Page 18 - MaSzeSz hírcsatorna 2018/2.

1. BEVEZETÉS, A KUTATÁS CÉLJA

A szennyvíz hidrodinamikai viselkedésének Az ismert nemnewtoni modellek közül leg-
megértése elengedhetetlenül fontos az áram- elterjedtebben a szennyvíziszap leírására
lástechnikai folyamatok és gépek optimális 7 különbözőt használnak. Ezek az Ostwald,
tervezéséhez és üzemeltetéséhez, ezáltal a Bingham, a Herschel-Bulkley, a Casson,
a költséghatékony működéshez (Ratkovich et a Sisko, a Carreau és a Cross modellek.
al. 2013). Napjainkban például az USA összes
elektromos energia felhasználásának közel A biológiai szennyvíztisztítás legelterjedtebb
4%-át adja a víz- és szennyvízkezelés során formája az eleveniszapos eljárás. Jól alkal-
elfogyasztott energia (Goldstein és Smith mazható a különböző terhelésű szennyvi-
2002). Ez az arány várhatóan a következő zeknél, mivel paraméterei jól szabályozhatók.
években még egyre nőni fog annak köszön- Az eleveniszap reológiai leírására főként két
hetően, hogy a népesség növekszik és ezzel modell alkalmazható: nagy koncentráció-
párhuzamosan viszont a környezetvédelmi, jú szennyvíztisztító művi iszapok esetében
vízkezelési szabályok is szigorodnak. Ennek a Herschel-Bulkley egyenletet, míg kis kon-
az energiának csaknem 80%-át teszi ki a szi- centráció esetén a Bingham modellt szokás
vattyúk által felhasznált energia (U.S. EPA Offi- használni (Guibaud et al. 2004, Eshtiaghi et al.
ce of Water 2006). 2013). Mivel a különböző szennyvizek, szenny-
víziszapok összetett, bonyolult felépítésű kö-
Általános esetben a szivattyúk által elfogyasz- zegek; továbbá viszkózus tulajdonságaikat
tott villamos költség két úton csökkenthető: a szárazanyag-tartalom, a hőmérséklet és
egyrészt hatékonyabb szivattyúk fejlesztésé- a nyírófeszültség is befolyásolják, kvalitatív le-
vel (Fan et al. 2011), másrészt a meglévő rend- írásuk nehézkes; beleértve az anyagmodellek
szerek fejlesztésével és hatékony üzemeltetési kiválasztását is (Baudez et al. 2013).
stratégiával (Zhang et al. 2012, Kusiak et al.
2013). Garakani és társai (Garakani et al. 2011) ku-
tatómunkájukban egy adott szennyvízen
A szennyvízkezelés során figyelnünk kell arra, végzett reológiai mérések eredményeire kü-
hogy a szennyvíziszap nemnewtoni tulajdon- lönböző anyagmodelleket illesztettek. Meg-
ságú folyadék, melynek szivattyúzása; áram- határozták az illesztés determinációs együtt-
lása csövekben és szerelvényekben; valamint hatóit, ami 5,08 tömegszázalék koncentráció
2
viselkedése keverési és ülepítési folyamatok esetén R = 0,989 érték volt a Bingham és
során nagymértékben eltér a newtoni kö- a Herschel-Bulkley modell esetén is. A kuta-
zegekétől (Seyssiecq et al. 2003). Reológiai tásunk itt bemutatott fázisában ezen illesz-
tulajdonságainak ismerete pedig szükséges tésekből adódó anyagjellemzőket használ-
az áramlási veszteségek megbecsüléséhez. tuk fel. Egy egyszerű geometriájú, gyakran

18