1 

 

P

OLITECHNIKA 

W

ARSZAWSKA

 

W

YDZIAŁ 

I

NŻYNIERII 

Ś

RODOWISKA

 

 

 

 

L

ABORATORIUM Z 

„T

ECHNOLOGII 

OCZYSZCZANIA WODY I ŚCIEKÓW

” 

Temat: Zagęszczanie osadu 

 

 

ISiW 1, gr. 3: 

 

Bartosz Jóźwiak 

 

Zuzanna Paź 

 

Magdalena Sawa 

 

Marta Wardzińska 

 

 

Warszawa, 14.01.2013 r. 

2 

 

1.  Wstęp teoretyczny 

Podczas procesu oczyszczania ścieków produktem ubocznym są gromadzące się osady, które 
powstają w osadnikach wstępnych i wtórnych. W związku z tym, że są one silnie uwodnione 
ich transport i składowanie jest utrudnione i drogie.  Najprostszym i najtańszym sposobem 
częściowego „pozbycia się” wody z osadu, co powoduje zmniejszenie jego objętości, jest 
poddania osadu procesowy zagęszczania. Proces ten polega na rozdziale fazy stałej od ciekłej 
przy zachowaniu płynnej konsystencji osadu. Wyróżniamy zagęszczenia grawitacyjne, 
flotacyjne oraz mechaniczne. W przeprowadzonym badaniu posłużono się procesem 
zagęszczania grawitacyjnego. 

Zagęszczanie grawitacyjne (samoistne) jest najprostszym procesem odwadniania osadu. 
Występuje w wyniku sedymentacji cząstek osadu spowodowanej działaniem sił ciężkości. 
Może przebiegać samorzutnie w osadnikach wstępnych lub wtórnych bądź może być 
prowadzone w wydzielonych zagęszczaczach osadu, stanowiących oddzielne urządzenia. 
Przebieg i efekt zagęszczania zależy od właściwości osadów, ich uwodnienia, zawartości 
substancji mineralnych, zastosowanego sposobu wspomagania procesu i temperatury. 
Wynik tego procesu można poprawić poprzez wspomagania procesu za pomocą 
polielektrolitu. 

2.  Cel i zakres badań 

Celem ćwiczenia jest ocena efektywności zagęszczania grawitacyjnego osadu bez jego 
wstępnego kondycjonowania oraz osadu kondycjonowanego różnymi dawkami 
polielektrolitu Zetag 53. 

Zakres ćwiczenia obejmuje wykreślenie krzywych zagęszczania i określeniu na ich podstawie 
optymalnego czasu zagęszczania.  Ponadto dla osadów zagęszczanych ze wspomaganiem 
określenie optymalnej dawki polielektrolitu. 

3.  Metodyka badań 

Do czterech cylindrów o pojemności 0,5l wlano wymieszany osad. Do pierwszego cylindra nie 
dodano żadnego elektrolitu, natomiast do pozostałych trzech wcześniej dodano wzrastające 
dawki polielektrolitu Zetag 53: 1 mg/l, 5 mg/l, 10 mg/l. Oznaczono poziom warstwy osadu w 
odstępach czasu. Obserwacje zostały zakończone w momencie, gdy poziom warstwy osadu 
się ustalił. Wyznaczono uwodnienie osadu przed i po procesie zagęszczania oraz  zawartość 
suchej masy. 

 

 

3 

 

4.  Wyniki 

Oznaczenie 

Osad bez 

wspomagania 

Osad po flokulacji, dawka polielektrolitu Zetag 53 

D=1mg/l 

D=5mg/l 

D=10mg/l 

Czas zagęszczania, t [min] 

Wysokość warstwy osadu [mm] 

0 

265 

265 

260 

260 

2 

264 

261 

237 

241 

5 

258 

253 

211 

224 

10 

253 

243 

174 

189 

15 

248 

239 

151 

165 

20 

240 

229 

135 

149 

25 

231 

220 

125 

136 

30 

220 

211 

121 

129 

40 

200 

190 

113 

121 

50 

182 

174 

108 

119 

60 

168 

158 

103 

116 

75 

147 

139 

100 

116 

90 

137 

127 

97 

113 

Prędkość w pierwszej fazie 
sedymentacji, v [mm/min] 

1,4 

2,4 

8,6 

7,1 

Objętość początkowa, V

0

 [cm3] 

500 

500 

500 

500 

Objętość końcowa, V

k

 [cm3] 

258 

240 

187 

217 

Zmniejszenie objętości [%] 

48,3 

52,1 

62,7 

56,5 

Redukcja osadu w stosunku do 
osadu bez wspomagania [%] 

- 

7,3 

27,8 

15,9 

Uwodnienie osadu [%]: 

  

-początkowe, U

0 

99,29 

-końcowe, U

k 

99,21 

98,61 

98,09 

98,17 

Zawartość suchej masy osadu [%]: 

  

-początkowa, Sm

0 

0,71 

-końcowa, Sm

k 

0,79 

1,39 

1,91 

1,83 

Stopień zagęszczenia η

z

 [-] 

1,94 

1,11 

2,68 

2,56 

 

Dla badanego osadu optymalna dawka polielektrolitu wynosi 5 mg/l. 

Zawartość suchej masy osadu: 

    

 

 

   

 

 

 

   

 

          

gdzie: 

 

 

 - masa pustych parowniczek [g] 

 

 

 - masa parowniczek z osadem przed wysuszeniem [g] 

 

 

 - masa parowniczek po wysuszeniu [g] 

 

 

4 

 

5.  Wykresy 

 

 

 

80 

100 

120 

140 

160 

180 

200 

220 

240 

260 

280 

0 

10 

20 

30 

40 

50 

60 

70 

80 

90 

Wysokość warstwy 

osadu, H[cm] 

Czas zagęszczania,  

t [min] 

Krzywe zagęszczania 

Osad bez 
wspomagania 
D=1mg/l 

D=5mg/l 

D=10mg/l 

t

x5 

H

0 

H

x5 

H

x10 

t

x10 

t

x1 

H

x1 

t

x0 

H

x0 

80 

100 

120 

140 

160 

180 

200 

220 

240 

260 

280 

0 

10 

20 

30 

40 

50 

60 

70 

80 

90 

Wysokość warstwy 

osadu, H[mm] 

Czas zagęszczania,  

t [min] 

Wyznaczenie opymalnego czasu zagęszczania  

metodą graficzną Richa dla D=5mg/l  

D=5mg/l 

T

opt

 

5 

 

6.  Analiza wyników 

Na podstawie przeprowadzonego badania można zauważyć, że w przypadku osadu bez wspomagania 
oraz poprzedzonego flokulacją z dawką polielektrolitu 1mg/l uzyskuje się niewiele różniące się wyniki. 
W pierwszym przypadku uwodnienie osadu w stosunku do osadu surowego zmniejszyło się o ok. 
0,1%, a w drugim przypadku o ok. 0,7%, a redukcja objętości osadu wyniosła kolejno: 52,1% i 48,3%. 
Porównując kolejne próby wspomagane flokulacją z dawką 5mg/l oraz 10mg/l widać, że proces 
zagęszczania jest bardziej efektywny. Dla dawki 5mg/l uwodnienie zmniejszyło się o 1,2%, a dla 
10mg/l o 1,1%, natomiast redukcja objętości osadu wyniosła kolejno 62,7% oraz 56,5%.  

Analizując wyniki stwierdzono, że dla danego polielektrolitu najefektywniejsze jest zagęszczanie z 
użyciem dawki 5mg/l, gdyż widać, że dla większej dawki efektywność malała. Dla dawki 5mg/l 
optymalny czas zagęszczania wyznaczony metodą graficzną Richa wynosi 38,5 min. 

7.  Wnioski 

Najkorzystniejsze warunki uzyskano dla dawki 5mg/l polielektrolitu Zetag 53. Dla tej dawki optymalny 
czas wynosi 38,5 min. 

Dodanie polielektrolitu ma wpływ na zmniejszenie kosztów eksploatacji, ponieważ dzięki szybszej 
sedymentacji osadów możliwe jest zastosowanie dużo mniejszych objętościowo osadników. 

Aby dokładniej ustalić optymalną dawkę polielektrolitu należałoby przeprowadzić dodatkowe 
badania w przedziale 1÷5 mg/l.