1
VÍZKEZELÉS3. előadás
Víztisztítási technológiák I. gereb,szitaszűrés, ülepítés, derítés
Dittrich Ernő
egyetemi adjunktus
PTE-PMMK Környezetmérnöki Tanszék
Pécs, Boszorkány u. 2. B ép. 02.
PTE HulladékgazdálkodásiTechnológus Szak (FSZ)
2
Víztisztítás alapelve
3
Gerebek, rácsok
Ivóvíztisztításban: gereb,szennyvíztisztításban: rács
Ivóvíztisztításban felszínivízkivételeknél alkalmazzák
Durva méretű szennyeződésekeltávolítására szolgál (pl. ágak,levelek, széna, stb..)
Durva gereb: résszélesség 20 -30 mm
Finom gereb: résszélesség: 1,5– 15 mm
Szennyvíztisztításitechnológiák tárgyalásakorrészletesen tárgyaljuk
4
Szitaszűrés
Alapelv: vékony szitaanyagon keresztül történőszűrés
Célja az ülepítő vagy derítő terhelésénekcsökkentése
Makro-szita szűrés: szitaszövet nyílásmérete0,3-2,5 mm.
Mikro-szita szűrés: szitaszövet nyílásmérete23-65 µm. Finom szuszpendált anyagok, élőmikroszervezetek, planktonok eltávolításáraalkalmas. Alkalmazása. Felszíni vízkivételesetén jellemző. Szitafonal átmérő: 0,02-0,05mm.
5
Makro-szita szűrés I. - működésükelve
Nyitott (gravitációs rendszer) és zárt kivitelű szitaszűrők
(nyomás alatti rendszer):
6
Makro-szita szűrés II.
Hidraulikai méretezés alapelve: szabad átfolyási felületrevonatkoztatott átfolyási sebességre történő méretezés [0,3-2mm: 0,04-0,3 m/s; 2-5 mm: 0,3-0,5 m/s]
Fsz [m2]: szükséges szűrőfelület
k=k1*k2 [-]: szabad keresztmetszeti tényező (k1=0,35-0,6 aszűrőszövet szabad keresztmetszeti tényezővel; k2=0,3-0,6az alátámasztó szerkezet szabad keresztmetszeti tényezője)
z [-]: a szita víz alatti felületének és teljes felületénekhányadosa
7
Mikro-szita szűrés:
Méretezés tapasztalatiúton
A szitaszöveten kialakulófilmszerű bevonat miattegyre finomabbszemcséket képeskiszűrni, közben azellenállása folyamatosannő
Technikai adatok:
Dob átmérő: 1,5-3 m
Dob hossz: 2-5 m
Forgási sebesség: 30-50m/perc
Öblítővíz mennyiség: 1,5-5% (magas!)
8
Ülepítés I.
Csak a derítés megértéséhez szükséges alapfogalmakat vesszük.Az ülepítőket részletesen a szennyvíztisztításnál tárgyaljuk.
Tisztítási feladat: különálló részecskék (0,1 mm felett) és vagyösszeállt pelyhek (0,1 mm alatt) kiülepítése
Különálló szemcsék állandósult ülepedési sebessége a laminárisülepedési törvényből számítható:
Ahol: η [Pas]: dinamikai viszkozitás; g=9,81 m/s2; sz [kg/m3]:ülepítendő szemcse sűrűsége; f [kg/m3]: folyadék sűrűsége
A méretezés alapelve: az ülepedési idő kisebb kell hogy legyen minta szemcse tartózkodási ideje a műtárgyban:
9
Ülepítés II.
10
Ülepítés III.
Pelyhesedő lebegőanyagok ülepedése: a pehelyméretváltozás miatt az ülepedési sebesség nem állandó →Az ülepedési időt kísérleti úton kell meghatározni!
11
Derítés I.
Célja: a 0,1 mm-nél kisebb átmérőjű részecskék ésoldott anyagok egy részének eltávolítása (pl. szervetlenés szerves kolloidok, mikro-szennyezők, prekurzorok,zavarosságot vagy színt okozó anyagok stb..)
Derítés alapelve: pelyhesítő szer bekeverése és kolloiddestabilizáció (koaguláció) → pelyhesítés (flokkuláció)→ a keletkező pelyhek fázisszétválasztása (ülepítésés/vagy szűrés).
Pelyhesítés során a kolloidális részecskék makro-pelyhekbe tömörülnek, így már fázisszétválasztássalkiválaszthatóak a vízből.
12
Derítés III. – Zeta-potenciál
Kolloidok stabilitása: pelyhesedésselszembeni ellenálló képesség. Stabilkolloidok (hónapok alatt is csakkismértékben pelyhesednek) pl.proteinek, keményítők, detergensek.Instabil kolloidok pl. fém oxidok,agyagásványok, mikroorganizmusok. Aderítés célja az instabil kolloidokleválasztása.
Vizes szuszpenzióban a kolloidokfelülete negatív töltésű, mivel felületienergiájuk révén főleg negatív töltésűionokat (anionokat) adszorbeálnak. Anegatív töltésű kolloid felület így csakpozitív töltésű ionok (kationok)vonzására képes. A kolloidok taszítjákegymást.
Zeta-potenciál [mV] értelmezése: (pl.ásványi anyagok -13 mV, algák -8 mV)
13
Derítés IV. – kolloidokdestabilizálása
A koaguláció feltétele: akolloidok közötti taszítóerő minimális szintje.Cél a 0 mV Zeta-potenciál elérése → avan der Waals erők ésa kémiai kötőerők azuralkodóak
Erre a célra kémiaiderítőszerekethasználunk
14
Derítés V. – koagulációderítőszerekkel
Leggyakrabban használt derítőszerek: alumínium-szulfát [Al2(SO4)3],vas(II)szulfát [FeSO4] , alumínium-klorid [AlCl3], vas(III)klorid [FeCl3]
Az összetett kémiai folyamatok révén a ++ vagy +++ töltésű fém ionból,semleges töltésű fém-hidroxid [Al(H2O)3(OH)3 keletkezik. Közbenső hidrolízistermékek az ún. fém-hidroxid-komplexek keletkeznek pozitív töltéssel. Ezekdestabilizálják a negatív felületi töltésű kolloidokat.
15
Derítés VI.- derítés folyamata
16
Derítés VII.- berendezések
17
Felhasznált irodalom
Dr. Chovanecz Tibor: Az ipari víz előkészítése.Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1979.
Dr. Benedek Pál, Valló Sándor: Víztisztítás-szennyvíztisztítás zsebkönyv. Műszaki Könyvkiadó,Budapest, 1990.
Dr. Öllős Géza: Vízellátás - Csatornázás I.Műegyetemi Kiadó, Budapest, 1995.
Bozóky-Szeszich-Kovács-Illés: Vízellátás ésCsatornázás tervezési segédlet. MűegyetemiKiadó, Budapest, 1999.
Illés-Kelemen-Öllős: Ipari Vízgazdálkodás. Vízdoknyomda, Budapest, 1983.
18
Köszönöm a figyelmet!