Stanisław Rafałowski

Grupa V

I MSU

Sprawozdanie do ćwiczenia nr 2

„Efektywność usuwania związków organicznych oraz biogennych z odcieków z zastosowaniem złóż zanurzonych z ruchomym wypełnieniem.”

Celem ćwiczenia jest ocena efektywności oczyszczania odcieków ze składowiska odpadów komunalnych z zastosowaniem złóż zanurzonych z ruchomym wypełnieniem.

Metoda złóż zanurzonych z ruchomym wypełnieniem polega na oczyszczaniu ścieków przy pomocy zanurzonych w złożu kształtek z polietylenu lub polipropylenu na których rozwija się błona biologiczna. W naszym doświadczeniu wypełnienie złoża kształtkami stanowiło 30% objętości reaktora.

Nasze doświadczenie polegało na określeniu wskaźników fizyczno - chemicznych tj. odczynu, ChZT-Cr, amoniaku, azotynów, azotanów oraz ortofosforanów w odciekach surowych oraz oczyszczonych oraz obliczeniu parametrów technologicznych złoża: obciążenia powierzchni złoża ładunkiem substancji organicznych oraz azotu. Określaliśmy także sprawność usuwania substancji organicznych oraz stopień nitryfikacji.

Natężenie przepływu odcieków:

gdzie:

Q₁ - natężenie przepływu odcieków [m³/d]

Q₂ - natężenie przepływu odcieków recyrkulowanych [m³/d]

A₂ - powierzchnia czynna złoża [m²/m³].

[m³/m²*h]

Tab. Nr 1. Zmierzona ekstyncja.

Wskaźnik	Odcieki surowe	Odcieki oczyszczone po 1 stopniu	Odcieki oczyszczone po 2 stopniu
Ortofosforany	0,217	0,289	0,328
Amoniak	-	0,170	0,151
Azotyny	0,055	0,046	0,045
Azotany	0,021	0,052	0,062

1. Ortofosforany:

gdzie:

E - ekstynkcja

0,282 - przelicznik z krzywej wzorcowej

V - objętość próby użytej do oznaczenia [cm³]

• Ścieki surowe

• Ścieki po 1 stopniu oczyszczenia

• Ścieki po 2 stopniu oczyszczenia

2. Amoniak

1. metoda destylacji bezpośredniej:

gdzie:

f - współczynnik przeliczeniowy,

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].

• Ścieki surowe

2. metoda bezpośredniej Nessleryzacji:

gdzie:

0,257 - przelicznik z krzywej wzorcowej

E - ekstynkcja

V - objętość próby [cm³]

• ścieki po 1 stopniu oczyszczenia

• ścieki po 2 stopniu oczyszczenia

3. Azot azotynowy:

gdzie:

E - ekstynkcja

0,035 - przelicznik z krzywej wzorcowej

V - objętość próby [cm³]

• Ścieki surowe

• Ścieki po 1 stopniu oczyszczenia

• Ścieki po 2 stopniu oczyszczenia

4. Azot azotanowy:

gdzie:

E - ekstynkcja

0,23 - przelicznik z krzywej wzorcowej

V - objętość próby [cm³]

• Ścieki surowe

• Ścieki po 1 stopniu oczyszczenia

• Ścieki po 2 stopniu oczyszczenia

5. ChZT-Cr (metoda dwuchromianowa)

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

• Ścieki surowe

• Ścieki po 1 stopniu oczyszczenia

• Ścieki po 2 stopniu oczyszczenia

Tab. Nr.2. Wyniki analiz odcieków surowych i oczyszczonych.

Wskaźnik	Jednostka	Odcieki surowe	Odcieki oczyszczone po 1 stopniu	Odcieki oczyszczone po 2 stopniu
Odczyn	pH	8,5	7,45	8,5
ChZT - Cr	mg O2/dm^3	304	444	460
Ortofosforany	mg P/dm^3	2,45	3,26	3,70
Amoniak	mg N-NH4/dm^3	243,6	87,38	77,61
Azotany III	mg N-NO2/dm^3	1,903	1,5916	1,557
Azotany V	mg NO3/dm^3	0,48	1,19	1,42

Obciążenie objętości złoża ładunkiem substancji organicznych oraz azotu:

gdzie:

A₂ - powierzchnia wypełnienia [m²]

Q₁ - natężenie przepływu odcieków [m³/d]

C₁ - stężenie zanieczyszczeń w odciekach [g/m³].

[kg/m² *d]

[kg/m²*d]

Wskaźnik zanieczyszczenia	Obciążenie powierzchni złoża (kg/m^2*d)
Substancje organiczne	0,00711
amoniak	0.0057

Odcieki pochodzące ze składowisk odpadów komunalnych klasyfikuje się je jako ścieki pochodzenia przemysłowego.

Badane ścieki charakteryzowały się odczynem od obojętnego po lekko zasadowy (7.45 - 8.5). Świadczy to o obecności wodorowęglanów wapnia i magnezu, które mają zdolności buforujące polegające na zobojętnianiu środowiska co ma istotne znaczenie w biochemicznym procesie oczyszczania ścieków.

Z odczynem związane są chemiczne formy fosforanów. Przy odczynie pH 7.5 dominują formy ortofosforanów, pirofosforanów, tripolifosforanów, tak więc możemy wnioskować iż takie formy fosforanów występują zarówno w ściekach surowych jak i oczyszczonych.

Wraz ze wzrostem substancji organicznej, której miarą jest ChZT możemy zauważyć wzrost związków fosforu., którego wzrost możemy tłumaczyć poprzez przekształcanie polifosforanów w ortofosforany. Związki organiczne (polifosforany) wykorzystywane są w procesach życiowych mikroorganizmów , które przekształcają polifosforany w ortofosforny.

Na podstawie wartości azotu amonowego możemy stwierdzić intensywny przebieg procesu nitryfikacji, który polega na utlenianiu azotu amonowego (N-NH₄) - którego obserwujemy spadek, do azotanów III (N-NO₂), który także ulega zmniejszeniu, do produktu końcowego czyli azotanów V (N-NO₃), które jako produkty końcowe procesu nitryfikacji ulegają zwiększeniu.

Natomiast zwiększające się wartości azotanów V może świadczyć o zachwianym procesie denitryfikacji, który polega na redukcji azotanów V do azotu cząsteczkowego. Przyczyną zachwianego procesu denitryfikacji może być odczyn zasadowy, który mamy w ściekach.

Natomiast zwiększające się wartości wskaźnika ChZT z 304 mgO₂/dm³ do 460 mgO₂/dm³ świadczy o występowaniu dużych ilości substancji organicznej, która nie została usunięta za pomocą błony biologicznej, tak więc w usunięciu nadmiaru substancji organicznych należałoby użyć metod chemicznych.

W wyniku oczyszczania odcieków na złożu znużonym z ruchomym wypełnieniem możemy zaobserwować iż najefektywniej został ze ścieków usunięty amoniak, który po pierwszym stopniu oczyszczenia został zredukowany o 35,9%, natomiast po drugim stopniu oczyszczenia został zredukowany o 39,9%.

Możemy także zauważyć iż powierzchnia złoża głównie obciążona jest związkami amonowymi , ponieważ stanowią one 80,17% obciążenia złoża. Natomiast złoże obciążone jest tylko w 19,83% substancjami organicznymi.

---