Hidrológiai Közlöny 1971 (51. évfolyam)
12. szám - Husam Saleh Jaber–dr. Öllős Géza: A lassúszűrő elméleti, tervezési és üzemeltetési alapjai
538 Hidrológiai Közlöny 1971. 12. sz. Iiusam S. J.—Dr. Öllős G.: A lassúszűrő elméleti tervezése Puc. 6. PacnpedeAenue daenemin e MeÖAenmM (puAbmpe, ecAU npu eanyyMe yMeHbuiaemcH CKopoerrib (fiu.ibmpoeanusi [7] Fig: 6. Pressure distribution over the slow filter when tlie f iltering rate is reduccd owing to vaeuum [1] gyon összetett) hatása — amit a (12) egyenletből is kitűnik — elméleti úton nehéz feladat. Elsősorban a felüzemi vagy üzemi tapasztalatokra, mérési adatokra célszerű támaszkodni. A nyomásvonal alakulásának a szűrés kényesebb periódusaiban való figyelemmel kísérése a kutatások jelenlegi szakaszában mind a tervezés, mind az üzemeltetés szempontjából hangsúlyosnak ítélendő meg. A nyomásvonal a szűrő „életének" okszerű megismeréséhez igen jó alapot szolgáltat. Ha a nyomásértékek időbeli változását a megfelelő időpontokhoz tartozó szűrt vízhozamadatokkal, egyéb fizikai, ill. a kémiai és biológiai vonatkozású adatokkal együtt elemezzük, akkor a szűrés bonyolult folyamata valóban mértékadó módon tárható fel. 3.2. A szűrőben jelentkező kémiai és mikrobiológiai folyamatok Az 1. fejezetben a szűrés elméleti vonatkozásait a hidraulika szemléletéből vizsgáltuk. A 2. fejezetben a tervezési vonatkozásokat elsősorban a múltbeli üzemelési tapasztalatok alapján tárgyaltuk. A 3.1. fejezet üzemeltetés kiinduló alapjait — a nyomásviszonyok hidraulikai vonatkozásait — érintette. Az említett hidraulikai szemléletet, az elmúlt évtizedek elsősorban fizikai folyamatokra épített üzemelési tapasztalatait azonban igen gondos kémiai és mikrobiológiai ismeretanyaggal kell kiegészíteni. A lassúszűrő „biológiai szűrő" természetéből kifolyólag igen összetett folyamatú. A szűrt víz minőségét a mechanikai, kémiai és biológiai részletfolyamatok együttesen, egymásra szuperponálódva egyidejűleg alakítják. A részletfolyamatok (pl. C0 2 csökkenés vagy növekedés) alaptörvényei egyértelműen ismertek. A rétegen belül jelentkező részlet folyamatok kölcsönös egymásrahatása menynyiségi szempontból azonban már nehezen követhető. A szűrt víz minőségének és mennyiségének (mint eredő komponenseknek) elemzéséből ugyanis a szűrési folyamat részleteire egyértelműen ma még nem lehet következtetni. Ez az a pont, amelyre a lassúszűrés esetében a kutatások jeleidegi szakaszáben a legnagyobb gondot kell fordítani! Jól érzékelteti ezt a helyzetet az óriási szűrőszemcse-halmaz felületén megnyilvánuló adszorbeiós hatások bonyolult rendszere. A tiszta homok, kristályos szerkezeténél fogva, felületén negatív töltést hordoz. Ezért képes a pozitív felületi töltésű (szennyezőanyag) részecskéket adszorbeálni, amelyek kolloidális állapotúak (mint például a karbonatpelyhek, vas- és alumíniumhidroxid), vagy pl. a vas-, mangán-, alumínium-kationjai lehetnek. A kolloidális anyagok közül a baktériumok legtöbbször negatív felületi töltésűek. E miatt nem adszorbeálódnak a tiszta szűrőréteg bedolgozási időszakában a szemcsék felszínén. A tiszta szűrőréteg üzembehelyezésének kezdete az elsődleges adszorbeió időszakában elsősorban a pozitív töltésű szennyezőanyagokat választja ki. Ennek a folyamatnak az eredményeként a szemcsehalmaz egy részének felületén a negatív töltés mértéke csökken, míg végül pozitívvá válik. A másodlagos adszorbeió időszakában az előzőkből kifolyólag (a felületükön már szennyezőanyagokat tartalmazó szemcsék) elsősorban negatív felületi töltésű anyagokat adszorbeál. Ilyenek az állati és növényi eredetű kolloidok, az oldott szenynyezőanyagok — például a N0 3~, P0 4 . Ennek az adszorbeiós periódusnak a végén a felületen a negatív töltés válik uralkodóvá. Ezért a szűrés következő időszakában újra a pozitív töltésű anyagok adszoi'bciója következik. Mindez a folyamat a rétegben térben (a réteg mélységében) és időben nagyon bonyolult formában játszódik le. Hozzá kell ehhez még azt is számítani, hogy a már kiszűrődött ionok stb. egy részét a szűrődő víz magával ragadhatja (különösen, ha az eltömődés már előrehaladottabb). A szűrőszemcsék felületi töltését ilyen irányú hatás is befolyásolhatja. A szűrőszemcsék felületén megnyilvánuló adszorbeiós viszonyok alapján értelmezhető a szűrőréteg bedolgozódásának hosszabb vagy rövidebb időtartama is. (Ennek a szemléletnek az alapján célszerű tulajdonképpen a homok mosásának, tisztításának a szükséges mértékére vonatkozó nézeteket is tisztázni.) Az előzőekben foglalt gondolatmenetnek megfelelően lassúszűrő esetében a tisztítási folyamat végső soron a szűrőszemcsék felületére került szennyezőanyag-háztartási viszonyok alakulásától függ. A jövőben a mérnöki gondolkodásmódok ehhez a szemlélethez feltétlenül közelebb célszerű kialakítani. (Ez elsősorban úgy érhető el, ha a szűrés részletfolyamataival foglalkozni hivatott különböző szakterületek képviselő kapcsolata szorosabbá válik). A szűrőszemcsék felületén levő adszorbeálódott anyagok a kémiai és mikrobiológiai oxidáció következtében válnak olyanokká, amelyek a víz minőségét, ill. a réteg állapotát (ha az előtisztítás stb. megfelelő) kedvezőtlenül nem befolyásolják. A vízzel együtt érkező szerves anyagok mineralizálódnak. A keletkező végtermékek: víz, széndioxid, nitrát, foszfát stb. Ilyen végtermékek a szűrőben elhaló mikroorganizmusok lebontódásából is származnak.
