ĆWICZENIE 1
PROCES KOAGULACJI W OCZYSZCZANIU WÓD I ŚCIEKÓW:
DOBÓR DAWKI KOAGULANTA
Pomiar mętności roztworów wyjściowych:
Pod opieką prowadzącego zajęcia zmierzyłyśmy mętność roztworów wyjściowych tj. wody destylowanej, 0,5% roztworu żelatyny i roztworu koagulanta – FeCl3. Wyniki zanotowałyśmy w tabeli:
| Nr próbki | Skład roztworu | Mętność [FTU] | Mętność [mgSiO2/dm3] |
|---|---|---|---|
| 1 | H2O destylowana | 0,00 | 0,00 |
| 2 | 0,5% r-r żelatyny | 3,97 | 19,85 |
| 3 | r-r koagulanta | 9,16 | 45,8 |
Opracowanie wyników:
Przeliczyłyśmy mętność roztworów z jednostki [FTU] na [mgSiO2/dm3] korzystając z zależności 1FTU = 5 mgSiO2/dm3]
0,5% roztwór żelatyny i roztwór koagulanta zawierają cząstki koloidalne.
Badanie wpływu dawki koagulanta na efekt procesu koagulacji zanieczyszczeń koloidalnych. Wyznaczenie przybliżonej dawki koagulanta:
Do pięciu kolbek nalałyśmy po 5 cm3 0,5% roztworu żelatyny. Wlałyśmy do kolbek roztwór koagulanta, zwiększając kolejno jego objętość: 1 cm3, 2 cm3, 3 cm3, 4 cm3 i 5 cm3. Zmierzyłyśmy pH roztworów przy użyciu pehametru ręcznego. Następnie doprowadziłyśmy pH roztworów do optymalnej, literaturowej wartości, dodając kroplami roztworu HCl lub NaOH. Dla naszego koagulanta, jakim jest FeCl3 wartości optymalne pH zamykają się w granicach: 5-7 i >8,5. Do każdej z kolbek dolałyśmy wodę destylowaną w celu zwiększenia objętości mieszaniny (tj. objętość = 40 cm3 wody). Następnie umieściłyśmy kolbki na mieszadłach magnetycznych i mieszałyśmy. Początkowo przez 1 minutę z szybkością 250 obr/min, a później przez 15 minut z szybkością 50 obr/min. Po tym czasie, przesączyłyśmy zawartość kolbek do pięciu probówek. Na sam koniec dokonałyśmy pomiaru mętności próbek przy użyciu mętnościomierza. Wyniki przeprowadzonego eksperymentu zestawiłyśmy w tabeli:
Objętość roztworu żelatyny = 5 cm3 Koagulant = FeCl3 |
|---|
| Nr próbki |
| 1 |
| 2 |
| 3 |
| 4 |
| 5 |
Opracowanie wyników:
Najlepiej oczyszczona została próbka nr 2
Przeliczyłyśmy jednostki mętności [FTU] na [mgSiO2/dm3] korzystając z zależności, że 1 FTU = 5 mgSiO2/dm3
Obliczyłyśmy przybliżoną dawkę koagulanta, wyniki obliczeń umieściłyśmy w tabeli.
Narysowałyśmy wykres przedstawiający zależność mętności [mgSiO2/dm3] od przybliżonej dawki koagulanta [mg/dm3].
Wnioski:
Podczas pierwszej fazy mieszania koagulant został dokładnie rozprowadzony w całej objętości próbki, uformowały się pierwsze, drobne kłaczki. W fazie mieszania powolnego, rozmiary kłaczków stopniowo zwiększały się, były wyraźnie widoczne w każdej z próbek, jednakże w próbkach 1 i 2 widać było, że są dalece drobniejsze niż aglomeraty w próbkach 3,4,5. Ciekawym jest to, że chociaż użyto koagulantu zawierającego Fe, który został wydzielony do wody badanej, jego ilość zmniejszyła się o 30%, tzn. że w procesie znaczna cześć żelaza została związana i usunięta wraz z osadem posedymentacyjnym. Niestety redukcja ta nie jest wystarczająca i nadmiar Fe należy jeszcze z wody usunąć w innych procesach. Przy zadanej dawce koagulantu, proces poprawił znacząco jakość wody, lecz nie może być stosowany samodzielnie, redukcja w wypadku parametru mętności nie została dokonana w stopniu wystarczającym. Na podstawie wykresu możemy stwierdzić iż zwiększenie dawki koagulanta zwiększa stopień oczyszczenia roztworu ponieważ mętność roztworu wzrasta. Jednak wartość mętności przy objętości 3 i 4 cm3 r-ru koagulanta zmienia się nieznacznie zatem możemy zauważyć iż korzystniejsze jest zastosowanie mniejszej ilości koagulanta(3cm3) ponieważ wydaje się być efektywniejsza.