Ha egy 100 m3-es medence vizét 100 m3/óra forgatási teljesítménnyel tisztítjuk, mennyi idő alatt tisztul ki a víz teljesen? Egy óra alatt – szólna a logikus válasz, de ez csak akkor valósulna meg, ha a megtisztított vizet egy másik medencébe engednénk. Forgatásos módszerrel 6 és 30 óra között alakul az eredmény, attól függően, hogy perlit szűrőt vagy hagyományos homokszűrőt alkalmazunk. Cikkünkben megmutatjuk, hogy miért és azt is, hogyan csökkenthető drasztikusan ez az idő.
Először is nézzük a problémát: hogy lehet az, hogy a 100 m3/óra forgatási teljesítménnyel tovább tart egy 100 m3-es medence vizének megszűrése mint 1 óra. Úgy, hogy a medencék vízszűrésekor a kivett vizet megszűrjük, majd visszaengedjük a medencébe, ahol a tiszta víz elkeveredik a még szűretlennel.
A kóla teszt
Elsőre kicsit nehéz megérteni, de egy egyszerű példával szemléltetjük. Mondjuk, hogy egy kancsóba 1 liter kólát töltünk. Ez jelképezi most a szennyezett vizet. Ebből szeretnénk tiszta vizet előállítani.
Az 1 liter kóla egyharmadát (0,33 litert) töltsük ki egy pohárba. Ez a mennyiség kerül a szűrőbe. A kólát most öntsük ki, vagy igyuk meg – mert végül is nem szennyezett, csak szemlélteti azt – és a helyére töltsünk tiszta vizet.
Ezzel elvégeztük a vízszűrő feladatát, úgyhogy – mivel forgatásos szűrésről van szó – vissza is önthetjük a tiszta vizet a kancsóba.
A kancsóban ekkor ⅔ rész (0,667) kóla, ⅓ rész (0,333) víz lesz. Megint öntsünk ebből a keverékből 0,33 litert a pohárba. A hígított kólát inkább öntsük ki, mint hogy megigyuk és töltsük fel tiszta vízzel, majd öntsük vissza a kancsóba. Amiben ekkor már vízzel elég erősen hígított kóla lesz. Egészen pontosan a kancsó 5/9 részben (0,556) vizet, 4/9 részben (0,444) kólát tartalmaz.
Amikor harmadszor is megismételjük a folyamatot, akkor könnyű belátni, hogy 3-szor 0,33 liter, vagyis összesen 1 liter tiszta vizet töltöttünk a pohárba. Vagyis elvégeztünk egy teljes forgatási folyamatot, és azt is gondolhatnánk, hogy az összes kólát kicseréltük vízre. De ha a kancsóra nézünk, abban a víz még enyhén barna marad.
Minden egyes pohárba töltés után javul a víz tisztasága, de a folyamatot elég sokszor kell megismételni ahhoz, hogy valóban tiszta vizet kapjunk.
Hány forgatási folyamatra van szükség, hogy kitisztuljon a víz?
A kérdésre nem egyszerű kapásból válaszolni. Olyannyira nem, hogy 1926-ban az Egyesült Államokban kiírtak egy pályázatot, amelyet két matematikus nyert meg, és bizony az uszodai medence víz tisztítási problémájának köszönhetően jött létre a matematikai összefüggéseken alapuló Gage-Bidwell-féle hígítási törvény.
Ennek a képlete a következő:
\[C = C_0 \left(1 – \frac{1}{n} \right)^n \Rightarrow 0,368 \Rightarrow \frac{1}{e}
\]
Ne ijedjen meg, ezzel nem lesz dolgunk, elegendő a képlettel kapott eredményt figyelembe venni. Ez pedig 0,368. Vagyis ha a kólás példánknál maradunk, akkor ha végtelen (n) számú pohárra osztjuk a vizet, az utolsó pohár tiszta víz visszaöntése – egy teljes forgatási kör – után az 1 liter kancsóban még bizony 0,368 liter kóla marad. Ezt lefordíthatjuk úgy is, hogy 1 – 0,368 = 0,632 liter tiszta víz volt a kancsóban.
Vagyis a kancsó 63,2% tiszta vizet tartalmaz. Ez az a szám, ami minket érdekel, és ami megmutatja, hogy az első teljes forgatási kör után a medencénk vize hány százalékban tisztul meg.
Ha a kísérletünket több teljes forgatási körben végezzük el, akkor a következő eredményt kapjuk:
- 1 teljes forgatási kör után 63,2%-ban tisztul meg a víz
- 2 teljes forgatási kör után 86,896%-ban,
- 3 teljes forgatási kör után 95,256%-ban,
- 4 teljes forgatási kör után 98,283%-ban,
- 5 teljes forgatási kör után 99,378%-ban,
- 6 teljes forgatási kör után 99,775%-ban,
- 7 teljes forgatási kör után 99,919%-ban.
Az 1926-os eredmény után az amerikai ajánlás úgy szól, hogy 7 teljes forgatási kör után tekinthető megtisztultnak a víz.
Hurrá! Megvan a megoldás!
Várjunk még az örömmel, mert nagyon közel kerültünk a megoldáshoz, de még nem teljesen pontosak a számok. Ugyanis egy elméleti matematikai modellről van szó, ami feltételezi, hogy a medence vizének keveredése tökéletes volt és a szűrők 100%-osan eltávolították a szennyeződéseket.
A valóságban nincs 100%-os szűrés, de fontos, hogy mennyire közelítjük meg
Igen, sajnos ki kell jelenteni, hogy jelenlegi tudásunk szerint nincs 100%-os hatékonyságú szűrő, ezért a kapott értékeket módosítani kell, méghozzá a szűrők hatékonyságával. Ezt a módosítást nevezzük E-nek, amelynek az értéke különböző szűrők használata során a következőképpen alakul:
- E = 1 ez a matematikai modellre igaz, ami 100%-os szűrést feltételez,
- E = 0,9 perlit szűrő,
- E = 0,5 többrétegű, nagyon pontosan megtervezett és kivitelezett homokszűrő,
- E = 0,2 átlagos homokszűrő.
Mit jelent ez pontosan?
Azt, hogy a Gage-Bidwell-féle 0,368-as számot meg kell szorozni a fenti korrekciós tényezővel, ami a következő eredményt adja:
- E = 1 x 0,368 = 0,368 (matematikai modell)
- E = 0,9 x 0,368 = 0,407 (perlit szűrő)
- E = 0,5 x 0,368 = 0,607 (többrétegű homokszűrő)
- E = 0,2 x 0,368 = 0,819 (átlagos homokszűrő)
Vagyis egy teljes átforgatási kör után a perlit szűrő esetén 40,7% szennyezett víz marad, egy átlagos homokszűrő esetén 81,9%.
Már ez is magas szám, de ha átváltjuk a minket jobban érdeklő, “hány százalékban tiszta a víz” számra és ezt táblázatba foglaljuk, na akkor még döbbenetesebb az eredmény:
E=0,2 | E=0,5 | E=0,9 | E=1 | |
|---|---|---|---|---|
Lim E/N | 0,819 | 0,607 | 0,407 | 0,368 |
| 0 | 0,0% | 0,0% | 0,0% | 0,0% |
| 1 | 18,1% | 39,3% | 59,3% | 63,2% |
| 2 | 33,0% | 63,2% | 83,5% | 86,5% |
| 3 | 45,1% | 77,7% | 93,3% | 95,0% |
| 4 | 55,1% | 86,5% | 97,3% | 98,2% |
| 5 | 63,2% | 91,8% | 98,9% | 99,3% |
| 6 | 69,9% | 95,0% | 99,5% | 99,8% |
| 7 | 75,3% | 97,0% | 99,8% | 99,9% |
| 8 | 79,8% | 98,2% | 99,9% | |
| 9 | 83,5% | 98,9% | ||
| 10 | 86,5% | 99,3% | ||
| 11 | 88,9% | 99,6% | ||
| 12 | 90,9% | 99,8% | ||
| 13 | 92,6% | 99,8% | ||
| 14 | 93,9% | 99,9% | ||
| 15 | 95,0% | |||
| 16 | 95,9% | |||
| 17 | 96,7% | |||
| 18 | 97,3% | |||
| 19 | 97,8% | |||
| 20 | 98,2% | |||
| 21 | 98,5% | |||
| 22 | 98,8% | |||
| 23 | 99,0% | |||
| 24 | 99,2% | |||
| 25 | 99,3% | |||
| 26 | 99,4% | |||
| 27 | 99,5% | |||
| 28 | 99,6% | |||
| 29 | 99,7% | |||
| 30 | 99,8% | |||
| 31 | 99,8% | |||
| 32 | 99,8% | |||
| 33 | 99,9% |
A 99,9%-os tisztuláshoz a matematikai modell szerint 6 forgatási kör szükséges. A perlit szűrőnek 7, a nagyon jó homokszűrőnek 14, az átlagos homokszűrőnek pedig 30.
Látható, hogy a perlit szűrő hatékonysága, toronymagasan jobb, mint a homokszűrőé
Mit jelent ez a gyakorlatban? – kérdezhetnék teljesen jogosan. Mondok egy gyakorlati, megtörtént példát. Az országban több helyen is előfordul, hogy a víz vasas. Ez azt jelenti, hogy nagyon finom szemcséjű vasoxid keveredik a vízbe, amitől az barna lesz.
Amikor ezzel a vasoxiddal szennyezett vízzel feltöltik a medencét, akkor többször át kell forgatni, mielőtt teljesen kitisztulna. Ez történt az egyik ügyfelünknél is, ahol a tisztítási folyamat a korábban használt homokszűrővel 3 hetet vett igénybe. Áprilisban feltöltötték a medencét, majd elkezdték tisztítani, hogy májusban használni tudják.
A perlit szűrővel a 3 hét, 24–36 órára csökken, de 48 óra, vagyis két nap alatt kristálytisztára szűri a vizet.
Milyen előnyt jelent a perlit szűrő nagyobb szűrési hatékonysága?
A fenti példa nem csak a vasas víz megszűrését szemlélteti, hanem a perlit szűrő hatékonyságát is. A legtöbb medence használata során előfordulnak túlterheléses időszakok. Például, beborul az ég, a külső medencéből mindenki bejön a belső medencébe. Ilyenkor a medence vize túlterhelést kap, amely – ha nem elég hatékony a vízszűrés – akár szabad szemmel is jól láthatóvá válik.
Homokszűrők esetében előfordulhat ilyen eset. A perlit szűrők azonban ilyenkor is hatékonyabban végzik a szűrést és még a túlterheléses időszakban is kristálytiszta vizet garantálnak.
Hatékony uszodavíz-szűrés Neptun Filter perlit szűrőkkel
A perlit szűrők számos további előnnyel rendelkeznek, a hagyományos homokszűrőkkel szemben, gazdasági, üzemeltetési, beépíthetőségi szempontok alapján. Több évtizedes tapasztalatunk alapján választottuk ki a leghatékonyabb és legmegbízhatóbb perlit szűrőket, hogy minden feladatra a legalkalmasabb megoldást tudjuk kínálni. Amennyiben további kérdése lenne, vegye fel velünk a kapcsolatot.
