Hidrológiai Közlöny 1971 (51. évfolyam)
12. szám - Husam Saleh Jaber–dr. Öllős Géza: A lassúszűrő elméleti, tervezési és üzemeltetési alapjai
534 Hidrológiai Közlöny 1971. 12. sz. Husam S. J.—Dr. öllős G.: A lassúszűrő elméleti tervezése hogy a d szerepe például a h szerepénél sokkal lényegesebb. Hangsúlyozandó tehát, hogy a szóbanforgó szűrés bonyolult folyamatú elméleti jellemzésekor a paraméterek súlyozására, a folyamat lényegére, részleteinek helyes felismerésére egyidejűleg nagy gondot kell fordítani. A szűrő üzemeltetése szempontjából a réteg egységnyi vastagságára eső kiszűrődött lebegőanyagok koncentrációja változásának ^ 7j/~] i sme i*ete is alapvető fontosságú. A -jy- változást (2) Cl/v egyenlethez hasonlóan szintén elsőrendű reakcióegyenlet feltételezésével jellemzi általában a szakirodalom [21: dC -Ü-M, (5) ahol X a szűrő hatékonyságát kifejező tényező. A /-ra a következő kifejezés ismert: X = X 0+ca, (6) ahol X 0 a szűrőréteg tiszta (/ = 0 időponthoz tartozó) állapotára vonatkozik, c szűrőállandó, a a szűrő egységnyi térfogatára eső kiszűrődött lebegőanyag térfogatát képviselő tényező. A (6) egyenlet, a a és a /. közötti lineáris kapcsolatból kifolyólag, csak a szűrőrétegbe jutott szenynyezőanyagok kiválásának folyamatával számol, a szűrőréteg áttörésének, vagyis a már kivált anyagok újbóli mozgásba kerülésének lehetőségét figyelmen kívül hagyja. Jól megválasztott, illetőleg az üzemelés során valóban megfelelő mértékűre beállított szűrési sebesség (v) esetében (ha a biológiai hártya jelenlétéből, adódó speciálisabb viszonyoktól eltekintünk) a (6) egyenlet lassúszűrőre bizonvnyal érvényesnek tekinthető. Más a helyzet azonban, ha a szűrési sebesség a szűrési periódus utolsó időszakában vagv valamilyen más, helytelen üzemelés miatt lényegesen nagyobbá válik. Ilyenkor a réteg bizonyos mértékű áttörése — akárcsak a gyorsszűrő üzemeltetésekor — szintén előállhat. Ezen nem kívánatos helyzet szem előtt tartása, ill. elkerülése miatt érdemes az eredetileg a gyorsszűrésre alkalmazott következő egyenletet is idézni [51: 0a 2 leges folyamatok vizsgálata. Az ilyen irányú kutatások lényegét jól érzékelteti például a Mintztől származó, a lamináris szűrési folyamatra vonatkozó következő összefüggés [6]: /.— Á 0 + ca-~ (1) n — a ahol <5 egy másik szűrőtényező. Ez az egyenlet tehát már a szűrőréteg hatékonyságának esetleges rosszabbodásával is számol. Az esetleges áttörés dinamikai vonatkozásainak elemzésekor a kiszűrődött, számos esetben pehelyszerű (s éppen ezért a kvarchomokrétegtől eltérő szilárdsági sajátosságú) anyagok szerepére szilárdsági sajátosságaira különös hangsúly helyezendő! Mintz a [7] egyenletben foglalt szemlélettel összhangban, vizsgálatai alapján arra a következtetésre jut, hogy az ezideig kifejlesztett szűrési elmélet gyenge pontja elsősorban azért jelentkezik, mert hiányoznak a konkrét kapcsolatai azoknak a paramétereknek, amelyek segítségével az eltömődő szemcsés közeg — geometriai rendszer — közvetlenül jellemezhető lenne. A kutatások utóbbi időben fokozottabban jelentkező fő iránya ezért a mértékadónak vélt paraméterek kísérleti meghatározása, vagyis a tény(8) ahol i = i(x,t) az eltömődő réteg x mélységében / időpontban jelentkező hidraulikus gradiens, n = n{x, t) ugyanebben a pontban a hézagtérfogat, a> = a>(x, 1) pedig a szemcsehalmaz fajlagos felülete. Az i f í, n a és a 0 értékek a tiszta szűrőrétegre (t = 0) vonatkoznak. A fejezetben vázolt elméleti alapokkal kapcsolatban megállapítható: A lassúszűrő hidraulikai jellemzése, a fizikai jelenségek részleteinek feltártsága (a következőkből pedig kiderül), a kémiai és biológiai folyamatok fizikai folyamatokra való konkrét kapcsolata, ill. kölcsönhatása jelenleg még korántsem kielégítő fokon feltárt. — A további fejlődésnél a tényleges folyamatok igen beható elemzésére kell elsősorban gondot fordítani. Ahhoz, hogy az elmélet i jellemzés terén előre lehessen lépni, a folyamatokat kell megismerni! Ennek elérése érdekében a kísérleti alapon nyugvó kutatómunkának fokozottabb szerepet kell biztosítani. A lassúszűréssel kapcsolatos számos ismeret rendszerbe foglalása tekintetében jelentős szerepet tölt be Prof. ir. L. L. Huisman : „Slow Sand Filtration" c. műve[l]. Számos megállapítására tanulmányunkban is támaszkodunk. 2. Tervezési alapok Amint a fejezetből kitűnik, a tervezés jelenleg elsősorban a már működő lassúszűrők által nyújtott, tapasztalati adatokra épül fel. Számos tervezési üzemeltetési szemléleti vonatkozás tekintetében azonban hiányzik a határozott állásfoglalás lehetősége. Ez bizonyos mértékig érthető is, ha a nyersvíz-minőség és az ezzel szorosan, összefüggő szűrési tisztítástechnológia tervezésekor követhető széles variációs mezejére gondolunk. A lényegesebb tervezési szempontokat illetően azonban feltétlenül egységesebb álláspontra kívánatos jutni. A szűrés feladatköréből és sajátosságaiból kifolyólag azonban —• hangsúlyozni kívánatos — merev tervezési irányadatok túlzott rögzítésére nem célszerű törekedni. Érthető, hiszen a tervezés fő célja: a mindenkori szűrendő víz kívánt m inőségűvé alakítása. A következőkben a tervezés néhány szemléleti vonatkozását tekintjük át [1, 4, 7]. 2.1. A szűrőréteg anyaga elvileg sokféle lehet. Homok, zúzottkő, antracit, üveg stb. A víztisztítás terén a homok bizonyult alkalmasnak, viszonylag kis költsége és a legtöbb esetben kedvező és kielégítő mértékű tisztító hatása miatt. A szűrőréteget alkotó homok tekintetében következő szempontok alakultak ki. — Az egyenlőtlenség tényezője <3 legyen. Kedvezőbb, ha a <2 feltétel biztosítható. A <1,5 tartomány (a hézagtérfogat és a k tényező tekintetében) azonban már nem eredményez számottevő előnvt.
