Hidrológiai Közlöny 1980 (60. évfolyam)

2. szám - Dr. Horváth Imre: Rothasztók méretnövelése

Dr. Horváth /.: Rothasztók méretnövelése Hidrológiai Közlöny .1980. 2. SZ. 63 g) Gazdasági hasonlóság A közelmúltban publikált egyik munkánkban bevezettük a gazdasági hasonlóság fogalmát, és konkrét példákat mutattunk be arra vonatkozóan, hogy különböző szennyvíztisztító rendszerek méret- és kapacitásnövelése szempontjából a hasonlósági elv miképpen alkalmazható. A hivatkozott munkában kifejtett gondolatmenetre alapozva a jelen tárgyalás szempontjából is lényeges következtetések tehetők. A I.—TI.—III. technológiai változatok esetében lehetőség volt az összes napi energiafelhasználás és a fajlagos energiafogyasztás változóknak a hasonlósági elv alapján történő extrapolálási módszerének alkalmazására is. Az 1. táblázathói kitűnik, hogy az hatvanykitevo értéke a I.—II. változatoknál az összes napi energiafelhasználás esetében 1,0 értékű. A III. technológiai változatnál a vonatkozó hatványkitevő 1,3. Másrészről pedig a fajlagos energiafogyasztásra jellemző hatványkitevők 0,0 ill. 0,3. Ezen adatok jó összhangban vannak egymással olyan szempontból. hogy az összes napi energiafelhasználásra és a fajlagos energiafogyasztásra vonatkozó egymásnak megfelelő hatványkitevők különbsége egységnyi (lásd részletesebben a hivatkozott tanulmányban). Ismeretes, hogy olyan esetekben, amikor a költségekkel arányos napi energiafelhasználásra vonatkozó ot

x hatványkitevő értéke egységnyi, akkor proporcionális költségekről beszélünk. Ha az említett kitevő értéke 1-nél nagyobb (mint pl. a IIJ. változat esetében l-,3), akkor a költségek progresszívek. Az <x.

x = I eset felel meg annak a változatnak, beleértve a fajlagos iszapterhelés invarianciáján alapuló feltétel figyelembevételét is, amit Erdmenger kutatási munkáinak ismertetése kapcsán említettünk. h) Részleges és teljes hasonlóság Már az eddigi fejtegetésből is világosan kitűnik, hogy rothasztó rendszerek teljes hasonlósága nem valósítható meg. Ezért csupán részleges hasonlóságról, és ezzel egyidejűleg közelítő modellezésről beszélhetünk. A fentiekből az is következik, hogy adott esetben célszerű lehet a modellezési főfeladat részfeladatokra történő bontása. Esetünkben a rothasztó rendszerek modellezése pl. a következő részfeladatokat jelentheti: a keverőrendszer és a keverés intenzitásának vizsgálata; reakciókinetikai, biológiai (fermentációs) folyamatok elemzése, stb. A részfeladatok megoldása után természetesen szintetizáló elemzésre van szükség, amiből a méretnöveléssel kapcsolatos végkövetkeztetések levonhatók. Amint más műszaki feladatok modellvizsgálata során is szokásos, ezúttal is azokat a legfontosabb hasonlósági kritériumokat kell alapul venni, amelyek a kérdéses folyamatok elemzése szempontjából leginkább mértékadók. Erre vonatkozóan adott esetben lehet konkrét következtetéseket levonni. i) Kezdeti és kerületi feltételek A hasonlóságelmélet harmadik fő tétele kimondja, hogy a hasonlóság szükséges és elégséges feltételeinek meghatározásakor nem csupán a folyamatokat leíró egyenleteket, ill. azok invariancia feltételeit kell figyelembe venni, hanem az egyenletekhez csatlakozó kezdeti és kerületi feltételeket is. Fenti egvértelműségi feltételek csupán a konkrét feladat ismeretében határozhatók meg. Ezúttal néhány jelentős szempontra hívjuk fel a figyelmet: a falhatás szerepe; a műtárgyakat terhelő iszaphozam mennyiségében és minőségében jelentkező ingadozások; a külső hőmérsékleti tényezők, stb. Számos példa említhető arra vonatkozóan, hogy a kezdeti és a kerületi feltételek figyelmen kívül hagyása teljesen használhatatlanná tette az egyébként szakszerűen megtervezett modell- vagy félüzemi kísérletek eredményeit. j) Méretarányhatás (scale effect) Minden méretnövelési feladat esetében meghatározható egy — valamely jellemző méretre vonatkozó — határérték, amelynél a vizsgált folyamatban minőségi változás lép fel. E hatás, amelyet általában méretarányhatásnak neveznek, általánosabb értelemben nem csupán egy jellemző méretnél, hanem valamely tetszőleges változó egy bizonyos határértékénél is jelentkezhet. Utóbbira vonatkozóan — konkrétan rothasztók esetében — említhető a terhelésnek az a határértéke, amelynél az anaerob fermentációs folyamat alapvetően károsul. A méretarányhatás kérdésében szinte alig rendelkezünk valamilyen tapasztalati adattal. Inkább csak következtetni lehet egyes publikációkban közölt vizsgálatokból arra, hogy a méretarányhatással kapcsolatos problémák is felmerülhettek. Hangsúlyozzuk, hogy ez is egy olyan témakör, amelv alapkutatás szintű további vizsgálatokat igényel. k) Érvényességi tartomány Jelen tanulmányban vizsgált rothasztórendszerek méretnövelése szempontjából az érvényességi tartományt a felhasznált adatok határozzák meg. Ilyen szempontból 500—12000 m

;

i intervallum rögzíthető, mint hasznos rothasztó térfogat. Ebből az is következik, hogy laboratóriumi méretű vizsgálatok adatait nem vontuk be az értékelés körébe. Tehát lényegében véve arról van szó, hogy az említett intervallumon belül végezhetők megbízhatóan a méretnöveléssel kapcsolatos számítások az általunk javasolt módszer felhasználásával . I) A kutatás jövőbeli főbb irányai Mindenekelőtt szükségesnek tartjuk a méretnövelési eljárások érvényességi tartományának bővítését. Szükséges, hogy az elterjedten alkalmazott laboratóriumi méretű vizsgálatok tartományát is beillesszük az értékelés körébe. Ezen túlmenő enazonban—amint az előzőekben több részletkérdés kapcsán már felvetettük— szinte minden egyes részfeladat megoldása jelentős kutatási munkát igényel. (>. Számpéldák Az előzőekben ismertetett alapelvek és összefüggések felhasználásával a továbbiakban számpéldákon szemléltetjük a szóbanforgó rothasztó típusok méretnövelé-