Hidrológiai Közlöny 1972 (52. évfolyam)
12. szám - Bulkai Lajos: A derítés elméleti és gyakorlati vonatkozásai a jelenlegi kutatási szemlélet tükrében
Bulkai L.: A derítés elméleti és gyakorlati vonatkozásai Hidrológiai Közlöny 1972. 12. sz. 541 Nem lehet azonban a hatványkitevőben szereplő tényezőket vég nélkül növelni. A kísérletek s az üzemelő berendezésekben történt megfigyelések szerint ugyanis azoknak optimuma van. így a G értékét 20 és 74 see1 között tartják kedvezőnek és semmiképpen sem engedik meg annak 100 fölé való növelését, mivel akkor már félni kell a kialakuló pelyhek széttörésétől, elnyírásától. A tartózkodási idő optimuma 10—30 perc között van. A sebességgradiens és tartózkodási idő szorzata a Camp-szám, melynek külön jelentőséget tulajdonítanak. A rövid ideig tartó erőteljes keverést egyenértékűnek tartják a gyengébb intenzitású hosszantartóval. A Ca—Gt szorzat értékének Camp mérései szerint 23 000 és 210 000 között kell lennie. A könnyebb fajsúlyú alumíniumhidroxid pehel v esetén Ca—55 000, míg a nehezebb vashidroxid pehelynél Ca—135 000 körüli a kívánatos érték. A pelyheknek 0,1—2 mm-es méretre kell növekedniök ahhoz, hogy megfelelő ülepedési sebességgel rendelkezzenek a továbbiakban. Számos flokkulátor-megoldással találkozunk a gyakorlatban. A sebességgradienst előállíthatjuk motorikusán hajtott keverőszerkezettel, zárt csővezetékbe, vagy nyílt csatornába tett ütköző falakkal, illetve a víz felfelé áramlásakor a lebegő iszapfüggönyben lejátszódó kavargással. A villanymotorral hajtott függőleges, vagy vízszintes tengelyű flokkulátorokkal 10—30 W teljesítményt kell a vízbe juttatnunk a flokkuláló medence víztérfogatának egy m 3-ére vonatkoztatva. A keverő szerkezet külső kerületi sebessége 0,5—1,5 m/sec közötti. Mivel a flokkuláló medence átfolyásánál is vannak előresiető vízrészek, melyek nem tudnak eredményesen részt venni a kavargásban, ezért 2—3 egymás után kapcsolt medencerészre is oszthatják a szükséges térfogatot. Ezekben csökkenő intenzitással működtetik a keverő gépegységet, nehogy a növekvő pelyhek elnyíródjanak. Az iszaprecirkulációval dolgozó flokkulátorokban a körforgásban tartott zagyos víz a nyersvízzel együtt ez utóbbinak 2—5-szöröse. Csöves, vagy ütközőfalas flokkulátorokban a nyomás vagy eséskülönbség biztosítja a szükséges sebességi energiát 0,3 m/sec körtili vízsebesség mellett. Ha lebegő iszapréteg segítségével akarjuk a flokkuláló hatást elérni, akkor oly sebességi energiával kell a nyers vizet a derítőbe juttatnunk, mely a lebegő iszap vízben mért súlyával arányos. Ennek optimális értéken tartása pedig a lebegő iszapzagy térfogati koncentrációjától és a pehely sűrűségétől függ. Az ilyen módon lebegésben tartott iszapréteg belsejében az iszapgomolyagok között kavargó víz sebessége a keresztmetszetből számított felszálló sebességkomponens 10—20-szorosa is lehet s rendkívül ingadozó. így valósul azután meg a pelyhek hatásos ütköztetése. Az elméleti összefüggések alapján adott berendezésnél és adott kapacitásnál a G és t értéke eléggé kötött, így a flokkulációt inkább a C iszapkoncentráción át tudjuk befolyásolni, mellyel arányos a pelyhek adszorpciós felülete. Emiatt van jelentősége az iszap reeirkulációjának, de csak az olyan friss iszapénak, melynek még van szabad, le nem kötött felületi energiája, tehát még képes adszorbeálni, magához kötni kisebb pelybeket. S ezért van az is, hogy a nyersvíz kevés, mintegy 20—40 mg/l alatti lebegőanyagtartalma esetén célszerű mesterségesen növelni azt. Ugyancsak az iszapkoncentráció és iszapsűrűség növelésének előnyét használja ki a magyar Cyclofloc eljárás homokliszt adagolással. Láthattuk, hogy a sebességgradienst a víz viszkozitása lényegesen befolyásolja. így télen, amikor a nyárhoz viszonyítva 1.8-szeresre nő a viszkozitás, ennek arányában kell növelni a flokkuláló térbe juttatott energiát is. Ebben a tekintetben előnyösebb a gépi flokkuláció, mivel ott a fordulatszám megfelelő változtatásával könnyebb lehetőségünk van a sebességradiens beállítására. Erre azonban nincs lehetőségünk a víz sebességi energiáját hasznosító keverőkben, mivel a hozamot nem növelhetjük a tisztítási hatásosság romlása nélkül. Mind ennél, mind pedig a lebegő iszapréteges flokkulációnál az iszapkoneentráció növelésével lehetne ellensúlyozni a sebességi gradiens csökkenését, aminek megvalósítása nem mindig könnyű. Segít azonban a téli üzemi nehézségeken a segédderítőszer — amennyiben elegendő lebegőanyag van a vízben — mely a nehezen összeálló mikropelyheket összegyűjti. Alkalmazásával nagyobb lesz a pehely szilárdsága, tehát nyugodtan lehet növelni a gépi keverő forgási sebességét. Nagyobb lesz az iszap sűrűsége is, ami a lebegő iszapréteg flokkuláló hatását fokozza. 4. A pehely-eltávolítás technológiája és berendezései a) A külön flokkuláló medencében kialakult pelyhek klasszikus eltávolítási módja az ülepít és a hosszanti átfolyású medencékben. Hogy minél inkább megközelítse az ülepedés sebessége a Stokes törvényével kifejezhetőt, annál inkább le kell csökkenteni abban az áramlási sebességet. Éppen ez az. ami a medencék egyik fő nehézsége. A medencéhez vezető csatornában ugyanis a pelyhek leülepedésének meggátlása érdekében 0,3—0,5 m/sec vízsebességnek kell lennie, melyet 0,03 m/sec alá csak úgy tudunk a medence egész beömlési keresztmetszetére nézve egyenletesen lecsökkenteni, ha a beömlő falon sok kis nyílást alkalmazunk energiatörő lapokkal. A medence belsejében nem szabad turbulens áramlásnak lennie. Ezt a Revnolds-szám kis értéken tartása fejezi ki: vR en r Re — ^ 500. v Ugyanakkor az áramlási sebesség irányának és nagyságának is lehetőleg állandónak kell maradnia, főként a víz be- és elvezetésénél. Az áramlás stabilitásának pedig a Froude-szám a kifejezője, melynek egy bizonyos szint felett tartása csökkenti az áramlási rövidzárás lehetőségét:
