Radosław Szostek
Ochrona Środowiska MSU sem. II
Grupa 5
Podgrupa 2
S P R A W O Z D A N I E
Ćwiczenie nr 2
Efektywność usuwania związków organicznych oraz biogennych z odcieków z zastosowaniem złóż zanurzonych z ruchomym wypełnieniem
Odcieki ze składowisk odpadów komunalnych charakteryzują się wyższą w porównaniu ze ściekami komunalnymi, koncentracją składników organicznych i nieorganicznych.
Doświadczenie polegało na doprowadzeniu do pierwszego stopnia złoża ścieków za pomocą pompy perystaltycznej, następnie ścieki przepływały przelewem na drugi stopień złoża i kolejno do odbieralnika odcieków oczyszczonych. Złoże tworzył reaktor pracujący w warunkach tlenowych zawierający wypełnienie w postaci kształtek, które są nośnikami błony biologicznej. Wypełnienie kształtkami reaktora wynosiło 30% jego objętości.
Nasze doświadczenie polegało na określeniu wskażników fizyko- chemicznych tj. odczynu, CHZT-Cr, amoniaku, azotynów, azotanów, oraz ortofosforanów w odciekach surowych oraz oczyszczonych oraz obliczeniu parametrów technologicznych złoża tj. obciążenia powierzchni złoża ładunkiem substancji organicznych oraz azot. Określiliśmy również sprawność usuwania substancji organicznych oraz stopień nitryfikacji.
Celem ćwiczenia była ocena efektywności oczyszczania ścieków ze składowiska odpadów komunalnych z zastosowaniem złóż zanurzonych z ruchomym wypełnieniem.
W Y N I K I
1. Natężenie przepływu odcieków, obciążenie hydrauliczne złoża.
Natężenie przepływu = 6,6 cm3 / min. = 0,009504 m3/d = 9,504*10-3 m3/d
Powierzchnia czynna złoża = 1,176 m2/m3
Obciążenie hydrauliczne złoża
BA,V = Q / A = 0,009504m3/d / 1,176m2 = 0,0080m3/m2*d
Gdzie:
BA,V - obciążenie hydrauliczne złoża (m3/m2*h)
Q - natężenie przepływu odcieków (m3/d)
A - powierzchnia czynna złoża (m2)
Tab. Zmierzona ekstynkcja
Wskażnik |
Odcieki surowe |
Odcieki oczyszczone po I stopniu |
odcieki oczyszczone po II stopniu |
Ortofosforany |
0,112 |
0,103 |
0,101 |
Amoniak |
- |
0,131 |
0,134 |
Azotyny |
0,055 |
0,055 |
0,005 |
Azotany |
0,043 |
0,128 |
0,166 |
2. Efektywność oczyszczania odcieków.
Tabela 1. Wyniki analiz odcieków surowych i oczyszczonych.
Wskaźnik |
Jednostka |
Odcieki surowe |
Odcieki oczyszczone stopień 1 |
Odcieki oczyszczone stopień 2 |
Odczyn |
pH |
8,27 |
7,84 |
7,63 |
ChZT-Cr |
mg O2/dm3 |
356 |
404 |
436 |
Ortofosforany |
mg P/dm3 |
3,1584 |
2,9046 |
2,8482 |
Amoniak |
mg N-NH4/dm3 |
247,8 |
67,334 |
68,876 |
Azotyny |
mg N-NO2/dm3 |
0,0346 |
38,06 |
38,06 |
Azotany |
mg N-NO3/dm3 |
0,989 |
2,944 |
3,818 |
Obliczenia:
ChZT-Cr (metoda dwuchromianowa)
x= (a-b)*n*8000 / V (mg O2 / dm3)
Gdzie:
a - ilość soli Mohra zużyta na miareczkowanie próby kontrolnej (cm3)
b - ilość soli Mohra zużyta na miareczkowanie próby właściwej (cm3)
V - objętość próbki ścieków (cm3)
n - normalność soli Mohra = 0,05
a) odcieki surowe
x= (25 -16,1)*0,05*8000 / 10 = 356
b) odcieki po I stopniu oczyszczenia
x= (25 -13,8)*0,05*8000 / 10 = 448 - wartość ta została skorygowana o
stężenie azotynów w oparciu o
współczynnik przeliczeniowy
1,14 mg 02 / 1mgNo2
448 - 43,39 =404,61
c) odcieki po II stopniu oczyszczenia
x= (25 -13)*0,05*8000 / 10 = 480 - wartość ta została skorygowana o
stężenie azotynów w oparciu o
współczynnik przeliczeniowy
1,14 mg 02 / 1mgNo2
480 - 43,39 = 436
2) Ortofosforany
x= E*0,282*1000 / V (mg/dm3)
Gdzie:
E - ekstynkcja
0,282 - przelicznik z krzywej wzorcowej
V - objętość próby użytej do oznaczenia (cm3)
a) odcieki surowe
x= 0,112*0,282*1000 / 10 = 3,1584
b) odcieki po I stopniu oczyszczenia
x= 0,103*0,282*1000 / 10 = 2,9046
c) odcieki po II stopniu oczyszczenia
x= 0,101*0,282*1000 / 10 = 2,8482
3. Amoniak
(metoda destylacji bezpośredniej)
x= f(a-b)*1000 / V (mg/dm3)
Gdzie:
f - współczynnik przeliczeniowy; jego wartości wynoszą odpowiednio: 1,4 dla 0,1N HCl i 0,14 dla 0,01N HCl
a - objętość roztworu kwasu solnego odmierzona do odbieralnika (cm3)
b - objętość roztworu wodorotlenku sodowego, zużyta do odmiareczkownia nadmiaru kwasu (cm3)
V - objętość próby użytej do oznaczenia (cm3)
odcieki surowe
x= 0,14*(25-7,3)*1000 / 10 = 247,8
(metoda bezpośredniej Nessleryzacji)
x= E*0,257*1000 / V (mgNH4/dm3)
Gdzie:
0,257 - przelicznik z krzywej wzorcowej
E - ekstynkcja
V - objętość próbki (cm3)
odcieki po I stopniu oczyszczenia
x= 0,131*0,257*1000 / 0,5 = 67,334
odcieki po II stopniu oczyszczenia
x= 0,134*0,257*1000 / 0,5 = 68,876
4. Azot azotynowy
x= E*0,0346*1000 / V (mg/dm3)
Gdzie:
E - ekstynkcja
0,0346 - przelicznik z krzywej wzorcowej
V - objętość próby (cm3)
odcieki surowe
x= 0,005*0,0346*1000 / 5 = 0,0346
odcieki po I stopniu oczyszczenia
x=( 0,055*0,0346*1000 / 5)*100 = 38,06 mg N02/dm3
38,06 mg N02/dm3 * 1,14 mg 02 / 1mgNo2 =43,39
odcieki po II stopniu oczyszczenia
x=( 0,055*0,0346*1000 / 5)*100 = 38,06 mg N02/dm3
38,06 mg N02/dm3 * 1,14 mg 02 / 1mgNo2=43,39
5. Azot azotanowy
x= E*0,23*1000 / V (mg/dm3)
Gdzie:
E - ekstynkcja
0,23 - przelicznik z krzywej wzorcowej
V - objętość próby (cm3)
odcieki surowe
x= 0,043*0,23*1000 / 10 = 0,989
odcieki po I stopniu oczyszczenia
x= 0,128*0,23*1000 / 10 = 2,944
odcieki po II stopniu oczyszczenia
x= 0,166*0,23*1000 / 10 = 3,818
3. Obliczenie parametrów technologicznych złoża zanurzonego z ruchomym wypełnieniem.
Obciążenie powierzchni złoża ładunkiem substancji organicznych i azotu
BA = (Q1*C1)/A2
Gdzie:
BA - obciążenie powierzchni złoża ładunkiem zanieczyszczeń (kg/m2*d)
Q1 - natężenie przepływu odcieków (m3/d)
C1 - stężenie zanieczyszczeń w odciekach (g/m3)
A2 - powierzchnia wypełnienia (m2)
Substancje organiczne
BA = (0,009504 m3/d* 356 g/m3)/1,176m2 = 2,87 kg/m2*d
Amoniak
BA = (0,009504 m3/d* 247,8 g/m3 )/1,176 m2 = 2,0 kg/m2*d
Tabela 2. Obciążenie objętości złoża ładunkiem substancji organicznych oraz azotu.
Wskaźnik zanieczyszczenia |
Obciążenie powierzchni złoża (kg/m2*d) |
Substancje organiczne |
2,87 |
Amoniak |
2,0 |
Wnioski
Zastosowanie metody złóż zanurzonych z ruchomym wypełnieniem pokazało, iż scieki surowe zawierające znaczne ilości amoniaku i ortofosforanów uległy znacznemu zmniejszeniu..
W miarę oczyszczania zwiekszało się natomiast stężenie azotanów i CHZT - Cr Tłumaczyc to można tym, iż nitryfikacja wchodzi w stan 2 fazy .
Metoda dwuchromianowa pozwala na oszacowanie stężeń substancji organicznych w sciekach na podstawie ilości tlenu zużytego na procesy utleniania tych zwiazków na drodze chemicznej.
Na podstawie uzyskanych wyników stwierdza się, iż zastosowanie złóż z ruchomym wypełnieniem przynosi zadawalające efekty w postaci znacznej redukcji zanieczyszczeń w odciekach.