180551. lajstromszámú szabadalom • Eljárás víz tisztítására
3 180551 4 bizonyos érték felett erodeálja az összekötő szövetet. Az új elgondolás értelmében végzett szisztematikus kutatás segítségével, sikerült egy olyan egyenletet felállítani, amelynek segítségével az eljárást bármely vízre alkalmazhatjuk és így előre meghatározható és kívánt mértékű tisztítás érhető el. Ennek az elgondolásnak megfelelő egyenlet meghatározásához meg kellett vizsgálni egyrészt a kezelendő víz áramlási sebessége, illetve az aktív szén ágyon átfúvatott oxigén-tartalmú gáz sebessége közötti összefüggéseket, másrészt pedig ezen paramétereknek a hatását az ágy természetére és felépítésére, illetve az 1 m3 aktív szénnel óránként eltávolítható szennyezés mennyiségére. Mielőtt ismertetnénk a találmány szerinti eljárást, illetve a rögzített aktív szén ágyas tisztítási eljárásban elért technológiai fejlődést, először összegezzük az eljárást befolyásoló elsődleges és másodlagos paraméterekre vonatkozó tanulmányok legfőbb eredményeit. Először is, a vizsgálatok azt mutatták, hogy a szemcsés ágy keresztmetszetének m2-ére vonatkoztatva a 10 m3 óránkénti áramlási sebességet meg nem haladó sebességű víz esetében definiálhatunk egy olyan alfa paramétert, amely a szemcsék között elhelyezkedő oxigén-tartalmú gáznak azt a maximális térfogatát jelenti, amely még nem károsítja az aktív-szén ágy működését azon ciklusidő alatt, amely az ágynak két ellenáramban történő kimosása között telik el. Figyelembevéve a gáznak a szénágyban történő mozgását megállapítottuk, hogy az oxigén-tartalom gáz befúvásának az alábbi egyenletet kell kielégítenie : Qi — < s ~ (oce—Kj)v (16) ahol Q, az odavezetett oxigén-tartalmú gáz menynyisége m3/órában, e az ágy porozitása, azaz a szénnel nem kitöltött térfogat; a az előbb említett térfogatnak az a része, amelyet a gáz elfoglalhat anélkül, hogy a kezelés hatásossága csökkenne; S az ágy keresztmetszete m2-ben ; v pedig az ágyban áramló gázbuborékok átlagos sebességének vertikális komponensét jelenti m/órában kifejezve, és végül Kj konstans annak a térfogatrésznek felel meg, amelyet a nem áramló gázbuborékok foglalnak el. Ahhoz, hogy megtaláljuk az összefüggést a bevezetendő oxigéntartalmú gáz mennyisége és a tisztítandó víz mennyisége között, meg kell állapítanunk annak az oxigéntartalmú gáznak a mennyiségét, amely biztosítani tudja a granulált ágy számára azt az oldott oxigénmennyiséget, amely feltétlenül szükséges a biológiai tisztításhoz. Ha ÖD-val jelöljük az 1 kg víz kezeléséhez szükséges oxigén menynyiségét, az alábbi összefüggést kapjuk: Qa-OD K3-R ^Qi (2) ahol Q2 a kezelendő víz mennyisége m3/órában, R a teljes átviteli tényező, azaz a ténylegesen oldott oxigén mennyisége kilogrammban, a szén ágyba vezetett és szintén kilogrammban kifejezett oxigén 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 mennyiségéhez viszonyítva. K2 jelenti a gázban az oxigén koncentrációját, kg/m3-ben kifejezve. Ha az (1) egyenletből kapott Qx értéket behelyettesítjük a (2) egyenletbe, olyan összefüggést kapunk, amely csupán a kitermelt vízre vonatkozik, nevezetesen : Qa — < s KaJ R OH *v(as—K,) (3) Az eljárás optimális kihasználása érdekében a Q2 víz mennyiségét, olyan értéken kell tartani, amely legalább az ágy biológiai képességével azonos, hogy így kielégíthessük annak oxigén igényét, OD-t. így a feltételekre az alábbiakat írhatjuk: Qa-OD Sh (5) ahol h a granulált ágy magassága méterben és K3 jellemzi az ágy biológiai kapacitását, amelynek segítségével OD kiküszöbölhető (vagyis az OD az oxigénmennyiség, amelyre 1 m3 granulált anyagnak 1 óra alatt szüksége van). Mint azt a későbbiekben látni fogjuk, a gyakorlatban az eljárás hatékonyságát úgy tudjuk optimumon tartani, hogy a kezelendő vízbe egy szondát helyezünk, amely méri az oldott oxigént, és ennek segítségével folyamatosan szabályozzuk a bevezetett gáz mennyiségét. így csak annyi oxigént táplálunk be minden időpillanatban, amely éppen szükséges és elegendő. Általánosságban megfogalmazva, a víz tisztítására vonatkozó találmány szerinti eljárás azon az ismert eljáráson alapszik, amely szerint a vizet valamely rögzített-ágyas szemcsés anyagon keresztül vezetjük, az ágy magasságának közepe táján levegőt fúvatunk be és a betáplált kezelendő víz menynyiségét és az oxigén-tartalmú gáz befúvását úgy szabályozzuk, hogy az alábbi összefüggések teljesüljenek: Qi- < (ae—KX)V (1) Qa KaR "s'^'ÖD •v(ae—Kd (3) és egyidejűleg: q,od (J, K3 ■ h — sK,TMgy-4— _ (t) Az itt szereplő paraméterek definícióit fent megadtuk. Mint majd a fent definiált eljárás részletes jellemzésénél látni fogjuk, valamint a fenti összefüggések értelmében is Q, és Q2 arányának szabályzását úgy hajtjuk végre, hogy az azt befolyásoló paraméterek egyikét vagy másikát vezéreljük. Például ha növekszik a kezelendő víz mennyisége, és ez a kívánt értéknél több oxigén-tartalmú gáz befúvásához vezetne, ebben az esetben megváltoztathatjuk a gáz oxigén-koncentrációját, vagy a kezelendő víz meny-2
