Politechnika Łódzka

Wydział Budownictwa, Architektury i Inż. Środowiska

Kierunek Inżynieria Środowiska

Semestr V

Rok akademicki 2010/2011

Grupa 3 X₁

SPRAWOZDANIE

Wskaźnik zanieczyszczenia ścieków substancjami organicznymi i związkami biogennymi.

Woch Sebastian

Piotr Nowak

Mateusz Struski

Piotr Zagalski

Jarosław Marciniak

Data ćwiczenia	28. 10. 2010r.
Data oddania	18. 11 2010r.
Ocena
Podpis

1.Zagadnienia teoretyczne.

BZT5- Biochemiczne zapotrzebowanie na tlen (BOD Biochemical Oxygen Demand) to parametr używany w inżynierii środowiska odpowiadający zużyciu tlenu do utlenienia w warunkach aerobowych związków organicznych zawartych w ściekach (albo w wodzie) przy udziale mikroorganizmów. BZT5 oznacza pięciodniowy okres analizy, bo wtedy procesy te zachodzą najintensywnej, może być np. BZT10 czyli wskaźnik liczony jako okres dziesięciodniowy. Jako że temperatura ma duży wpływ na prędkość zachodzenia reakcji chemicznych, przyjęło się oznaczanie wskaźnika w temperaturze 20 C bez udziału światła. Zwykle pięciodniowe BZT równa się około siedemdziesięciu procentom całego BZT.

ChZT - Chemiczne zapotrzebowanie na tlen (COD Chemical Oxygen Demand).
Jest to parametr używany podobnie jak BZT do oceny stanu wody lub ścieków, interpretowany jako ilość tlenu potrzebna do utlenienia zawartych związków organicznych i nieorganicznych. Utlenianie odbywa się za pomocą silnych związków utleniających takich jak dwuchromian potasu.

Utlenialność- to wielkość wyrażająca ilość tlenu potrzebną do utlenienia substancji organicznych zawartych w wodzie
Jest to umowny wskaźnik określający zużycie nadmanganianu potasu (KMnO₄) przez łatwo utleniające się substancje chemiczne, np. siarkowodór, siarczyny, azotyny. Utlenialność wody wynosi od 4 mg O₂/dm³ dla wód czystych do kilkuset mg O₂/dm³ dla wód zanieczyszczonych.

Związki fosforu- w ściekach miejskich mogą pochodzić z wydalin ludzkich, z rozkładu związków organicznych, ze ścieków przemysłowych, jak np. z fabryk nawozów sztucznych, zapałek, syntetycznych środków piorących w skład których zazwyczaj wchodzą fosfory skondensowane. Związki fosforu są w zasadzie nietoksyczne i nie wpływają ujemnie na prace oczyszczalni. Rodzaje fosforów, na ogół; ortofosfory, polifosfory i organiczne związki fosforu.

Związki azotu- zawarty jest głównie w związkach organicznych. W ściekach surowych azot spotyka się w formie azotu organicznego oraz amonowego. Po oczyszczeniu część azotu utlenia się w postaci azotu gazowego, pozostały w formie rozpuszczonych azotanów odprowadzany jest do odbiornika ścieków. Przy wyższym stężeniu, zwłaszcza w wodzie do picia zachodzi niebezpieczeństwo występowania u ludzi schorzenia zwanego methemoglobinemią.

2.Przebieg ćwiczenie.

1.Wykonanie oznaczenia BZT

Do kolb pomiarowych o pojemności 250cm nalano trochę wody do rozcieńczenia. Następnie dodano ilość mililitrów badanych ścieków dopełniono do kreski wodą do rozcieńczenia i ostrożnie wymieszano unikając napowietrzenia próbek. Rozcieńczonymi ściekami napełniono po 2 buteleczki inkubacyjne. Jednocześnie napełniono 2 butelki inkubacyjne woda do rozcieńczenia. Po napełnieniu każdej butelki zamknięto je kotkami tak, aby nie pozostały w nich pęcherzyki powietrza. W jednej z 2 butelek rozcieńczonych ścieków oraz w jednej butelce z wodą do rozcieńczenia zaraz oznaczono tlen metoda Winklera. Pozostałe butelki umieszczono na okres pięciodniowej inkubacji w ciemnym miejscu w temperaturze około 20°C. Po pięciu dniach oznaczamy tlen tak jak poprzednio.

2.Oznaczanie chemicznego zapotrzebowania tlenu metoda dwuchromianową.

Do kolby odmierzono 10ml ścieków, dodano szczyptę siarczanu rtęciowego, wymieszano. Następnie dodano 10ml roztworu dwuchromianu potasowego 0,0125N i włożono kapilarę.

Ostrożnie wlano 27ml stężonego kwasu siarkowego i połączono z chłodnicą. Następnie całość umieszczono w mineralizatorze i ogrzano do wrzenia, Wyłączono mineralizator i utrzymano wrzenia 10min. Po około 10min, od chwili przerwania wrzenia, przeniesiono kolbę do stojaka spłukano chłodnicę, wlewając przez jej góry wlano 2,5ml wody destylowanej. Zdjęto chłodnice i zawartość kolby dodano 3-4 krople ferroiny i miareczkowano roztworem soli Mohra 0,125N do zmiany zabarwienia z zielononiebieskiego na czerwono brunatny. Równolegle w ten sam sposób wykonano osaczenie próbki kontrolnej zawierającej 10ml wody destylowanej.

3.Oznaczenia azotu amonowego

Do cylindra Beslera odmierzono taką ilość próbki, aby zawartość amoniaku w próbce

mieściła się w skali wzorców, dopełniono wodą destylowaną do 50ml, dodano 1ml roztworu winianu sodowo-potasowego i wymieszano. Następnie dodano 1ml odczynnika Nesslera, wymieszano ponownie i po 10min. Zmierzono intensywność zabarwienia za pomocą fotometru.

4.Oznaczanie tlenu rozpuszczonego.

Do butelki zawierającej badana próbkę, pobrano zgodnie z zasadami obowiązującymi przy pobieraniu do oznaczenia tlenu, dodano 1ml roztworu MnSO, 1 ml alkalicznego jodu potasowego. Ostrożnie zamknięto butelkę aby nie powstały pęcherzyki powietrza. Zawartość butelki wymieszano i pozostawiono ciemnym miejscu do opadnięcia osadu. Następnie pod powierzchnią cieczy dodano ostrożnie 1ml stężonego HS0 i zamknięto butelką uważając, aby nie wypłynął osad oraz nie dostało się powietrze, Zawartość wymieszano do całkowitego rozpuszczenia osadu i miareczkowano wydzielony jod. W tym celu do kolby stożkowej odmierzono 100ml roztworu i miareczkowano 0,025mol/l roztworem tiosiarczanu potasowego do jasno słomkowego zabarwienia. Następnie dodano ok. 1ml skroni i szybko miareczkowano do odbarwienia próbki.

5. Utlenialność

Do kolby stożkowej odmierzono odpowiednio ilość ścieków surowych w zależności od stopnia zanieczyszczenia i dopełniono woda destylowaną do objętości 100ml. Dodano 10ml. Roztworu kwasu siarkowego, 10ml roztworu nadmanganianu potasowego 0,0125, wymieszano, natychmiast wstawiono do łaźni wodnej i ogrzano w dniej próbkę prze około 30min. Poziom wody w łaźni nieco wyższy niż poziom cieczy w kolbie. Po wyjęciu próbki z łaźni wodnej natychmiast dodano 10ml roztworu szczawianu sodowego, wymieszano i po odbarwieniu miareczkowano na gorąco roztworem KMnO do wystąpienia słabo różowego zabarwienia, utrzymującego się kilka minut.

3.Pomiary i obliczenia.

Oznaczanie fosforanów

c=0,027

X=(c*1000)/V= (0,027*1000)/1=27mgPO₄/dm³= 8,82P

c- stęsknienie fosforów w próbce [mg]

V- objętość próbki ścieków pobrana do oznaczenia [ml]

Oznaczanie azotu azotanowego

X=(a*1000)/V=(0,04*0,145*1000)/100=0,058mgN_No2 /dm³

a=0,145*0,04=0,0058 N-NO₂

V=100cm³

Oznaczenia azotu amonowego

X=(e*1000)/V mg N-NH₄/ dm³

X=(0,13*0,19*1000)2=12,35 mg N-NH₄/ dm³

e- stężenie azotu amonowego w próbce

V- objętość próbki ścieków pobrana do oznaczenia

Utlenialność

X= [0,1*(a-b)*1000]/V= [0,1*(2-0,3)*100]/4=42,5 mg/dm³O₂

1. ilość nadmanganianu potasowego 0,0125 zużyta na miareczkowanie próbki ścieków [ml]

2. ilość nadmanganianu potasowego 0,0125 zużyta na utlenianie wody destylowanej dodanej do rozcieńczenia ścieków, obliczona z utlenialności wody destylowanej

0,1 - ilość tlenu odpowiadająca 1ml nadmanganianu potasowego 0,0125

V- objętość próbki ścieków użyta do oznaczenia

Oznaczanie CHZT metodą dwuchromianową

X= [(V₂-V₁)*N*8*1000]/V=[(9,7-7,5*0,125*8*1000]/10=220mgO₂/ dm³

V₁- objętość siarczanu żelazowo-amonowego zużyta do miareczkowania badanej próbki [ml]

V₂- objętość siarczanu żelazowo-amonowego zużyta do miareczkowania kontrolnej [ml]

N- stężenie normalne roztworu siarczanu żelazowo-amonowego [0,125N]

V- objętość próbki wody lub ścieków użyta do oznaczenia [ml]

8- współczynnik przeliczeniowy na mg O₂

Oznaczanie BZT5

a=(0,2*x₁*1000)/100=(0,2*4,1*1000)/100=8,2mg/dm³

b=(0,2*x₂*1000)/100=(0,2*3,1*1000)/100=6,2 mg/dm³

c=(0,2*x₃*1000)/100=(0,2*4,2*1000)/100=8,4 mg/dm³

d=(0,2*x₄*1000)/100=(0,2*3,9*1000)100=7,8 mg/dm³

BZT₅={(a-b)-[(c-d)*M]/1000}*1000/e={(8,2-6,2)-[(8,4-7,8*980]/1000}1000/20=70,6mg/dm³

a-zawartość tlenu w próbce rozcieńczonych ścieków przed inkubacją [mg/dm³]

b- zawartość tlenu w próbce rozcieńczonych ścieków po inkubacji [mg/dm³]

c- zawartość tlenu w wodzie do rozcieńczenia przed inkubacją [mg/dm³]

d- zawartość tlenu w wodzie do rozcieńczenia po inkubacji [mg/dm³]

M- ilość wody do rozcieńczeń zawartej w 1dm³ rozcieńczonej próbki [cm³]

4.Wnioski

Ćwiczenia to miało na celu określenia ilości azotu amonowego, azotu azotanowego i związków, BZT5, ChZT. Dane te pozwalają nam określić biodegradalność badanych ścieków. Korelacje pomiędzy wartościami podstawowych wskaźników zanieczyszczeń ścieków są pomocne w praktyce eksploatacji oczyszczalni i pomagają sprawdzić jakość analizy. W praktyce eksploatacyjnej korzysta się z następujących zależności:

Dla ścieków surowych

a) ChZT/BZT5<2 ścieki łatwobiodegradalne

b) ChZT/BZT5>2 ścieki trudbobiodegradalne

Z naszych wyników można wywnioskować że ścieki użyte do badania są ściekami trudnobiodegradalnymi, bo ChZT/BZT5>2 i wynosi 3,11.

---