Hidrológiai tájékoztató, 2011
DIPLOMAMUNKA PÁLYÁZATOK - Kalocsai Edit: A hódmezővásárhelyi gyökérzónás szennyvíztisztító telep áramlástani vizsgálata
A hódmezővásárhelyi gyökérzónás szennyvíztisztító telep áramlástani vizsgálata* KALOCSAI EDIT Kutatómunkám során a gyökérzónás műtárgyak alkalmazási lehetőségeivel, illetve azok konstrukciós változataival foglalkoztam. Az ezen típusú természetközeli szennyvíztisztító telepek közül a hódmezőváráshelyi multi-stage típusú kombinált gyökérzónás telep képezi a vizsgálat helyszínét. A dolgozat témája a telep hosszanti átfolyású műtárgyában végzett konzervatív nyomjelzőanyag vizsgálati eredményeinek bemutatása, illetőleg a gyakorlatban is alkalmazható következtetések levonása. Bevezetés és célok Magyarországra általánosan jellemző gazdasági nehézségek miatt a csatornázás és szennyvíztisztítás gondja a közeljövőben a hagyományos technológiákkal nehezen lesz megoldható. Különösen igaz ez az állítás a kis (2000 fő alatti) településekre vonatkozóan. Az alternatív szennyvíztisztítási módszerek praktikus megoldást jelenthetnek, mivel ezek az alacsony beruházási és üzemeltetési költségű szennyvíztisztítók üzemeltetése egyszerű, kis kapacitás tartományban is alkalmazhatók, és bennük a tisztítási folyamat kontrolálható körülmények között, számos komponens esetében megfelelő hatásfokkal megy végbe. A természet-közeli módszerek vidéki településeken, valamint elszigetelt fogyasztók esetében előnyösebben alkalmazhatók. A fentiekben felsorakoztatott érvekből kiderül, hogy ezeknek a technológiáknak van létjogosultsága. Azonban a jelenleg ismert tervezési módszerek nem eléggé kiforrottak, precízek. Kutatásom célja, hogy a gyökérmezős szennyvíztisztító telepekben zajló szivárgáshidraulikai folyamatokat feltérképezzem annak érdekében, hogy a tervező mérnökök pontosabban megismerhessék az ott végbemenő folyamatokat. Reményeim szerint, eredményeimmel hozzájárultam ahhoz, hogy a terület hazai kutatása előbbutóbb a mainál pontosabb tervezési paraméterek meghatározása lehessen. A mérési program leírása A vizsgált szennyvíztisztító telep Hódmezővásárhely külterületén a Szegedi Tudományegyetem Mintatelepén található. A mintatelep multi-stage rendszerű, amely jelen esetben egy függőleges átfolyású-, ezt követően egy hosszanti átfolyású gyökérzónás műtárgyat, majd egy békalencsés Lemna-tavat, végül egy nyárfás öntöző területet jelent. A kutatásom során LiCI-t alkalmaztunk konzervatív nyomjelző anyagként. Négy alkalommal történt koncentrációmérés. Ezen mérések során 50g LiCI-t 200 ml vízben oldottunk fel, amelyet impulzusszerűen a műtárgy előtt található Parschall-csatornába injektáltunk. Azt követően meghatározott időközönként történt mintavételezés a műtárgyba helyezett 9 db dréncső alsó és felső harmadából külön-külön, valamint a műtárgyat követő szinttartó aknából. Az eltömődési folyamatok időbeni lefolyásának értékelését nehezíti, hogy vizsgálati idő közepén közvetlen szennyvíz ráhordásra került sor. Az előülepítetlen szennyvíz a függőleges átfolyású műtárgy töltet felszínét teljesen elfedte. Ezáltal teljes mértékben eltömítette a függőleges-, részben pedig a hosszanti átfolyású műtárgyat. Ez a helytelen üzemeltetés tehető felelőssé a műtárgy működésének rohamos romlásáért. Értékelést nehezítő körülmény továbbá az egyes mérési alkalmakkor alkalmazott eltérő hidraulikai terhelés, amely a műtárgy visszaduzzasztásából eredő hidraulikai problémák elkerülése céljából vált szükségessé. Továbbá nem tekinthető teljesnek a lítium koncentráció visszatérülése sem. A nemzetközi szakirodalomban általában a konzervatív anyagtranszport vizsgálat alapján építenek fel hidraulikai modelleket. A rendszerbe való nyomjelző anyag befecskendezéssel a hidraulikai rendszer jellemezhető. Az egydimenziós transzportmodell alapjául a szennyezőanyag keveredését jellemző általános differenciálegyenlet szolgált. Állandó áramlási sebesség feltételezése, valamint a Dirac-delta tűfüggvénnyel kezdeti feltétel kitétele mellett az 1 D-s transzport egyenlet analitikus megoldása az alábbi egyenlet: C(x,t) M 2-wm „ |/r-D -t «0 esq) BrI 4•£> •/ R (1) Kutatásom során ezen egyenlet által meghatározott görbéket vetettem össze a mérési eredményekkel, a modell illeszkedését vizsgálva. így az áramlási viszonyok jellemezhetők lehetnek. Eredmények Az első mérési eredmény kiértékelése során tapasztalható volt, hogy a műtárgy keresztmetszetének minden pontján hasonló áramlási folyamatok mennek végbe. Az első mérési alkalmat követően minden esetben elmondható az, hogy kialakult az áramlás rétegzettsége, a későbbiekben megjelentek az ún. „két-púpú" görbék. A kétpúpú görbék megjelenése a hidraulikai zavartság mértékének egyértelmű növekedését jelzi. Ezen tulajdonság állandósulása a műtárgyban lebontási hatásfok csökkenéshez vezethet. Amíg a függőleges átfolyású műtárgy töltetének tisztítása zajlott, az idő alatt a hosszanti átfolyású műtárgyra tiszta vizet vezettek. A vizsgált műtárgy osz* A 2010. évi Lászlóffy Woldemár diplomamunka pályázaton alapképzés kategóriában könyvjutalmat nyert diplomamunka kivonata. 13
