Ülepítés A folyadéktól eltérő sűrűségű szilárd, vagy folyadékcseppek a gravitáció hatására leülepednek, vagy a felszínre úsznak. Az ülepedési sebesség: ( részletesen; lásd: Műv.-I. ) Lamináris: ( Re < 1 ) Átmeneti: 1 < Re < 1000 Turbulens: ( Re > 1000 ) közegellenállási tényező ?

a. Gömb alakú szemcsére

C b.Nem gömb alak esetén: Lamináris áramlásnál: Ψ=0,12 Ψ=0,7 Gömb; Ψ=1 Re Ψ=0,12 Ψ=0,7 Gömb; Ψ=1 A „gömbiségtől való eltérés” így is megadható! A gömb forma ülepedési sebessége a legnagyobb ?

Vog meghatározásának egyéb lehetőségei: ( lásd: Műv.- I. ! ) A diagram t = álladó = 10 oC – ra vonatkozik! A hőmérséklet hatása az ülepedési sebességre?

c. A hőmérséklet hatása az ülepedési sebességre: tFOLY => ηFOLY Szabadban levő ülepítőknél „Nyári üzemi hőmérsékletek” „Téli üzemi hőmérsékletek”

Vog meghatározásának egyéb lehetőségei: ( lásd: Műv.- I. ! )

d. A közeg áramlásának hatása: Osztályozó hatás: Ülepedő szemcsék vFOLY Nagyobb méret, és-vagy sűrűség Kisebb méret, és-vagy sűrűség

vog vFOLLYADÉK A turbulencia hatása az ülepedési sebességre: Lamináris áramlás Turbulens vFOLLYADÉK

Gátolt ülepedés: Az ülepedési sebesség csökken! Ha a koncentráció növekedik

Gátolt ülepedés kísérlettel: „tükörfelszín”

τ h a tükörfelszín magassága ho Állandó sebességű, „gátolatlan” ülepedés Gátolt ülepedés: hZ0 Iszaptömörödés (sűrítés) τ Ülepedési idő

Az ülepítés helye a szennyvíz-technológiában:

V Dorr-ülepítők: D = 20…50m ! V = 4000…5000m3 H = 1,5…2,5m A tartózkodási idő: több óra is lehet Radiális átfolyás

Ülepedés

Függőleges átfolyású ülepítő D ~ 10…12m V ~ 400m3

Hosszanti átfolyású ülepítők: „Lipcsei-medence”

Kaparószerkezet

H = 1,5…2,5m L B =4…6m L ~ 25. H

Hosszanti átfolyású ülepítők: A levezetést lásd: Műv.-I. „Porkamrák”. Felületi terhelés:

Lamináris tartományban: „Biztonsági tényező” Tubulens tartományban: k > 1 Az ülepítő hossza Az ülepítő szélessége

Függőleges átfolyás

Az ülepedés feltétele függőleges átfolyás esetén: vFoly vog

Ülepítők méretezésének elvei ( példák ) Ülepedési sebességre: pl. Homokfogók, ( d=0,15…0,2mm ) Felületi hidraulikus terhelésre (TF): Jól ülepedő anyagokra Tartózkodási időre: Nehezen ülepíthető, kis koncentrációjú pelyhesedő anyagokra Felületi lebegőanyag terhelésre; ( L = [ kg/hBELÉPŐ /m2ÜLEPÍTŐ) Iszaptérfogati indexre ( SVI ) Bukóél terhelésre

? pl. Homokfogók Az ülepíteni kívánt mérettartomány: d=0,15…0,2mm Méretezés ülepedési sebességre: ismert ?

A gyakorlatban: Korrekciós tényező: α > 1

A korrekciós tényező értékei homokszemcsék esetén: Turbulencia hatásának figyelembevétele

Számítható

? Ülepítő felület méretezése jól ülepedő anyagokra Méretezés felületi hidraulikus terhelésre (TF): ismert ?

TF ajánlott ( tapasztalati ) értékei : TF értékét felvéve az ülepítő felület meghatározható:

Ülepítő felület méretezése kis koncentrációjú, pelyhesedésre hajlamos anyagokra: Méretezés tartózkodási időre:

A gyakorlatban: η ? η

Méretezés felületi lebegőanyag terhelésre; ( L = [ kg/hBELÉPŐ /m2ÜLEPÍTŐ) „L” értéke általában: - nyáron: - télen:

„nyári” L „téli” L „nyári” L L „téli”

Kritikus (határ) fenéksebesség (dh): a már kiülepedett szemcséket az áramló folyadék ne hozza mozgásba: Pl: d = 0,05mm => vh = 3cm/s

Homokfogók előlevegőztetésének szerepe: -aerob körülmények -osztályozott szétválasztás, a szerves szemcsék nem ülepednek Homokmosó

Az ülepítők hatásfoka: ηt : Technológiai ηH :Hidraulikai

A tartózkodási idő hatása a városi szennyvíz ülepítési hatásfokára:

A felületi terhelés és a tartózkodási idő együttes hatása:

Hidraulikai hatásfok:

co c=c (τ) Impulzusra adott válaszfüggvény: Nem keveredő (dugós) Tökéletesen kevert Reális rendszerekre: ( B,C,D eset )

c τ , meghatározása a válaszfüggvényből ! Első momentum: Válasz a kilépésnél τ c A „súlypont” helye Holtidő: τH-ig nincs kimeneti jel

Elhúzódó görbe, holt terek Holtidő; keveredés, rövidzár (th kis érték)

Hidraulikai hatásfok értékelése: Optimum? A ηH az ülepítő működésének megítélésében csak az egyik, nem kizárólagos szempont.

Az ülepítést befolyásoló egyéb tényezők: 1.Hőmérséklet: - Δρ - η = f (t) - Δt ; szabad áramlás

2.Egyenetlen anyag be- és elvezetés, pl:

- Szél hatása. - Bukóélek vízszintes helyzete. - Terelő-merülőfalak helyzete. Dorr-vízhozam eloszlás

Az áramlás stabilitása: R: hidraulikai sugár A m2 K m Froud-szám: Az ülepedés szempontjából kedvező, ha az áramlás lamináris, Re – szám kicsi: és az áramlás stabil, Fr-szám nagy:

A két feltétel kielégíthető, ha a hidraulikus sugarat ( R ) , csökkentjük. Megvalósítására áramlásirányú, terelő lemezeket építenek be: