Hidrológiai Közlöny 1971 (51. évfolyam)

12. szám - Husam Saleh Jaber–dr. Öllős Géza: A lassúszűrő elméleti, tervezési és üzemeltetési alapjai

HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 51. ÉVFOLYAM 12. SZÁM Budapest, 1971. december 533—580. oldal VÍZELLÁTÁS A lassúszíírő elméleti, tervezési és üzemeltetési alapjai HtJSAM SALEH J A B E R* — Dr. 0 L T, fi S GÉZA ** a műszaki tudományok kandidátusa 1. Elméleti alapok A szemcsés közegen keresztül szivárgó tiszta víz hidraulikai jellemzésekor a feltételezett lamináris mozgásállapotra a Darcy-féle 7 1

1 (1) egyenlet jelenti a kiindulási alapot (v a szivárgási sebesség [ m/ó], k a szivárgási tényező [m/ó], H a szivárgás létrejöttéhez szükséges vízszintkülönbség [m], L a szivárgási űt hossza [m]. Ez esetben a szivárgó vízből szennyezőanyagok a szemcsés közeg hézagrendszerébe nem kerülnek, vagvisahézagrendszer geometriai viszonyai, a szemesehalmaz felületén a szűrőközeg és a szivárgó víz kölcsönhatásából származó erőviszonyok időben és térben változatlanok. A szivárgási rendszer külső — és belső határfeltételei állandósultak. A szennyezőanyagokat tartalmazó — tisztításra szoruló víz — szemcsés közegen keresztüli szűrésekor az (1) egyenlet elvileg továbbra is érvényes, a szűrési folyamat belső határfeltételeinek idő és tér szerinti változása azonban már bonyolultabb, hidraulikai szempontból jóval nehezebben követhető folyamatokat eredményez. A belső határfeltételek változása a szennyezőanyagok hézagrendszerben való kiválása, vagyis a tisztítás folyamata miatt jön létre. Ilyenkor a szemcsehalmaz felületrendszerén megnyilvánuló fizika-kémiai hatások a szűrődő folyadékra és a sokféle szennyezőanyagra egyidejűleg jelentkeznek. A szűrés hidraulikai jellemzése tehát a folyamat összetettebb volta miatt már nehezebb. A kutatások mai szintjén sem az elméleti, sem az üzemeltetési oldalról származó jellemzés korántsem kielégítő. Amit feltétlenül hiányolni kell: a * A Bagdadi General Projects Department mérnöke. Jelenleg a Budapesti Műszaki Egyetem Vízgazdálkodási Tanszékének ösztöndíjas munkatársa. * * Budapesti Műszaki Egyetem Tanszéke, Budapest. lassúszűrésre vonatkozó alkalmazott hidraulika az igényektől elmaradt. Ezt a tényt az elméleti jellemzés eddigi fejlődése jól tükrözi. Bizonyítékul csupán néhány egyenletet, ill. az azokhoz tartozó gondolatok lényegét idézzük. A szűréshez tartozó tisztítási folyamatot legtöbbször elsőrendű reakcióegyenletekkel próbálták közelítőleg jellemezni. Ennek a gondolatnak felel meg például a Vízgazdálkodási dC" át (2) összefüggés [1], amely feltételezi, hogy a szemcsés közeg valamely pontjában (vagy keresztmetszetében) a még vízzel együtt haladó szennyezőanyagok koncentrációjának idő szerinti változása dC' d/ valamely t időponthoz tartozó C' koncentrációval arányosan csökken, a értékét az 1 — n (3) függvénykapcsolat fejezi ki. (a lényegében a szűrőközeg szemcséi felületével kapcsolatos geometriaiés erőhatásokat hivatott kifejezni, fi arányossági tényező, n a hézagtérfogat, d a jellemző szemcseátmérő.) Ennek a fogalmazásmódnak végső eredményeként a tisztítási folyamatot jellemző legfontosabbnak vélt tényezők közötti kapcsolatot a , h (4) összefüggés szolgáltatja. (Itt /3' = /3(l—n). n; h a szűrőréteg vastagsága, C'

Q a szűrés kezdetéhez tartozó koncentráció). A szűrési folyamatok konkrét mérési adatainak elemzése azonban arra mutat, hogy a h, v, d tényezők és a C' szóbanforgó matematikai kapcsolatbahozatalának módja nem kielégítő, a tényleges folyamat ily módon csak durva közelítésként jellemezhető, hiszen nyilvánvaló,