Hidrológiai Közlöny 1960 (40. évfolyam)
5. szám - Vágás I.: Az ülepítés fizikokémiai szemlélete
380 Hidrológiai Közlöny 1960. 5. sz. Vágás I.: Az iilepítés fizikokémiai szemlélets 7. Az átfolyási tényező (X a,X b) megmutatja, hogy az áramlási körülmények következtében eredményül kapott rjü\ első ülepítési hatásfok vagy rjic\ első kiegészítő ülepítési hatásfok hányadrésze vagy hányszorosa az ideális, egyenletes sebességeloszlású, holttérmentes medence első ülepítési (r/*i) illetőleg első kiegészítő ülepítési hatásfokának, (77Í1) X a = J2?L (37/f) X„ = (37/g) A felsorolt hatásfokok bevezetését mindig az elméleti és kísérleti vizsgálatok fejlődő igényei tették szükségessé. Lehetséges, hogy számuk és alkalmazási körük a jövőben még bővülni fog. A reakciósebességi egyenletek érvényessége a különböző ülepítendő anyagokra Az elméleti fejtegetéseket követően már csak annak a feladatnak a megoldása marad hátra, hogy megállapítsuk, melyik ülepítendő anyag melyik reakciósebességi egyenletnek engedelmeskedik. Az ülepítendő anyagokat [1] alapján három csoportba sorolhatjuk : 1. Szemcsés, pelyhesedésre nem képes anyagok. 2. Pelyhesedő, ill. pelyhesíthető anyagok. 3. Pelyhesítéssel sem ülepíthető anyagok. A továbbiakban csak az első két csoporttal foglalkozunk. A harmadik csoportról annyiban veszünk tudomást, hogy a második csoportba tartozó anyagok töménységének meghatározásánál a pelyhesítéssel sem ülepíthető anyagok töménységét is figyelembe kell vennünk, hogy az együttesen kapott töménységértékek közül szétválaszthassuk a második csoport anyagainak töménységét a harmadik csoportétól. Ez a szétválasztás kísérleti úton történhet. Fejezzük ki a második és har madik csoportba tartozó anyagok össztöménységét (KÖ) a hozzájuk tartozó tartózkodási idők függvényében. Ezt a függvényt az 1/t-KÖ rendszerben ábrázoljuk (2. ábra), tehát extrapolációval a t = 00, vagyis l/t = 0 értékhez tartozó K^ töménység is meghatározható. A végtelen idő alatt sem ülepedő részecskék K X töménysége a harmadik csoportba tartozó anyagok töménységét jellemzi, és a második csoportba tartozó anyagok töménysége a (KÖ — Kkülönbségből értelmezhető és számítható [1], Az első csoportba tartozó, szemcsés anyagok ülepedése a nulladfokú reakcióegyenletnek megfelelően történik. Hazen és Camp ülepítési elméletéből ugyanis következik [10], hogy a vízszintes átfolyású ülepítőmedence felszínéről induló szemcsék közül lebegtetve maradó K (t) üledéktöménységnek az eredeti, K ( l töménységhez való viszonya x (t) a következő : ahol x(0 = l— i(38) M v ü' vagyis a medencemélységnek (M) és az ülepítési sebességnek (i'a) hányadosa, másszóval : a felszíntől a fenékig történő ülepedés időtartama. Figyelemmel [12/a]-ra, látható, hogy a (38) azonos azzal k' = 1 /ta helyettesítés mellett. Ezzel igazoltuk, hogy nulladfokú reakcióegyenlet volt érvényben. 1. tételünk szerint viszont azt is megállapíthatjuk, hogy a Hazen és Camp-féle ülepítési elmélet a medence holttérmentes részére érvényesíthető. A második csoportba tartozó, pelyhesítéssel ülepíthető anyagok ülepedése a másodfokú reakcióegyenletnek megfelelően történik. Ezt elméletileg már Camp levezette [11], s Fiedler és Fitch kísérletekkel igazolta [1]. A kísérleti igazolás során a (10) egyenletnek az [ 1 1 \ u K 0 J k-t (39) 0 20 10 so so 100 m M/l] 2. ábra. A pelyhesítéssel sem ülepíthető anyagok K,«= töménységének meghatározása extrapolációval, Fiedler és Fitch nyomán 0ue. 2. OnpedeAeHue KOHifeHmpaiiuu MamepuaAoe, He omcmaueawufuxcH u nymíM ifupnyAHiiiiu, c riOMOiybw SKcmpanoAsmuu no 0udAepy u <t>urtme Fig. 2. Determination of the concentration Koc of materials which cannot be settled even by floceulation. After Fiedler and Fitch. Verticai axis : relatíve units alakjából indultak ki, és a bal oldalt egyetlen változónak tekintve rakták fel a különböző t értékeknek megfelelő pontokat a 3. ábrán látható koordinátarendszerbe. A kétféle hőmérséklet mellett is megvizsgált ipari szennyvíz ülepedésére vonatkozóan jó közelítéssel fennállt az alapul választott két változó közötti lineáris kapcsolat. Ebből a tényből a pontok szóródása és az alkalmazott közelítés határain belül a másodfokú reakcióegyenlet érvényessége következik. A szakirodalomban található ülepítési összefüggéseknek [2], [5] a x(t) = e~ kíegyenlethez való jó közelíthetfísége, amely többek között egyes háztartási eredetű szennyvizek Imhoff-tölcsérekben végzett álló vizű ülepítési vizsgálata alapján is megállapítható, arra a következtetésre ad okot, hogy az elsőfokú reakcióegyenletnek megfelelő ülepedés is előfordul. A 2. tétel megvilágította azonban, hogy az elsőfokú reakcióegyenlet fennállásából következő (12/6) összefüggés használatát kerülnünk célszerű, ha közelítés árán is, mert az áramlástani jellegű összefüggések ebben az esetben önmagukban nem alkalmasak az ülepítési hatás kifejezésére.
