Hidrológiai Közlöny 1958 (38. évfolyam)

4. szám - Öllős Géza: A keverőteres dortmundi ülepítőmedence áramlástani vizsgálata

,25Jf Hidrológiai Közlöny 1958. 4. sz. öllős G.: A keverőteres dortmundi ülepítőmedence vizsgálata Minthogy a csáphosszúság változtatásával egyidejűleg bekövetkező hidraulikai viszonyok változása alig észrevehető mértékű, ezért a csáp optimális hosszát a medencében lévő áramlásviszonyok és a csápok szívási mértékének függvényeként csak bizonytalanul lehetne meghatározni, így az optimális csáphosszúság megadásánál a hidraulikai szempontok mellett szerkezeti szempontok is döntő módon figyelembe veendők. Nagy hosszúságú csáp hidraulikailag szükségtelen. Szerkezetileg pedig túl közel van a vége a medence kúpos oldalfalához. Építésnél és üzemeltetésnél ez kedvezőtlen lehet. Célszerűbb ezért rövidebb csáphosszúságot felvenni. A koagulációs folyamat vizsgálata Két kísérleti változatnál kapott áramképet mutatunk be. A 3. ábrán feltüntetett kismintakialakításnál kapott koagulációs vizsgálat eredményét tünteti fel a 11. ábra. A kísérlet kezdeti időszakában a szemcsék mozgása az áramlástani vizsgálatoknál tapasztalt viszonyoknak megfelelően történik. Az eltérés a kísérlet 3—4. órájában jelentkezik. Az alsó iszaptérben fokozatosan növekednek a pelyhek, mozgásuk kevésbé lesz mozgékony. Ezzel egyidejűleg az ábrán látható magasságban kialakul a lebegő iszapfelhő. Ebben a szabad szemmel is jól látható pelyhek mozgása csak a lebegési állapottal, és már nem az áramlási állapottal kapcsolatos. Felfelé irányuló mozgás szabad szemmel alig észrevehető. A lebegő iszapfelhő felett lévő térből nagyon finom pelyhek részben felfelé, részben lefelé is mozognak, mozgásuk azonban ebben a térben nagyobbára felfelé irányuló. A lebegő iszapfelhő tehát mintegy megszűri a rajta keresztülhaladó vizet. Az ejektor körüli szívási mező jelentékeny módon megnövekedett az alsó iszaptér besűrűsödésének előrehaladásával egyidejűleg. Az ábrán a kísérlet végső időpontjához tartozó állapot látható, amikor is a korábban (8) csonkakúp palástjának belső oldala közelében lefelé mozgó pelyhek nagy része már az ejektor hatás alá kerül. Hasonló módon játszódik le a koaguláció folyamata és a lebegő iszapfelhő kialakulása a 4. ábrának megfelelő kisminta esetében is. A csápok végénél lévő szívási mező alakja és kiterjedése azonos az áramlástani vizsgálatoknál kapottal. Apró pelyhek zónája Lebegő iszap/e/hó r— Durva pelyhek - Besúrűsödött iszap 11. ábra. — &ua. 11. — Fig. 11. A lebegő iszapfelhő a szívási mező felett helyezkedik el. Azoknál a vizsgálatainknál azonban, amelyekben a medence belső berendezését felsőbb szinten — a hengeres oldalfal magasságában — helyeztük el, lebegő iszapfelhő a kis vízrétegvastagság miatt nem alakult ki. Az 50 cm-rel megnövelt vízrétegvastagságnál azt tapasztaltuk, hogy a lebegő iszapfelhő vastagsága megnövekedett és a benne lévő szemcsék lebegő állapota jóval határozottabban ítélhető meg, mint a kisebb vízrótegvastagságnál. Megállapíthatjuk tehát, hogy a belső berendezés mélyebbre vitele, illetőleg a vízrétegvastagság növelése a lebegő iszapfelhő kifejlődése szempontjából kedvezőnek mondható. További tervezési szempontok A tanulmányban az áramlástani és a koagulációs folyamatra vonatkozó megállapítások azt mutatják, hogy a dortmundi rendszerű ülepítőmedence keverőteres medencévé való átalakítása megvalósítható. A kívánt keverési mérték a 3. és a 4. ábrán megadott belső berendezés esetében valóban előáll. Áramlástani vizsgálataink alapján tehát ennek a két változatnak a vizsgálatával kapott szempontokat tartjuk a tervezési munkákhoz érdemlegeseknek. Megjegyezzük azonban, hogy a 3. ábrán megadott kismintatípus esetében az ejektor alatti iszaptér viszonylag kis méretének jelentőségét, valamint az ejektor alatti terelőlemez szükségességét további mérlegelés tárgyává kell még tenni. A 3. ábrán megadott medence áramlási viszonyainak a tanulmányozása során arra a következtetésre jutottunk, hogy a medence megfelelő működése csak akkor várható, ha a belső elemek szimmetrikusan helyezkednek el a medence tengelyvonalán átmenő tetszőlegesen kiválasztott meridiánsík két oldalán, azaz a medence tengelyszimmetrikus. Ha a berendezés szimmetriája, viszonylag kismértékben is, de tökéletlen, akkor az egész ülepítőmedencében kedvezőtlen áramlási viszonyok alakulhatnak ki : az áramlás aszimmetrikussá válhat. Elég például a csonkakúp tengelyvonalának a csonkakúp felső lezáró lapjánál 2—3 mm nagyságrendű sugárirányú eltolódása ahhoz, hogy a medence keresztmetszetének csak egy bizonyos hányadában történjék felfelé irányuló vízmozgás. Ezért a tényleges műtárgy megépítésekor a belső elemek előírás szerinti pontos elhelyezésére nagy gondot kell fordítanunk. Az elemek szimmetrikus elhelyezésével kapcsolatosan a vizsgálatainkban szerzett tapasztalatok alapján úgy véljük, hogy a tényleges kivitelben csak X • 3 mm = 6.3 ^ 20 mm nagyságrendű hiba engedhető meg. További tapasztalat volt még a 4. ábrának megfelelő medence vizsgálatakor az, hogy a hengeres csápok alsó részében az apró pelyhek lerakódása folytán vékony lepel keletkezett. Erre a szempontra a tényleges műtárgy üzemeltetése folyamán is gondolni kell.