POLITECHNIKA WARSZAWSKA
WYDZIAA
INŻYNIERII ŚRODOWISKA
LABORATORIUM Z  TECHNOLOGII
OCZYSZCZANIA WODY I ŚCIEKÓW
Temat: Zagęszczanie osadu
ISiW 1, gr. 3:
Bartosz Józ
wiak
Zuzanna Paz

Magdalena Sawa
Marta Wardzińska
Warszawa, 14.01.2013 r.
1
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 bądz
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.
2
4. Wyniki
Osad bez Osad po flokulacji, dawka polielektrolitu Zetag 53
Oznaczenie
wspomagania
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
1,4 2,4 8,6 7,1
sedymentacji, v [mm/min]
Objętość początkowa, V0 [cm3] 500 500 500 500
Objętość końcowa, Vk [cm3] 258 240 187 217
Zmniejszenie objętości [%] 48,3 52,1 62,7 56,5
Redukcja osadu w stosunku do
- 7,3 27,8 15,9
osadu bez wspomagania [%]
Uwodnienie osadu [%]:
-poczÄ…tkowe, U0 99,29
-końcowe, Uk 99,21 98,61 98,09 98,17
Zawartość suchej masy osadu [%]:
-poczÄ…tkowa, Sm0 0,71
-końcowa, Smk 0,79 1,39 1,91 1,83
StopieÅ„ zagÄ™szczenia ·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]
3
5. Wykresy
Wysokość warstwy
Krzywe zagęszczania
osadu, H[cm]
280
H0
260
Hx0
Hx1
240
Osad bez
220
wspomagania
Hx5
D=1mg/l
200
Hx10
D=5mg/l
180
D=10mg/l
160
140
120
100
Czas zagęszczania,
80
tx5 tx10
tx0 tx1
t [min]
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Wyznaczenie opymalnego czasu zagęszczania
Wysokość warstwy
osadu, H[mm]
metodÄ… graficznÄ… Richa dla D=5mg/l
280
260
240
220
D=5mg/l
200
180
160
140
120
100
80
Czas zagęszczania,
Topt
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
t [min]
4
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.
5