A Magyar Hidrológiai Társaság XXXIII. Országos Vándorgyűlése (Szombathely, 2015. július 1-3.)
4. szekció. VÍZELLÁTÁS - 10. Tolnai Béla (BioModel Bt.): Szűrések hasonlósága
A másik fontos paraméter a szűrési sebesség, amelynek nagyságát úgy választjuk meg, hogy az áramlás szigorúan a lamináris tartományban - Re < 4 - maradjon. A gyorsszűrőknél alkalmazott max. 10-15 m/h sebességérték éppen ennek a feltételnek felel meg. A szűrés folyamatában a szűrőréteg előbb-utóbb eltömődik, amit a szűrőellenállás megnövekedése jelez. A szűrőhatás visszaállítása ellenáramú öblítéssel történik, amikor a felgyülemlett szennyeződést a homokszemcsékről lemossuk. A kivont szennyezés végül az öblítővízzel távozik. Működésük és hatásmechanizmusuk tekintetében a mechanikai szűrések családjába tartoznak a „durva” dobszűrők és a lényegesen kisebb pórusmérettel rendelkező ultra-, ill. nanoszűrők is. Ezek a szűrőberendezések nemcsak a szűrési résméret tekintetében térnek el a homokszűrőktől, hanem abban is, hogy a résméretűk a szűrési sebesség változásával állandó marad, viszont a gyorsszűrőknek is szigorúan lamináris tartományban kell dolgozniuk. Az öblítésnél alkalmazott áramlási sebesség a szűrési sebesség 3-4-szerese szokott leimi. A megnövelt sebesség a szűrő működését az átmeneti és turbulens tartományba tolja. A szemcsék vizuálisan is jól érzékelhetően elemelkednek egymástól. A partiszűrés változó sebességű szűrés. A mederkapcsolati rétegben a szűrési sebesség rendkívül alacsony, a kút környezetében ezzel szemben meglehetősen nagy. Emiatt, üzemelési gondot okozva, homok jelenik meg a kútaknában. Kúthidraulikai szempontból az a jó, ha a réteg a kút közvetlen környezetében homokos kavics és/vagy kavicsos homok frakciókból áll. Az ún. beboltozódáshoz, azaz a homok megjelenésének megakadályozásához a durvább frakció is szükséges. Ezzel szemben a mederhez közeli rétegben, a biológiai szűrés helyén minél kisebb szemcseátmérő a kívánatos. Könnyű belátai, hogy ugyanazon térrészben, a kisebb átmérőjű homokszemcsék együttesen nagyobb felülettel rendelkeznek, mint a durvább kavicsok. A kisebb szemcséken több baktérium tud megtelepedni. 2 BIOLÓGIAI SZŰRÉS A lassú- és a partiszűrésekről azt tartjuk, hogy biológiai szűrések. Ezek is a lamináris tartományban dolgoznak, de különböznek egymástól a szűrési sebességet illetően. A szűrőközeg mindhárom esetben homok. az. Kérdés, hogy mely tartományában inkább mechanikai, és hol biológiai a szűrés. Az elválasztásnak biztosan nem számszerű mutatója, hogy mechanikai szűrés esetén szűrőközegről, biológiai szűrés esetében biofilmhordozó rétegről beszélünk. A partiszűrés modellezése megmutatta, hogy lamináris tartományon belül az elválasztás a Pe-szám segítségével lehetséges (2-1. táblázat). Partiszűrés Lassú szűrés Gyors szűrés dm 1,3 mm 1,3 mm 1,3 mm w 0,1 m/d 0,1 m/h 15 m/h Ds 5,00E-10 m2/s 5,00E-10 m2/s 5,00E-10 m2/s v l,30E-06 m2/s l,30E-06 m2/s l,30E-06 m2/s Re 0,0012 lamináris 0,03 lamináris 4,17 lamináris Pe 3 hatékony biológia 72 van biológia 10833 nincs biológia 2-1. táblázat A Re és Pe számok nagysága a különböző szűrési eseteknél. A két hasonlósági szám között a Pe = Re *Sc összefüggés teremt kapcsolatot, ahol Se = v / Ds, a Schmidt szám. 2/10
