Hidrológiai Közlöny 1956 (36. évfolyam)
5-6. szám - Muszkalay László–Vágás István: Átfolyási vizsgálatok egyszintű ülepítőmedencékben
3J f2 Hidrológiai Közlöny 36. évf. 1956. 5. sz. S7ENN Y VI7TJS7TTTAS A szennyvíztisztítás egyik leggyakoribb eszköze az ülepítő medence. Érthető, hogy a tervezők és kutatók figyelme ezek működési mechanizmusának és méretcsökkentési lehetőségének kivizsgálására terelődött. A tervezői elgondolások és javaslatok ellenőrzésére végzett kismintakísérletekről számol be az alábbi tanulmány. Az áramkép azonban nem az egyetlen tényező az ülepítő hatás kialakulásánál. Ennek okaira mutat rá a tanulmányt követő kritikai hozzászólás, amely javaslatot is tartalmaz a további teendőkre. Átfolyási vizsgálatok egyszintű ülepítőmedeneékben* MUSZKALAY LÁSZLÓ és VÁGÁS ISTVÁN A Mélyépítési Tervező Vállalat 1953 őszén megbízta az Építőipari Műszaki Egyetem I. sz. Vízépítéstani Tanszékét egy újítás felülvizsgálatával. Az újítás az ülepítőmedencékben kialakuló holttereket szerkezeti módosításokkal kívánta csökkenteni, hogy gazdaságosabb méretű medencéket tervezhessenek. A kapott megbízás teljesítése mellett felhasználtuk a lehetőséget arra is, hogy kísérleti munkánkat összehangoljuk a tudományos kutatás igényeivel. Vizsgálatunkat ennek megfelelően a következőkre terjesztettük ki : 1. Áttekintettük a vízszintes átfolyású ülepítőmedencék tervezésének eddigi irányelveit és összegeztük a megépült medencék működésének, tapasztalatait. Az irodalmi adatok ellenőrzésére és a javítások hatásának megállapítására először néhány régebbi típusú változatot vizsgáltunk meg. 2. Az alapkísérletek elvégzése után a legxijabb időkben ajánlott vízhozzávezetési módokat vizsgáltuk meg, összehasonlítva ezeket a régebbi megoldásokkal. Vizsgálataink módszere az áramkép megfigyelés, illetőleg a jelző oldat alkalmazásával végzett áramlástani mérés volt. Áramkép megfigyelés útján állapítottuk meg a holtterek helyét, áramlástani méréssel pedig a holtterek kiterjedését, valamint a sebesség eloszlásának mértékét. Az áramlástani mérés alapján a megvizsgált változatokat hatásfokuk szerint rangsorba állítottuk és a legkedvezőbbnek bizonyult szerkezeteket megépítésre javasoltuk. A hidraulikai méretezés irányelveinek összefoglalása A folyadékban lebegő, a víz faj súlyánál nagyobb fajsúlyú anyagoknak a gravitáció segítségével történő kiválasztását ülepítésnek nevezzük [1]. Az ülepítés elvégzéséhez megfelelő hidraulikai feltételek biztosítása szükséges. Medencéinkben az ülepítendő anyag tulajdonságainak és az ülepítés kívánt mértékének megfelelő sebességállapotot hozunk létre, ügyelve arra, hogy a víz a már leülepedett anyagot ne sodorja el ismét. Az ülepítőmedencék hidraulikai méretezése során a legújabb időkig az egyenletes sebességeloszlás feltételezéséből indultak ki. A megengedett Vm sebességet az ülepítendő szemcsék nagyságának függvényében kísérleti úton határozták * A vizsgálatokat az Építőipari Műszaki Egyetem I. sz. Vízépítéstani Tanszékének laboratóriumában végezték. meg. A legnagyobb és legkisebb ülepítendő szemcsék méretének megfelelően v/ s és v,n sebességi határértékeket kaptak. A medence méretezéséhez ezek közül általában a veszélyesebb értéket használták. Az ülepítéshez szükséges t s z időtartamot Imhqff-féle tölcsérben végzett kísérletekkel állapították meg [2]. Ugyanekkor meghatározták -az egyes szemcsenagyságok hoz tartozó ülepedési sebességet, oj-t is. Ezekből a mennyiségekből számították a medence L hosszát [3] : L — Vm-lsz; '(1) a medence M mélységét : M = ÚJ-tsz ' (2) és a medence B szélességét : Qf-vel a medencén átfolyó mértékadó vízhozamot jelöljük. Ez a számítás természetesen csak akkor vezet teljes értékű eredményre, ha a feltételezésnek megfelelően az áramlási sebesség eloszlása a medence minden egyes szelvényében egyenletes, és ha az co ülepedési sebességet a turbulencia nem csökkenti lényegesen. A megfigyelések azonban éppen azt mutatták, hogy a sebesség eloszlása, főleg a medencék elején és végén, nagyon egyenlőtlen. Ezért meglehetősen erős örvénylés alakul ki és az ülepedést zavaró mikroturbulencia is nagy mértékű. A káros hatások ellensúlyozására és a kívánt mértékű ülepítés elérésére a medence méreteinek megnövelését ajánlották [2, 4, 5], Ez nem gazdaságos, és a medence kedvező működését sem biztosítja. A közelmúltban ezért más megoldást kerestek. Az új elgondolások egyik csoportja az egyenlőtlen sebességeloszlás tényét veszi figyelembe a méretezésnél [6, 7, 8, 9], Egy másik csoport továbbra is az egyenletes sébességeloszlással számol. Ezt az állapotot a medencék alakjának és vízelosztó elemeknek okszerű megválasztásával igyekszik megvalósítani [7, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16]. A sebességeloszlás egyenlőtlenségét figyelembe vevő eljárás megfigyeléseknek és méréseknek az alapján határozza meg a vízrészecskék tényleges, egymástól különböző átfolyási idejét, ennek középértékét, tk-1, továbbá a medence hasznos térfogatát, F m-et. A turbulencia hatásának mértékére ugyancsak kísérleti adatokból következtet.
