BZT-biochem zapot telnu C₂H₈O₂+O₂ CO₂+H₂O Jest to zbiorcze pojęcie o zanieczyszczeniu, wystarczy zmierzyć ile tlenu wykorzystują mikroorga i co odpowiada ilości zanieczyszczeń rozkładanych. W wiązki biochemiczne Rozkładalne w wodzie wymagają długiego czasu rozkładu. By nie czkać 20 dób, wprowadzono 5 dób, w czasie których ulega rozkładowi 80% zanieszczyszczeń. ChZT-Chem zapotrzebowanie tlenu- tlen pobieramy z utleniaczy (nadmanganianiu potasu ChZT_Mn lub dwuchromianu potasu.Przy ChZT_Cr-utleniamy do 90%,a przy ChZT_Mn60-75% CWO-całkowity węgiel organiczny- s palany w temp ok. 700COznaczamy ilość powstałych CO_2. Oznaczenie to rzadko Koresponduje z ChZT i BZT. Jest wiec oznaczeniem Pomocniczym a nie podstawowym. RWO- rozpuszczony węgiel aktywny-po oddzieleniu zawiesinyWWA, PCB-polichloro winyle, ChZO-chlorowane zw. org. SPC- substancje powierzchniowo czynne, ChZO-zadko Stosowane i 10X absorbowane na węglu aktywnym chloropochodne. POX zw. uwalniające się prze wydmuchiwanie lotne Clpochodne THM zbiorcze oznaczenie w wodach wodociągowych gdzie stosowane jest chlorowanie. EWA-ekstrakt węglowo-alkocholowyEWCh- ekstrakt węglowo-chloroformowy.Wody podziemne-duża mineralizacja, nie zawierają zw, org, zawierają żelazo (zawsze) i mangan cechuje się większą twardością,spowodowaną obecnością jonów Ca i Mg. Wody powierzchniowe- mają mniej minerałów, mają zw. org, w różnych stężeniach. Powinny zawsze zawierać tlen.. Norma do picia 0,3mg/lFe powyżej 6 jest szkodliwa.. Tw Węglanowa- w formie węgla i wodorowęglanów Tw Niewęgl w formie soli siarczanowych (trwała) Całkowita tw to suma węglanowej i niewęglanowej Dylatacja-odlewanie cieczy znad osadu Swobodna: do cząsteczek zawieszonych wokół której nic dodatkowo nie istnieje Flokulacyjna:jest duża ilość zawiesin które łączą Się w większe zgromadzenie i wtedy na opadanie będą oddziaływały inne siły. Prędkość z czasem wzrasta. Strefowa: po pewnym czasie I strefa jest klarowna a przy dnie zagęszczenie/Zagęszczanie: następuje zjawisko wyciskania wody, cieczy z pomiędzy cząs (przy dnie) Sed swobodna: F=V(δ_c*γ)g siła wypadkowa War laminarne: 10^-4<R<0,4 war przejściowe0,4<R_e<500 3<R_e<400, 0,5<R_c<1000 War turbulentne 1000<R_e<2*10⁵ R_e>3*10⁵Pr opadania cząs: laminarne: v=1/δ*δ₁*δ/υ*d²*g Stokes Przejściowe: v_p=0,2[(δ₁*δ/σ)g]^0,72*d^1,18/(δ/g)^0,45 Allen , Turbulentne: v=√3,03*g*d*(δ-γ) Newton

Jednostką są stopnie niemieckie n^o, f^o stopnie francuskie,mval/l, mgCaCO₃/l 1mval/l=50mgCaCO₃/l

Woda miękka-0-100 mgCaCO₃/l, woda mało twarda 100-200,Średnio twarda- 200-350, twarda-350-550, bardzo twarda>550 LICZBA ODSTĘPÓW miedzy prętami

n=Q_{max h}/ b*h*V (przepływ godzinowy)

F=Q_{max h}/V ; V=0,6-0,8m/s k.ręczne; V=0,8-1 m/s k.mechaniczne

Gdy zasadowość jest spowodowana jonami wapnia i magnezu to równa jest twardości węglanowej. Zasadowość o pH 4,5-8,6

Zdolność do zobojętniania kwasów mineralnych.

Kwasowość zdolność do zobojętniania zasad.

Przy pH neutralnym woda może mieć kwasowość i zasadowość

Barwa-woda pow. Żółtawo-zielonkawy z powodu obecności

Kw. Humusowych. Po rozcieńczeniu mierzymy natężenie barwy W mgPt/l.

Zapach w 6 stopniowej skali: 0-brak, 1- bardzo

Słaby. 2-słaby, 3-wyczuwalny, 4-wyraźny, 5-bardzo wyraźny

R-roślinny, G-gnilny, S-specyficzny,

Smak wody:słony, gorzki, gożko-słony, woda posiada także smak Fenolowy i atramentowy (sole żelaza)

Wody pow mają temp zależna od pory roku klimatu.

Sedymentacja: opadanie zawiesiny na dno.

KRATY!

Zatrzym. się zanieczyszcz. pływające -zaniecz. te nazyw. SKRATKAMI. Ich ilość zalezy od przestrzeni, odl. miedzy kratami (gęste 8-12 l/M . rok; średnie 4-7; żadkie 1-2,5 l/M.rok;)PODZIAŁ ze wzg. Na sposób oczyszczania:

-KRATY RĘCZNE

-KRATY MECHANICZNE

KRATY DZIELIMY na :-k.koszowe ze zgarniaczem zgrzebłowym, obiegowym, łańcuchowym-k.łukowa

KR STOS. są w rozszerzeniu tak aby nie zmienić przepływu

KRATY BOCZNE stos. przy kanałach burzowych gdy jest duży dopływ ścieków, lub w razie awarii stosuje się tu kraty żadkie

DOLNA GRANICA by zawiesiny nie osadzały się na i przed kratą.

Przy max prędk. nastepuje wciskanie zanieczyszczeń między kraty.

Pręty zwykłe o grubości 10mn, są to najczęściej płaskowniki, lub prety stalowe.

KRATY MECHANICZNE posiadają urządzenia hydrauliczne na zasadzie tłoka do zbierania zanieczyszczeń.

KRATY montow. są w budynkach zamkn. Ze względu na:

-oblodzenia prętów w zimie

-wydzielanie nieprzyjemnych zapachów stos. Są urządzenia do dezodoryzacji gazów

(RYS.)

KRATY SCHODOWE- zbudowane z prętów które się przesuwają ( jak w domu towarowym) a na górze następ. zgarnianie.

SKRADKI odprowadzane na poletko skratek i zasypywane wapnem chlorowanym by uniknąć gryzoni. Jest on żadko stos. bo jest problem z wywożeniem. Chlor zapob. zagniwaniu. Obecnie skratki są ściskane w celu usunięcia wody (kompaktowane) i zmniejszamy ich obj. są kompaktory powiązane z kontenerami które wywożą je na śmietniska co jest nielegalne.

ROZDRABNIARKI (młotkowe, nożowe), rozdrabniają skratki, które płyną do kolejnych etapów oczyszczania. Dzieki nim pozbywamy się skratek i doprowadzamy materię org. Do lepszego oczyszczania. Jednak nie wytrzymywały one mechanicznie (podkowy).

Stos. są stale w przemyśle np. owocowym.

SITA -stos. są na początku oczyszczania, a MIKROSITA na końcu.

SITA-DZIELIMY NA: - taśmowe,-tarczowe,

Najczęściej stos. się szczelinowe ;szczeliny 1-3mm, 30-50mm. Zatrzymują 15-25 l/M.rok.Obecnie najcz. stos. się SITA BĘBNOWE. Zainstal. W kanale. Woda dopływa od góry do środka i środkiem odpływa. Gabaryty nie duże,

częściowo zanurzone w wodzie. Mogą być skonstruowane w sposób złożony. Mamy możl. Przepłukiwania wodą pod cieśn.., możemy doprowadzić ciepłą wodę lub parę. Posiada czujniki rejestrujące opory, może być całkowicie zautomatyzowane. Bębny są łączone z kompaktorami. Minusem jest duża energochłonność!

HYDROSITA, pręty wykonane ze stali nierdzewnej, szlachetnej. Ścieki płyną od góry i przepływają przez szczeliny a zanieczyszczenia spływają hydraulicznie w dół. Są one samoczyszczące, bez urządzeń mech. do tego celu. Nie są stosow. w oczyszcz. ze wzgl. na duży koszt i rozmiary!

PIASKOWNIKI

Zatrzymują ziarniste, mineralne zanieczyszcz. o ciężarze większym od zaniecz. i zawiesin org. . Usuwa piasek o śr. >0,2mm, ciężar 2,3T/m³

WYRÓŻNIAMY:

-poziome;- pionowe; -wirowe; -złożone

Ilość piasku wg IMHOFFA 2-5l/m.a (dawniej 5-15)

OSADNIK POZIOMY

Piasek ma skłonność cementacji, w osadnikach może przylegać do ścian i jest trudno rozpuszcz. w ten sam sposób może niszczyć też inne urządz. powoduje abrazje pomp. nadmierne zużycie urządzeń.

W zależności od ilości ścieków tyle stosujemy piaskowników.

Utrzymanie stałego przepływu 0,3m³/s jest trudne, zmiennym natężeniem przepływu (różny dopływ ścieków). W tym celu budujemy koryta w kształcie paraboli, lub zbliżonym (większa prędkość-wleczenie piasku, mniejsza- opadanie zawiesin org>)

Jednak firmy nie budują idealnych paraboli dlatego, na końcu kanału budujemy przegrody regulujące prędk. przepływu

(rys.)

Ostatnio ograniczamy się do budowania zwężek VENUN'EGO .Służą one też do zainstalowania urządzeń pomiarowych.

Budujemy piaskowniki od 18-20m, w krótszych następuje wywlekanie piasku.

Urządzenia zbierają piasek z dna rurką, następnie jest on przepłukiwany, ponieważ piasek o ilości org< 5% jest stosowany do cementu.

PIASKOWNIK PIONOWY

O rzucie koła, do środka doprowadz. są rurą, a na dole gromadz. jest piasek. Odpływyna różnych wysok. Regulują nam prędk. przepływu. Są one bardzo skuteczne. Wadą jest ich wysokość 8-12m bądź głębokość. Gdy budujemy na pow. to wodę musimy pompować, a boczne włazy umożliwiają nam jego oczyszczanie.piaskowniki WIROWE dopływ po obwodzie.(rys.)

Piaskowniki złożone :gł 3-4 m ruch ślimakowy co uniemożliwia odpowiednie utrzymanie prędkości. Regulujemy go przez wydatek strumienia pow. Umożliwia tyeż czyszczenie piasku. Posiada one strefe pasywną by wprowadz powietrze flotowało tłuszcze i zbieramy je z powierzchni.

Prędk r<=0,2 m/s

Efektywność 90% część miner. Ø >0,2mm, 50% część min.Ø>0,1mm

Wprow pow następnie wydmuchuje lotne gazy i bioareozole(popod nieprzyjemny zapach).

Odstępy między dyszami 0,5-10 m. Czasem zamiast pow wprowadz się dysza oczyszcz wodę w koncu piaskownika.

FILTRACJA Klasyfikacja według aktywn złoża: klarowanie(cedzenie mech), katalizowanie(złoże stanowi katalizator),jonitowe(wymienia jony),neutralizatory, sorpcyjne

Według rodz filtru;do klarowania, kontaktowe, odzielanie ,odmanganianie , zmiękczanie ,do usuwania N i P, sorpcyjne

Według liczby materiałów filtracyjnych jednowarstwowe , wielowarstwowe mieszane

Według prędkości filtracji: powolne, pośpieszne, super pośpieszne

Według przepływu: grawitacyjne, ciśnieniowe

Podczas filtracji usuwamy cząstki (od 100 mikronów pod ćiś 1 atm)(mikrofiltracja 0,05-10 mikronów pod ciś 4atm)( ultrafiltracja 0,006-0,2 mikronów przepychanie wody przez mat ceramiczne)(nanofiltracja odwrócona osmoza ciś 20-200 atm filtry membranowe)

Filtracja - podczas przepływu zatrzymywane są cząstki o małych wymiarach (mniejsze od porów) Przyjmuje się że wielkość majm czastek stałych podczas filtr: d min= c
c-0,0095 Przybliż wart strat cieśn. cieśn.H=Hi(εj/εi)^s wsp równomierności k=d60/d10 ( wystarczający 1,25-1,75)

Filt powole prędk filtr 0,1m/h obciążenie0,1 m²/h wys warstwy filtracyjnej 1-1,5 m , warstwa wody nad złożem 10-15m .stan początkowy piasku 1,5m , na pow wytwarzana warstwa biol wtedy wys dochodzi do 3 m. po3 mies pion wody na filtrze csie podwyższa. Gdy pozim wzrośnie do górnej granicy to filtr jest zatkany i jest zbierana warstwa biol.Po 3 latach piasek w filtrze jest do wymiany. Czyszczenie usuwanie 20-40mm , Efektywność 90% bakt, 95% metno, 60% utlenianie. Filtry powolne służą do biol i fiz czyszcz wody.

Filt pośpieszne prędk filtracji 5-10m/h ,wyjątkowo 25m/h v-10m/s Nie mają cech filtru biologicznego. ŚWIECE FILRACYJNE SŁUŻĄ DO ODBIERANIA WODY WYPOMPOWYWANIA JEJ NA FILTR. Płukanie wody 35-50 m/h, cykl płukania5-10 min, ekspansja złoża 25-40%, cykl filtracyjny 8min. Filtry pośp mogą być grawitacyjne otwarte(10-120m²), lub ciśnieniowe zamknięte( średnica 400-4000mm). Filtry bud się w pomieszcz zamkniętych by utrzymac odpow temp). W zamkniętych dopływ od dołu. Filry poziome już się niestosuje (nierównomierność płukania i przepływu wody). Filtry pośp całkowitym płukaniu( praca jest ciągła baz przerwy, są zbiornikami stalowymi lub żelbetowymi)

Usuwanie z wody manganu i żelaza; pol na utl żelaza (2) do Fe(3)i wyrąca się Fe(OH)2

4Fe²⁺+O₂+10H₂O= 4Fe(OH)₃ +8 H⁺

Fe(HCO)₃+2 H₂O=Fe(OH)₂+2 H₂CO₃

FeSO₄+ H₂O= Fe(OH)₂+H₂SO₄

Utlenienie zależy od pH(7,2-10;6,9-4,0) przy niższych czas dłuższy. Proces ten inhibitowany przez kw.org które tworzą trwałe kompleksy. Fe³⁺ może ulegać powtórnej redukcji ( rekcje z kw humusowymi).Konieczne się staje zastosowanie mocnych utleniaczy( chlor może prow do powst w wodach nat THM-ów chloropiksyny, oraz innych zw kancerogennych).Teraz najczęstsze zastosow w procesie wstępnej oksydacji ma ozon oraz dwutlenek chloru(4* większe od działanie od chloru). Czasie utl ozonem możliwe jest powstanie nadtlenków, eterów, aldehydów, ketonów, kw karboksylowych i innych szkodliwych zw.Cęściwo problem utl. kompleksów rozwiązuje dodanie soli żelaza(koagulacja) konieczne może być obniżenie Ph do 5,0. Kiedyś stosowana nadmanganian potasu.

Ult powietrzem jest stosowane w dużych oczyszczalniach. Odbywa się to w pomieszczeniach których za pomocą dysz rozbryzgujących wodę od dołu i od góry. Sto są różne rodz dysz(tak aby nie ulegały zatkaniu zanieczyszczeniami).

DYSZA BIAŁOSTOCKIEGO( rozpraszanie fazy gazowej w cieczy ; rozpraszanie fazy ciekłej w gazie)

Efekt natlenienia uzyskany po przez rozbryzg na filtrach. Uzyskujemy taki efekt jak mamy na filtrze kamyczki.(Mniejszych zakładach układ dwuzbirnikowy-filtr urządzenie do napowietrzania+ kompresor)

Mangan w wodach podziemnych

2Mn²⁺+ O₂+2H₂O2MnO₂+4H⁺

przy pH>9,6

3Mn²⁺+ 2KMnO₄+2H₂O5MnO₂+2K⁺+4H⁺

Mn²⁺+ Cl₂+2H₂O2MnO₂+2Cl^-+4H⁺

Mn²⁺+ O₃+2H₂OMnO₂+ O₂+2H⁺

Utlenianie mananu

Mn(OH)₂+ MnO(OH)₂→Mn₂O₃+2H₂O lub

Mn(OH)₂+ 2MnO(OH)₂→Mn₃O₄(OH)₂+2H₂O lub

Mn₂O₃+1/2O₂+H₂O→ 2MnO(OH)₂

Faza filtracyjna - do oddzielenia stosowane są zwykle: żwirek, złoża bursztynowe, antracyt. Zwykle ułożone w warstwy filtracyjne. Regeneracje oddzielacza prowadzi się przez płukanie złoża powietrzem(50-70m/h, 3-1min), wodą(35-50m/h 1,5-18min) i powietrzem

Koagulacja- usówanie koloidów z wody i ść.-ukł koloidalny10^-7-2*10^-3 , -zawiesina.

Potencjał termodynamiczny to Neinsta to suma potencjału Dzeta i Steina. Potencjał koloidów stabilnych wynosi +-70miliN, proces koagulacji polega na zmniejszeniu go teoretycznie do 0 a praktycznie do ok +-30mN. Dobre efekty uzyskuje się od0-30. Potencjał Dzeta decyduje o stabilności koloidów im większy tym większe siły odpychania między cząsteczkowego, większa stabilność. Koloidy absorbujące warstwę rozpuszczoną są bardziej stabilne bo utrudniają adsorbcję cząsteczek.

Slowatacja- adsorbują warstwy rozpuszczone

Koloidy ulegające solwatacji - liofilowe koloidy nie adsorbujące liofobowe

Rozróżniamy kolidy hydrofilowe(mydło, detergenty, kwasy humusowe)

Hydrofobowe- (warstwy ochronne koloidów hydrofobowych).

W wodzie występują koloidy krzemionki bezbarwne powodując zjawisko Tyndalla. Kw humusowe tworzące koloidy mają ładunek ujemny (wielocząsteczkowe zw powstałe w wyniku humifikacji, skład próchnicy). Związki humusowe mają charakter kwasowy więc pH wpływa na potencjał dzeta, podwyższenie pH powoduje podwyższenie barwy. Proces koagulacji polega na destabilizacji.

Flokulacja- łączenie zdestabilizowanych koloidów w większe cząsteczki

Metody: 1)fizyczne(ogrzewanie, wymrażanie),

2)mechaniczne (wytrząsanie, odwadnianie),

3)środkami chemicznymi-prowadzimy przez dodanie elektrolitu, zmniejsza to potencjał elektrolityczny

Rodzaje stosowanych koagulantów i reakcje z wodą:

-siarczan glinowy Al₂(SO₄)₃+18 H₂O+3Ca(HCO₃)₂→2Al(OH)₃+3CaSO₄+18 H₂O+CO₂

-chlorek żelazowy 2FeCl₃+3Ca(HCO₃)₂→2Fe(OH)₃+3CaCl₂+6CO₂

-siarczan żelazowy 2Fe(SO₄)₃ +3Ca(HCO₃)₂→2Fe(OH)₃+3CaSO₄+6CO₂

-glinian sodowy Na2Al2O4

-siarczan żelazawy,-siarczan glinowo-potasowy Al₂(SO₄)₃x24 H₂OxK2SO4

Koagulacja polega na łączeniu się w wyniku wzajemnego przyciągania rozpuszczonych cząstek zanieczyszczeń stałych o równomiernym ładunku powierzchniowym, -adsorbcja rozpuszczalnika substancji na wytrącających się wodorotlenkach i w podwójnej warstwie elektrolitycznej koag cząsteczek zanieczyszczeń stałych, -strącanie chemiczne osadów spełnia w procesie koagulacji taką samą funkcję jaką pełnią wytrącające się wodorotlenki.

Dawka koagulanta rozróżnia wodę od ściewków. Dawka wyznaczana jest: doświadczalnie oraz orientacyjnie (obliczeniowo) dla wody o zawartości Al₂(SO₄)₃ 30-35%

a=6√Ba -barwa, a=6√M -mętność lub D=1/[A(n-1)Cm ^n-1]*[1-(ck/Cp) ^n-1] dla m=1

D=1/A⋅lnCp/Ck.

Optymalna dawka- najmniejsza ilość zapewniająca największy efekt usuwania zanieczyszczeń. Efekty zależne są od temperatury. Koagulacja:

-objętościowa

woda surowa→kom szybkiego miesz→kom wolnego miesz→osadnik→filtr pośpieszny

-kontaktowa

woda surowa→kom szybkiego miesz→osadnik .............→filtr pośpieszny

-powierzchniowa- stosuje się do wód bardzo czystych

Koagulację wspomagamy obciążnikiem np. wapnem co powoduję zmianę pH, powstawanie CaOH co pomaga w wytrącaniu się osadów. Najpierw dodajemy koagulanta a później wapno CO2+Ca(OH)=CaCO+H2O

MgCO3+CO(OH)2=Mg(OH)2+CaCO3

Obciążniki są stosowane w oczyszczalni ścieków nie przy uzdatnianiu tam do zmiany pH stosowane sa inne związki z powodu wpływu na twardość.

Flokulanty- najczęściej subst polimerowe mające charakter anionowy lub kationowy. Celem ich jest łączenie zdestabilizowanych koloidów. Dobur flokulanta dokonujemy doświadczalnie

---