismértékű turbulencia ugyan elősegíti az ülepítendő anyag szemcséinek pelyhesedését, csomósodását, de ez az előny megközelítőleg sem ellensúlyozza a turbulencia egyéb hátrányait.