Hidrológiai Közlöny 1971 (51. évfolyam)

5. szám - Horváth Imre: Légbefúvásos levegőztető rendszer vizsgálata porózus befúvóelemek alkalmazásával

232 Hidrológiai Közlöny 1971. 6. sz. Juhász E.—Rácz T.: Budapest környéki település-gyűrű SZENNYVÍZTISZTÍTÁS Légbefúvásos levegőztető rendszer vizsgálata porózus befuvóelemek alkalmazásával HOEVÍTH I M 11 E ' 1. Bevezetés A víz- és a szennyvíztisztítási technológiában gyakran felmerül a légbefúvásos levegőztető rendszerek alkalmazásának az igénye. A kutatók ós a tervezők különböző lógbefúvással működő medencetípusokat dolgoztak ki, amelyek a mechanikus levegőztetésű rendszerek mellett jelentős szerepet töltöttek be a levegőztetósi technikában [1, 3, 8]. A légbefúvásos rendszerek alkalmazása az oxigénbevitel megvalósítása mellett egyéb műveletek szempontjából is figyelemre méltók. Gyakran előfordul, hogy pl. flotáció segítségével jelentős tisztítási hatás érhető el különböző ipari szennyvizek (olajos vizek) tisztításakor. Az ivóvíztisztítás egyes műveletei is célszerűen megvalósíthatók vagy kombinálhatók légbefúvásos rendszerekkel. A lógbefúvással működő berendezésekkel szerzett tapasztalatokból bizonyos következtetéseket lehet levonni egyéb gázok (pl. ózon, széndioxid stb.) anyagátadási, diffúziós folyamataira vonatkozóan is. Megemlítjük, hogy ilyen analógiák tekintetében egyik irányadó szempont lehet a Henry-törvény érvényessége [2], A Vízgazdálkodási Tudományos Kutató Intézetben kísérleteket folytattunk speciális kialakításit porózus elemek alkalmazásával ún. mélylégbefúvásos levegőztető rendszer kedvező kialakítása céljából. A vizsgálatok célja többoldalú volt. Részben kísérleti úton tapasztalatokat kívántunk gyűjteni a mélvlégbefúvásos levegőztető rendszerek teljesítményére vonatkozóan, ami a külföldi szennyvíztechnológiai szakirodalom szerint sok esetben előnyösen alkalmazható [8]. Hazai vonatkozásban — tudomásunk szerint — nem ismertettek kutatási eredményeket mélvlégbefúvásos rendszerekkel kapcsolatban. Annál több ilyen irányú kutatási munka folyik külföldön. Ezért a levegőztető rendszerek tervezésével foglalkozó mérnökök számára hasznos lehet, ha rövid tájékoztatást adunk az említett témakörben végzett munkánk eredményéről. Vizsgálatainknak közvetlenebb gyakorlati céljai is voltak. Részletes vizsgálatokat végeztünk olajipari szennyvizek flotációs úton történő tisztítási lehetőségeinek elemzésére. Más oldalról vizsgáltuk az ivóvíztisztításban alkalmazható ózonbekeverő reaktorok térkialakítási kérdéseit [2, 6, 7], mikoris anyagátadási analógia révén bizonyos mértékig felhasználhatók a légbefúvásos rendszerben végbemenő oxigén felvételi folyamatokkal kapcsolatban elért eredmények. Jelen tanulmányban összefoglaló jelleggel ismertetjük a vizsgált mélvlégbefúvásos levegőztető rendszer kísérleti elemzésével kapcsolatban elért fontosabb kísérleti eredményeket. Az ismertetést ezúttal az oxigénbevitel anyagátadási kérdéseire korlátozzuk a gyakorlati, tervezési szempontok figyelembevételével. * Vízgazdálkodási Tudományos Kutató Intézet, Budapest. I d„-0, rnm Befúv m< bfejek 2. A kísérleti berendezés leírása A kísérleti berendezéset az 7. ábrán és az 7. képen szemléltetjük a főbb méretekkel együtt. A hengeres tartályt plexicsőből képeztük ki, és így lehetőség nyílt a/, áramlás, ill. a buborékmozgás] szemmel történő megfigyelésére. A tartály alsó részén elhelyezett befúvóelemekhez kompresszor juttatja a szükséges levegőt. A levegőhozam rotaméterrel mérhető. A befúvóelemek az elosztórácson cserélhető formában vannak felszerelve. A kísérleteknél alkalmazott befúvófejeket a 2. a—6. ábrákon mutatjuk be. A 2. a ábrán levő változat a Szerszám és Gépelemgyárak által készített ónbronz anyagú porkohászati elem. A 2. b ábrán pedig az Universal Szilikátipari Vállalat által gyártott szűrőnuts látható. Végül a 3. ábra az egyes kísérletsorozat oknál alkalmázott befúvófej elrendezéseket szemlélteti. -cf 3. Vizsgálati módszerek A kitűzött célnak megfelelően elsődleges feladat a bekeverő reaktor kedvező térkialakításának meghatározása anyagátadási szempontból. Kísérleti módszerek tekintetében ezért az anyagátadás sebességét meghatározó eljárásokból lehet kiindulni. Az oxigénbevitel sebességének meghatározására különböző módszerek ismertek. Anélkül, hogy azok részletesebb elemzésébe kezdenénk, hivatkozunk a vonatkozó szakirodalomra, elsősorban a szennyvíztisztítás területén a levegőztető rendszerek vizsgálata témakörében megjelent munkákra való különös tekintettel [1, 3, 8]. Az oxigénbeviteli sebesség jellemzésére — mint ismeretes — a ^ = K

La(C

s-C

t) (1) differenciálegyenletnek t — 0; C

t=0 kezdeti feltétel esetében történő megoldásával adódó TT 1 , C

S — C 0 , , Kjja,—— In-Ti—77- (2) e Leüntes 1. ábra. A kísérleti berendezés vázlata Puc. 1. CxeAia onbimtweo ofíopydoeanun Abb. 1 Schema der Vérsuehseinri c.htung I C

s-Ct összefüggés alkalmazható, feltételezve, hogy a rend-