Mezőgazdasági környezet károsító szennyvizek reológiájának és kezeléstechnikájának fejlesztése = Development of rheology and treatment of agricultural slurries

摘要

Megadjuk a mezőgazdasági szennyvizek áramlástanának alapvető egyenleteit. Megadjuk a legfontosabb nem-newtoni folyadékmodelleket és besoroljuk a szennyvizeket. Az áramlástani egyenletek segítségével kidolgozzuk a szennyvizek hasonlóságelméletét. A hasonlóságelmélet alapján elvégezzük a kisminta kísérletek tervezését és vizsgáljuk a szennyvizek anyagi paraméteri meghatározásának lehetőségeit. Alkalmazzuk a hasonlóságelméletet az ülepítőben lejátszódó folyamatok tanulmányozására. Az elméleti és kísérleti vizsgálataink szerint az ülepítőben kialakulhat folytonos és szakadásos ülepedési mintázat a szilárd fázis térfogatszázalékától függően. Felhívjuk a figyelmet arra, hogy rétegződéses mintázat esetén a kollektív ülepedési sebesség 1,8 szorosa is lehet a részecske ülepedési sebességének. Kidolgozzuk a csövek, csőarmatúrák, csatornák és a mechanikus keverő nem-newtoni áramlástanát. Foglalkozunk a levegőztetőkben lejátszódó anyagátadási folyamatokkal. Vizsgáljuk a levegő átlagsebességének, a buborékoltató furatátmérőjének, a folyadékmélységnek, a szennyvíz áramlási sebességének és a kompresszor típusának hatását az oxigén anyagátadási tényezőre gyakorolt hatását. Megmutatjuk, hogy az anyagátadási tényező a levegő átlagsebességének 1-1,5 hatványával arányos. A függelékben programokat adunk meg a mérnöki tervezés egyszerűsítésére. | We derive the fundamental equations of the agricultural slurries. We give the significant non-Newtonian flow models and the constitutive equations. We investigate the application possibilities of the method of similitude and the dimensional analysis. We study the experimental possibilities of the identifications for material parameters of the constitutive equations. We can formulate the similarity criteria of the sedimentation processes and give the Pi-numbers for engineering design. From the experiments can be resulted that there are two types of phase separation patterns in sedimentation processes. One type is continuous and the second type is discontinuous. The actual type of separation pattern is a function of the volume concentration of the dry matter in the sewage. We work out the engineering design of the pressure driven flows in tubes and channels in the cases of significant flow models. We investigate non-Newtonian fluid dynamics of impellers and mixing in gas-liquid systems. We give an analytical and a similarity theory method to the treatment for the process of aeration in a gas-dispersed apparatus. We can formulate the similarity criteria of the aeration process and give the Pi-numbers for engineering design. Overall mass transfer coefficients were determined for the process of aeration by gas sparging. Principal variables investigated were gas superficial velocity, sparger orifice size, liquid depth, the type of the compressor and the velocity of the slurry.