Politechnika Warszawska

Wydział Inżynierii Środowiska

Laboratorium z technologii oczyszczania ścieków

Temat ćwiczenia:

Mechaniczne oczyszczanie ścieków

Wykonali:

Marcin Godlewski

Kamil Jabłoński

Ewa Jadczak

Agnieszka Lasota

Grupa ISiW 1, zespół 6

1. Wstęp teoretyczny

Mechaniczne oczyszczanie ścieków polega na usuwaniu zawiesin opadających w procesie sedymentacji.

Zawiesiny opadające według podziału Imhoffa to część zawiesin, która opada w doświadczalnym leju sedymentacyjnym Imhoffa w ciągu 2 h przetrzymywania ścieków w warunkach statycznych.

Jednak oprócz zawiesin w ściekach występują jeszcze ciała wleczone i substancje pływające, które (w ramach oczyszczania mechanicznego) również wymagają usunięcia.

Mechaniczne oczyszczanie ścieków jest konieczne ze względu na wygląd wody w odbiorniku, gdyż zanieczyszczenia się w nich znajdujące, nadają ściekom nieprzyjemny wygląd, a także dość znaczne zapotrzebowanie tlenu.

Mechaniczne oczyszczanie ścieków składa się z kolejnych procesów:

-cedzenie - usuwa ze ścieków substancji pływających i ciał wleczonych o dużych wymiarach. Używane są kraty i sita.

-wznoszenie - usuwa ze ścieków zanieczyszczenia pływające, głównie oleje i tłuszcze, z powierzchni ścieków; urządzenia, które służą do ich usuwania to odtłuszczacze i odolejacze.

-sedymentacja - usuwa zanieczyszczenia o małych wymiarach i ciężarze właściwym niewiele większym od wody. Proces ten zachodzi przy malej prędkości przepływu w osadnikach lub w urządzeniach bezprzepływowych (o pracy cyklicznej).

-filtracja - usuwa ze ścieków zanieczyszczenia bardzo drobne.

1. Cel ćwiczenia

Celem badania jest ustalenie przydatności procesu sedymentacji na mechaniczne oczyszczanie ścieków. Badania obejmują dobór właściwego czynnika wspomagającego i wpływ na proces sedymentacji.

1. Zakres ćwiczenia:

Zakres ćwiczenia obejmuje analizę czasu sedymentacji w zależności od zastosowanego czynnika wspomagającego.

1. Metodyka badawcza

W pierwszej kolejności pobrano próbkę ścieków surowych i wykonano analizę chemiczną. Następnie do trzech lejów Imhoffa pobrano po 1 litrze ścieków.

W pierwszym leju nie zastosowano żadnego czynnika wspomagającego proces sedymentacji - rozpoczęto obserwację wysokości osadzającej się zawiesiny w zależności od czasu. W drugim leju, przed obserwacją, napowietrzano zawiesinę przez 10 min. Do ścieków w 3 leju dodano 1 ml koagulantu DIX i rozpoczęto obserwację wysokości osadu w zależności od czasu. Sedymentacja trwała 2 godziny.

Po 1 godzinie sedymentacji pobrano z górnej części osadnika ścieki i przeprowadzono analizę chemiczną.

1. Wyniki badań

Tabela z wynikami wysokości warstwy osadu w zależności od czasu sedymentacji

czas sedymentacji	ścieki bez dodatków	ścieki po wstępnym napowietrzeniu	ścieki z dodatkiem koagulantu 0,1 ml/l DIX
[min]
1,5	0	0,7	1
2,5	0	2	3
3	0	3	4
4	0	4	8
5	0,1	4	10
6	0,2	4,5	20
7	0,8	4,8	25
8	2	8	27
10	2,5	8,5	28
13	4	15	27
17	4,1	15	26
22	4,5	15	25
27	5	15	24
32	7	15	25
37	6,5	15	25
42	7	15	25
50	7	15	25
60	7	15	25
70	7	15	25
80	7	15	25
90	7	15	25
100	7	15	25
110	7	15	25
120	7	15	25

Analiza chemiczna:

wskaźnik	ścieki	ścieki po 1 h sedymentacji
	surowe	bez dodatków
ChZT [mgO2/l]	336,0	176,0
zawiesina ogólna [mg/l]	240,0	170,0
PH	7,6	7,6

1. Omówienie wyników

W próbie przy zastosowaniu koagulantu obserwuje się najszybszy i największy wzrost wysokości warstwy osadu. Ponadto wyniki analizy chemicznej wskazują na 60% spadek ChZT, co uważa się za wynik prawidłowy, gdyż oczekiwaną wartością jest 70% po 2 godzinach sedymentacji. Ponadto obserwuje się znaczący spadek zawiesiny ogólnej. Wszystkie otrzymane wyniki są związane z zaburzeniem równowagi elektrochemicznej roztworu na tyle znacząco, że możliwe było łączenia się drobnych koloidów w większe aglomeraty. Ponadto część rozpuszczonych związków organicznych została strącona do postaci nierozpuszczalnej, dzięki czemu uzyskano tak dużą efektywność przy zastosowano koagulantu.

W próbie nr 2 ze wstępnym napowietrzeniem, również mona zaobserwować szybsze opadanie zawiesin w porównaniu z ściekami bez czynnika wspomagającego, jednak parametry chemiczne są nieznacznie niższe. Może być to spowodowane zbyt krótkim czasem napowietrzania lub jego niską intensywnością.

W próbie nr 1 w ściekach bez dodatku wspomagaczy, wynik ChZT jest obarczony pewnym błędem, gdyż literaturowa wartość oczekiwana po 2 godzinach sedymentacji to obniżka o 30%, natomiast uzyskany wynik to ok. 50 % spadku po 1 godziny. Być może jest to spowodowane błędami pomiarowymi.

1. Wnioski

W Rozporządzeniu Ministra Zdrowia normowa wartość ChZT (w zależności od wielkości oczyszczalni) waha się od 150 mg O₂/l dla oczyszczalni poniżej 2 000 RLM , dla większych zaś wynosi 125 mg O₂/l lub wyraża się minimalnym procentem redukcji równym 75% .

W przypadku odprowadzania oczyszczonych ścieków komunalnych najwyższa dopuszczalna zawartość zawiesin ogólnych nie powinna przekroczyć 50mg/l dla oczyszczalni poniżej 2 000 RLM, bądź 35 mg/l (lub 90% redukcji) dla większych.

Na podstawie wyżej zamieszczonej analizy wyników stwierdza się, że:

1. Proces samej sedymentacji jest istotnym, lecz nie wystarczającym procesem oczyszczania ścieków. Wskaźnik ChZT został zredukowany o 48% (wynik zawyżony) , a zawiesiny ogólne jedynie o 29% - żadna z wartości nie mieści się w wartościach normowych.

2. Przy mechanicznym oczyszczaniu ścieków proces napowietrzania nie wpływa na efekt oczyszczenia na tyle dostatecznie, aby móc odprowadzić oczyszczone w ten sposób ścieki. Wartość wskaźnika ChZT zmalała o 52%, a zawiesiny o 46% - żadna z wartości nie mieści się w wartościach normowych.

3. Zastosowanie koagulantu zwiększa efektywność oczyszczania. Proces ten znacznie poprawia zawartość zawiesiny ogólnej . Porównując końcowe wyniki tej próby z dopuszczalnymi wartościami widać jednak, że żadne ze wskaźników nie spełniają wymogów zawartych w Rozporządzeniu Ministra Zdrowia - wskaźnik ChZT zmalał o 62% (do 128 mg O₂/l), a zawartość zawiesin ogólnych zmalała o 71% (do 70mg/l). Oczyszczone w ten sposób ścieki nie mogą więc być odprowadzane, niezależnie od wielkości oczyszczalni.

Wnioskować można, że proces samej sedymentacji jest istotnym, lecz niewystarczającym procesem oczyszczania ścieków. Wskaźniki procentowej redukcji zarówno ChZT jak i zawiesin ogólnych są za małe. Zastosowanie koagulantu znacznie zwiększa efektywność oczyszczania.