UNIWERSYTET ZIELONOGÓRSKI
WYDZIAA
INśYNIERII L
DOWEJ I ÅšRODOWISKA
INSTYTUT INśYNIERII ŚRODOWISKA
Zakład Technologii Wody, Ścieków i Odpadów
Ćwiczenia laboratoryjne
z Odnowy wody
USUWANIE AZOTU AMONOWEGO
PRZEZ
UTLENIANIE CHLOREM
 Usuwanie azotu amonowego przez utlenianie chlorem
1. PODSTAWY TEORETYCZNE
Metody usuwania azotu amonowego:
I. Odpędzanie w wie\
ach stripingowych,
II. Wymiana jonowa,
III. Wymiana jonowa na klinoptylolicie,
IV. Utlenianie chlorem,
V. Utlenianie ozonem.
W wyniku chlorowania zmiennymi dawkami chloru wód lub ścieków,
zawierajÄ…cych azot amonowy, otrzymujemy krzywÄ… zapotrzebowania chlorowego, na
której mo\
na wyró\
nić punkt maksymalny i minimalny (punkt przełamania). W
pierwszej fazie chlorowania (a\
do punktu maksymalnego) powstajÄ… chloroaminy, a
następnej do punktu przełamania następuje ich rozkład. Poza punktem przełamania
obserwuje się występowanie chloru wolnego, trójchloroazotu i dwuchloroaminy.
Przebieg powstawania chloroamin mo\
na opisać następująco:
NH3 + OCl- NH2Cl + OH-
2NH2Cl + H+ NHCl2 + NH4+
3NHCl2 + H+ 2NCl3 + NH4+
W przypadku du\
ych dawek chloru mo\
e nastąpić bezpośrednia reakcja azotu
amonowego z chlorem:
NH4+ + HOCl NH2Cl + H2O + H+
NH4+ + 2HOCl NHCl2 + 2H2O + H+
NH4+ + 3HOCl NCl3 + 3H2O + H+
Rodzaj wytworzonych chloroamin zale\
y przede wszystkim od odczynu:
pH > 8  monochloroaminy,
pH 8-5  monochloroaminy, dwuchloroaminy i azot amonowy równowagowy,
pH 5-3  dwuchloroaminy, trójchloroazot i azot amonowy równowagowy,
pH < 3  trójchloroazot i azot amonowy równowagowy.
Krzywa zapotrzebowania chloru
1
 Usuwanie azotu amonowego przez utlenianie chlorem
Warunki stosowania procesu utleniania chlorem
Usuwanie azotu amonowego przez utlenianie chlorem ma sens tylko przy małym
stÄ™\
eniu azotu amonowego rzędu 10 mg/dm3 N i niewielkim zasoleniu  ciała
rozpuszczone rzędu 500  600 mg/dm3. Do usunięcia 1 g azotu amonowego potrzeba
10 g chloru co powoduje przyrost 10 g chlorków.
2. CEL ĆWICZENIA
Zasadniczym celem ćwiczenia jest zapoznanie się z chemizmem procesu
chlorowania ścieków.
3. WYKONANIE ĆWICZENIA
Ścieki chloruje się zmiennymi dawkami chloru, które nale\
y obliczyć na
podstawie zawartości azotu amonowego. Nale\
y zastosować następujące dawki
chloru:
0,5 * mgN-NH4/dm3Cl2; 1,0 * mgN-NH4/dm3Cl2; 2,5 * mgN-NH4/dm3Cl25,0 * mgN-NH4/dm3Cl2;
7,5 * mgN-NH4/dm3Cl2; 10,0 * mgN-NH4/dm3Cl2; 12,5 * mgN-NH4/dm3Cl2
Do 0,5 dm3 erlenmajerki ze szlifem wlać po 0,5 dm3 ścieków. Zbadać miano wody
chlorowej i na tej podstawie obliczyć ile ml nale\
y jej dodać do ka\
dej kolby. Dodać
odpowiednie ilości wody chlorowej do kolb, zatkać je korkiem i starannie wymieszać. Po
upływie 30 min. Kontaktu ścieków z chlorem nale\
y wykonać następujące oznaczenia:
- chlor pozostały jodometrycznie,
- azot amonowy po 1 min. kontaktu z odczynnikiem,
- pH.
Miano wody chlorowej
Do kolbki ze szlifem odmierzyć 10 cm3 wody chlorowej, dodać 5 cm3 kwasu octowego i
10 cm3 KJ. Przygotowaną próbę zamknąć korkiem i odstawić na 5 min. do ciemni. Po 5
min. miareczkować tiosiarczanem sodu do uzyskania słomkowego zabarwienia, dodać
ok. 1 cm3 skrobii i dalej miareczkować do odbarwienia się próby.
a Å" f Å"1000
X = mg/dm3 Cl2
V
a  ilość ml tiosiarczanu sodu zu\
yta na zmiareczkowanie próby,
f  ilość chloru odpowiadającego 1 cm3 tiosiarczanu sodu[mg]
f = 0,355  0,01 M tiosiarczan sodu
f = 0,886  0,025 M tiosiarczan sodu
V  objętość próby ( 10 cm3).
4. OBLICZANIE WYNIKÓW
Po wykonaniu ćwiczenia wyniki nale\
y zestawić w tabeli oraz narysować
krzywą zapotrzebowania chloru po upływie 30 min. kontaktu ścieków z chlorem.
Åšcieki Dawka chloru mg/dm3
mg/dm3 surowe
Chlor pozostały
Azot amonowy
pH
Literatura:
1. Kowal A. L.; Odnowa wody; Skrypt Politechniki Wrocławskiej; Wrocław 1996.
2