Vízügyi Közlemények, 1996 (78. évfolyam)
2. füzet - Rövidebb tanulmányok, közlemények, beszámolók
Keverés a koagulációban és a flokkulációban 229 Random (véletlenszerű) flokkuláció. A víztechnológiában alkalmazott hagyományos flokkulátorok pelyhesedési folyamatai az esetek döntő többségében ebbe a kategóriába tartoznak. A folyamat kezdetén a részecskék különálló, elemi egységeknek tekinthetők. A flokkuláció során a részecskék véletlenszerű ütközéseinek eredményeként alakulnak ki a pelyhek, az elmélet szerint minden egyes ütközés során méretük növekedik. A maximális pehelyméret n db ütközés után alakul ki, ahol is n függvénye a keverés intenzitásának, valamint a pehely rezisztenciájának. A véletlen ütközések száma és a keverés miatti széttöredezés folytán egyensúlyi állapot áll be, mely egyenletes pehelyméret-eloszlást eredményez. A random flokkuláció igen lényeges jellemzője, hogy a pelyhek hézagaiban lévő víz miatt a méretnövekedés a pehely sűrűségének csökkenésével jár együtt (Tambo-Watanabe 1979a). Kontakt flokkuláció során a nagyobb méretű makropelyhek a mikropelyheket felületükön adszorbeálják. Kontakt flokkuláció általában ellenáramú derítőkben jön létre, ahol a turbulens áramlásban, ill. a lebegő iszapfelhőben lévő nagyobb méretű pelyhek ütköznek a beáramló mikropelyhekkel. Az ütköző pelyhek között-rendkívül eltérő méreteik miatt - adszorpciós folyamat jelentkezik. A nagyméretű pelyhek nagy koncentrációja folytán a flokkuláció időtartama jelentősen lerövidülhet (Tambo et al. 1979b). Pellet (sörét) flokkuláció. A random flokkuláció során a pelyhek hézagrendszerében lévő víz csökkenti a pehely sűrűségét, így rontja annak ülepíthetöségét, viszont a pellet flokkuláció során e fölös vízmennyiség csökkentésével kedvezőbb ülepedési hatásfok érhető el. A kontakt flokkuláció javításához az iszapfelhőben metastabil állapotot kell létrehozni (Stumm—Morgan 1970). Túltelített oldatban (iszapfelhö) a spontán csapadékképződéshez bizonyos idő szükséges. Ha az oldatba azonos szilárd fázist vezettünk be, ezen szilárd részecskék felületén a kicsapódás igen gyorsan lezajlik, mely igen gyakran tömör makropelyhek képződéséhez vezet. Vagyis metastabil állapotban azon részecskék vannak, melyek már rendelkeznek a végső makropelyhek szerkezeti sajátosságaival, azonban méretük vagy koncentrációjuk elégtelen a rövid idő alatti aggregátumképzödéshez. Polimerflokkuláns adagolása az iszapfelhőbe gyengéd keverés mellett rendkívül tömör makropelyheket eredményez, mivel a már létrejött pelyhek és a beáramló mikropelyhek közti kötést hídkötéssel tovább erősíti. A keverés feladata a véletlenszerű részecskefelhalmozódás megakadályozása a pellet (sörét) felületén (Amirtharajah-Tambo 1991). 3. A keverés elmélete 3.1. Turbulens keverés A keverési esetek többsége alacsony viszkozitású folyadékban játszódik le, turbulens áramlási viszonyok között. A turbulens keverés legfőbb előnye, hogy viszonylag olcsó berendezéssel, kis üzemeltetési költségek mellett valósítható meg, e mellett minimális keverési időt és kis térfogatot igényel. Turbulens áramlási viszonyok a lamináris vízmozgásnál lényegesen gyorsabb keveredést okoznak. A reaktorban lejátszódó turbulens keveredési folyamatok alapvetően két eltérő szemléletmóddal vizsgálhatók és elemezhetők:
