PTE Hulladékgazdálkodási Technológus Szak (FSZ) VÍZKEZELÉS 3. előadás Víztisztítási technológiák I. gereb, szitaszűrés, ülepítés, derítés Dittrich Ernő egyetemi adjunktus PTE-PMMK Környezetmérnöki Tanszék Pécs, Boszorkány u. 2. B ép. 02. dittrich@witch.pmmf.hu

Víztisztítás alapelve

Gerebek, rácsok Ivóvíztisztításban: gereb, szennyvíztisztításban: rács Ivóvíztisztításban felszíni vízkivételeknél alkalmazzák Durva méretű szennyeződések eltávolítására szolgál (pl. ágak, levelek, széna, stb..) Durva gereb: résszélesség 20 - 30 mm Finom gereb: résszélesség: 1,5 – 15 mm Szennyvíztisztítási technológiák tárgyalásakor részletesen tárgyaljuk

Szitaszűrés Alapelv: vékony szitaanyagon keresztül történő szűrés Célja az ülepítő vagy derítő terhelésének csökkentése Makro-szita szűrés: szitaszövet nyílásmérete 0,3-2,5 mm. Mikro-szita szűrés: szitaszövet nyílásmérete 23-65 µm. Finom szuszpendált anyagok, élő mikroszervezetek, planktonok eltávolítására alkalmas. Alkalmazása. Felszíni vízkivétel esetén jellemző. Szitafonal átmérő: 0,02-0,05 mm.

Makro-szita szűrés I. - működésük elve Nyitott (gravitációs rendszer) és zárt kivitelű szitaszűrők (nyomás alatti rendszer):

Makro-szita szűrés II. Hidraulikai méretezés alapelve: szabad átfolyási felületre vonatkoztatott átfolyási sebességre történő méretezés [0,3-2 mm: 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 a szűrőszövet szabad keresztmetszeti tényezővel; k2=0,3-0,6 az alátámasztó szerkezet szabad keresztmetszeti tényezője) z [-]: a szita víz alatti felületének és teljes felületének hányadosa

Mikro-szita szűrés: Méretezés tapasztalati úton A szitaszöveten kialakuló filmszerű bevonat miatt egyre finomabb szemcséket képes kiszűrni, közben az ellenállása folyamatosan nő Technikai adatok: Dob átmérő: 1,5-3 m Dob hossz: 2-5 m Forgási sebesség: 30-50 m/perc Öblítővíz mennyiség: 1,5-5% (magas!)

Ülepítés I. Csak a derítés megértéséhez szükséges alapfogalmakat vesszük. Az ülepítőket részletesen a szennyvíztisztításnál tárgyaljuk. Tisztítási feladat: különálló részecskék (0,1 mm felett) és vagy összeállt pelyhek (0,1 mm alatt) kiülepítése Különálló szemcsék állandósult ülepedési sebessége a lamináris ülepedési 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 mint a szemcse tartózkodási ideje a műtárgyban:

Ülepítés II.

Ülepítés III. Pelyhesedő lebegőanyagok ülepedése: a pehelyméret változás miatt az ülepedési sebesség nem állandó → Az ülepedési időt kísérleti úton kell meghatározni!

Derítés I. Célja: a 0,1 mm-nél kisebb átmérőjű részecskék és oldott anyagok egy részének eltávolítása (pl. szervetlen és szerves kolloidok, mikro-szennyezők, prekurzorok, zavarosságot vagy színt okozó anyagok stb..) Derítés alapelve: pelyhesítő szer bekeverése és kolloid destabilizáció (koaguláció) → pelyhesítés (flokkuláció) → a keletkező pelyhek fázisszétválasztása (ülepítés és/vagy szűrés). Pelyhesítés során a kolloidális részecskék makro-pelyhekbe tömörülnek, így már fázisszétválasztással kiválaszthatóak a vízből.

Derítés III. – Zeta-potenciál Kolloidok stabilitása: pelyhesedéssel szembeni ellenálló képesség. Stabil kolloidok (hónapok alatt is csak kismértékben pelyhesednek) pl. proteinek, keményítők, detergensek. Instabil kolloidok pl. fém oxidok, agyagásványok, mikroorganizmusok. A derítés célja az instabil kolloidok leválasztása. Vizes szuszpenzióban a kolloidok felülete negatív töltésű, mivel felületi energiájuk révén főleg negatív töltésű ionokat (anionokat) adszorbeálnak. A negatív töltésű kolloid felület így csak pozitív töltésű ionok (kationok) vonzására képes. A kolloidok taszítják egymást. Zeta-potenciál [mV] értelmezése: (pl. ásványi anyagok -13 mV, algák -8 mV)

Derítés IV. – kolloidok destabilizálása A koaguláció feltétele: a kolloidok közötti taszító erő minimális szintje. Cél a 0 mV Zeta-potenciál elérése → a van der Waals erők és a kémiai kötőerők az uralkodóak Erre a célra kémiai derítőszereket használunk

Derítés V. – koaguláció derítőszerekkel 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 hidrolízis termékek az ún. fém-hidroxid-komplexek keletkeznek pozitív töltéssel. Ezek destabilizálják a negatív felületi töltésű kolloidokat.

Derítés VI.- derítés folyamata

Derítés VII.- berendezések

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 és Csatornázás tervezési segédlet. Műegyetemi Kiadó, Budapest, 1999. Illés-Kelemen-Öllős: Ipari Vízgazdálkodás. Vízdok nyomda, Budapest, 1983.

Köszönöm a figyelmet!