Stanisław Rafałowski

Grupa V

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	8,4	7,53	8,3
ChZT - Cr	mg O2/dm^3	392	476	500
Ortofosforany	mg P/dm^3	4,653	4,2018	3,7506
Amoniak	mg N-NH4/dm^3	179,2	28,6555	24,5435
Azotyny III	mg N-NO2/dm^3	0,149	1,82	1,47
Azotany V	mg NO3/dm^3	0,414	1,15	1,357

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	0,0091
amoniak	0.0042

Wnioski: Odcieki pochodzące ze składowisk odpadów komunalnych klasyfikuje się je jako ścieki pochodzenia przemysłowego. Badane ścieki charakteryzowały się odczynem od obojętnego po lekko zasadowy (7.53 - 8.4). Z odczynem związane są chemiczne formy fosforanów. Zawartość ortofosforanów znacznie zmniejszała się (wartość odnotowana w ściekach surowych wyniosła 4,653 mgP/dm³; natomiast po pierwszym stopniu oczyszczania spadła do 4,2018 mgP/dm³; a po drugim stopniu oczyszczania wartość omawianego wskaźnika spadła do 3,75 mgP/dm³). Przy odczynie pH 7.53 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 powiedzieć iż doświadczenie wykazało ,że wartość ChZT-Cr znacznie wzrosła (392 mg O₂/dm³ - 500 mgO₂/dm³). Wskutek zwiększania się wartości ChZT-Cr w ściekach oczyszczonych należy zastosować następujący przelicznik 1,14 mgO₂ - 1 mgNO₂ (wg Hermanowicz, Jasiński i współpracownicy 1999 r.). Zastosowanie tego przelicznika pozwala na rzeczywiste określenie wartości ChZT-Cr, które zmniejszyło się w porównaniu ze ściekami surowymi. 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. Wartość w badanym doświadczeniu diametralnie spadła ze 179,2 w surowych do 24,54 po drugim stopniu oczyszczenia.

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.

W wyniku oczyszczania odcieków na złożu znużonym z ruchomym wypełnieniem możemy zaobserwować iż najefektywniej został ze ścieków usunięty amoniak, który po drugim stopniu oczyszczenia został zredukowany o 86,31% co mówi nam o dość wysokiej efektywności usuwania amoniaku ze ścieków.

---