Ugrás a tartalomhoz

Vízellátás és szennyvízkezelés

Dr. Török Sándor (2011)

Szent István Egyetem

6. fejezet - A vízkezelés alapműveletei (II.)

6. fejezet - A vízkezelés alapműveletei (II.)

Bevezető

Ennek a tanulási egységnek célja, hogy megismerjük:

  • a derítés,

  • a szűrés és

  • a fertőtlenítés elméletét, technológiáját, valamint berendezéseit.

A tanulási egység követelményei:

  • a derítés,

  • a szűrés és

  • a fertőtlenítés elméletét, technológiáját, valamint berendezéseit.

A tanulási egység követelményei:

  • tudni kell ismertetni a derítés, a szűrés és a fertőtlenítés elméletét, technológiáját,

  • rajzolni kell tudni a gépészeti megoldásokat, valamint a műtárgyakat.

6.1. Derítés

A vízben található kolloid méretű szemcsék (< 10-4 mm) vegyszeres kezelés nélkül gyakorlatilag nem ülepíthetők. A kolloid szemcsék a felületükön megtapadó anionoktól negatív elektromos töltést kapnak. Az azonos töltésű szemcsék egymást taszítják, ezért nem tudnak egymással ülepíthető méretű szemcsékké összetapadni.

A kolloidszemcsék elektromos semlegesítését és a mikropelyhek képződését koagulációnak nevezzük. A koagulálás kémiai művelet.

Több, kisebb koagulált szemcse összetapasztását, a szemcsék ülepíthető nagyságúra növelését flokkulálásnak, pelyhesítésnek nevezzük. A flokkulálás mechanikai művelet, amit keveréssel segítünk elő.

A derítés fogalma:

Derítés = Koagulálás + Flokkulálás + Ülepítés

A leggyakrabban alkalmazott koaguláló vegyszerek a három vegyértékű alumínium és a három vegyértékű vas sói:

  • alumínium - szulfát [Al2(SO4)3]

  • vas (III) - szulfát [Fe2(SO4)3]

A két vegyértékű fémionok lényegesen kisebb koaguláló hatásúak, mint a három vegyértékűek. A három vegyértékű fémion koaguláló hatása mintegy 70-szerese a két vegyértékűének.

A koagulációval végbemenő kémiai reakciók valamennyi alumínium- és vasvegyületnél hasonlók:

Al2(SO4)3 + 3 Ca(HCO3)2 = 2 Al(OH)3 + 3 CaSO4 + 6 CO2

Fe2(SO4)3 + 3 Ca(HCO3)2 = 2 Fe(OH)3 + 3 CaSO4 + 6 CO2

Az alumínium -, illetve a vas (III) - hidroxid (csapadék) keletkezéséhez tehát szükséges, hogy a vízben meglegyen a kémiai reakció lezajlásához szükséges változó keménység.

A derítés folyamatát szemlélteti a 24. ábra.

24. ábra: A derítés. (forrás: http://www.nyf.hu/others/html/kornyezettud/kornykem1/ )

Derítőberendezések csoportosítása

Vízszintes áramlású

Az ülepítő előtt külön flokkulátort kell alkalmaz, és a flokkulátor előtt kell a vízbe adagolni a koaguláló vegyszert. Ezért nagyméretű műtárgyak adódnak.

  • a derítés időtartama: 2...4 óra

  • max. ülepedési sebesség: 0,5 mm/s

Függőleges áramlású (előnyösebb)

A derítendő vízzel érkező apró mikropelyhek a lebegő iszaprétegen áthaladva, a nagyobb pelyhekhez tapadnak, mintegy kiszűrődnek a lebegő iszapszűrőben.

A lebegőiszap túlsűrűsödésének elkerülése érdekében a fölös iszapmennyiséget folyamatosan el kell távolítani, amire két megoldás létezik (25. ábra):

A. egyenáramú derítés (fölözéses iszapelvezetés)

B. ellenáramú derítés (a víz felfelé az iszap lefelé áramlik)

25. ábra: Az iszap eltávolítása a lebegő iszapfelhőből

Az egyenáramú derítésnél az iszapfelhőt csak a vegyszeradagolás és a vízmennyiség változtatásával lehet szabályozni. Az ellenáramú derítésnél viszont a toroksebesség változtatásával szabályozható az iszapfelhő sűrűsége és szűrési tulajdonsága. Ez a gazdaságos üzemeltetés szempontjából jelentős.