Małgorzata Odziemczyk

Monika Presnarowicz

Katarzyna Sadowiak

Anna Starzyńska

SiT

FIZYKOCHEMICZNE METODY USUWANIA ZANIECZYSZCZEŃ

Temat: Badanie procesu koagulacji ścieków przemysłowych – wybór rodzaju koagulantu i ustalenie optymalnej dawki

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest zbadanie procesu koagulacji ścieków przemysłowych – wybór rodzaju koagulantu i ustalenie optymalnej dawki.

1. Wykonanie oznaczeń:

Przygotować 9 lejów i 9 zlewek. Do zlewek wlać po 1l badanej wody i korygujemy mleczkiem wapiennym pH . Następnie dodać siarczanu glinu (III). Do zlewek dodać odpowiednia dawkę koagulantu : 20 ;40;60;80;100;120;150;180;200 mg Al₂(SO₄)₃. Nastawić na szybkie mieszanie przez 1 min. ,a następnie na wolne przez 20 min. Po wykonaniu przelać ze zlewek badany roztwór do lejów . Po 30 min. pobrać odpowiednia ilość badanej wody na oznaczenie: zasadowości , twardości i utlenialności. Odczytać objętość wytraconego osadu , opisać kłaczki po upływie 30, 60, 90 minut. Pobór wody do oznaczeń powtórzyć po upływie 60 i 90 minut.

Oznaczenie zasadowości ogólnej

Do kolby pobrać 100 ml badanej wody. Dodać 3 krople metylooranżu i miareczkować 0,1 N HCl do zmiany barwy z żółtej na żółtopomarańczową. Zmiana barwy kończy miareczkowanie. Wynikiem miareczkowania jest ilość zużytego kwasu solnego i oznaczamy b którą wykorzystujemy do obliczenia zasadowości.

Zasadowość obliczamy według wzoru:

Gdzie :

b- ilość 0,1 N kwasu solnego , zu6yta na miareczkowanie próby wody wobec metyloranżu [cm³]

0,1-przelicznik :1 cm³ 0,1 N kwasu solnego odpowiada 0,1 mmol

Objętość próby wody wziętej do oznaczenia [cm³]

Oznaczenie twardości

Do kolby pobrać 50 ml badanej wody , następnie dodać 0,5 objętości 0,1 N HCl , jaka została

zużyta na oznaczenie zasadowości , 1ml buforu amonowego oraz szczyptę czerni eriochromowej jako wskaźnika. Miareczkować roztworem 0,01M EDETA do zmiany zabarwienia z czerwonej na niebieska. Zmiana zabarwienia kończy miareczkowanie.

Obliczenie wyników:

1cm³ 0,01 EDETA-0,01mmola CaCO₃

0,01*100mg=1mg CaCO₃

1mval CaCO₃ -50 mg

Oznaczenie utlenialności

Nastawić garnek z woda i doprowadzić wodę do wrzenia. Pobrać 100 ml badanej wody,

dodać 10 ml kwasu siarkowego (1+4) (pod wyciągiem) , 10 ml nadmanganianu potasu

I ogrzewamy przez 30 min. Po tym czasie , dodać 10 ml szczawianu .Próbka ulega

odbarwieniu i miareczkujemy ja na gorąco nadmanganianem potasu do uzyskania lekko

różowego zabarwienia.

Utlenialność obliczamy ze wzoru:

Gdzie :

a - ilość 0,0025-molowego roztworu nadmanganianu potasowego zużyta do zmiareczkowania badanej próby [cm³]

b - ilość 0,0025-molowego roztworu nadmanganianu potasowego zużyta do zmiareczkowania wody destylowanej [cm³]

f - współczynnik stężenia roztworu nadmanganianu potasowego (f=1)

V - objętość próby wody wziętej do oznaczenia [cm³]

1. Zestawienie otrzymanych wyników:

czas	Próba	Zasadowość	Twardość	Utlenialność	objętość osadu
		ilośc jaka zeszła na zmiareczkowanie	ilośc jaka zeszła na zmiareczkowanie	ilośc jaka zeszła na zmiareczkowanie
		ml	ml	ml	cm3
	"0"	3,5	14,9	2,2
t = 30	40	2,8	12	8,8	0,2
	60	3,2	12,7	9,5	0,7
	80	3,1	13,25	8,5	9
	100	2,8	12,5	9,5	9,5
	120	2,8	12,7	8,4	7
	150	2,6	13,1	8	19
	180	2,5	13,7	9,4	19
t = 60	40	2,9	12,75	8	2
	60	3,1	13,2	7,7	1,9
	80	3,2	13,8	9,3	7
	100	2,7	13,8	7,1	11
	120	2,8	13,6	7,5	9
	150	2,6	13,9	6,2	17
	180	2,6	14,5	5,9	15

Przykład obliczeniowy:

Poniższe przykłady będziemy wykonywać na wynikach próby zawierającą 40mgAl₂(SO₄)₃ po upływie 30 minut

Obliczenie zasadowości ogólnej

Podstawiamy do poniższego wzoru objętość zużytego 0,1N HCl za b

Obliczenie twardości

Korzystamy ze wzoru

Obliczenie utlenialności

Wyniki

czas	Próba	Zasadowość	Twardość	Utlenialność	objętość osadu
		ilość jaka zeszła na zmiareczkowanie	objętość próby wzięta do oznaczenia	Otrzymany wynik	ilość jaka zeszła na zmiareczkowanie
		ml	ml	mval/dm^3	ml
	"0"	3,5	100	3,5	14,9
t = 30	40	2,8		2,8	12
	60	3,2		3,2	12,7
	80	3,1		3,1	13,25
	100	2,8		2,8	12,5
	120	2,8		2,8	12,7
	150	2,6		2,6	13,1
	180	2,5		2,5	13,7
t = 60	40	2,9		2,9	12,75
	60	3,1		3,1	13,2
	80	3,2		3,2	13,8
	100	2,7		2,7	13,8
	120	2,8		2,8	13,6
	150	2,6		2,6	13,9
	180	2,6		2,6	14,5

1. Wnioski:

Koagulacja jest stosowana do usuwania z wody głównie zanieczyszczeń koloidalnych nieorganicznych i organicznych, a także cząstek trudno opadających.

Na podstawie powyższych wyników można zauważyć iż koagulacja niezależnie od ilości dodanego koagulantu nie miała większego wpływu na zasadowość ogólną. W związku z tym iż zasadowość wiąże się z obecnością węglanów można wywnioskować, że proces koagulacji nie usunie z wody węglanów.

Koagulacja nieznacznie przyczyniła się do powiększenia twardości wody niezależnie od dodanej dawki koagulantu. Największy wzrost nastąpił przy dodaniu 80 mg Al₂(SO₄)₃.

Twardość wody możemy podzielić na twardość węglanową i niewęglanową. W tym przypadku mogło dojść do zwiększenia twardości niewęglanowej ponieważ użyty koagulant mógł się przyczynić do zwiększenia zawartości siarczanów w badanej wodzie.

Utlenialność jest związana z obecnością substancji organicznych w wodzie. Jak widać na powyższych wynikach utlenialność po upływie 60 minut bardzo zmalała w porównaniu do utlenialności po czasie 30 minut. Jednak w tym przypadku tak duża utlenialność mogła być spowodowana tym iż kłaczki nie zsedymentowały do końca.

Objętość kłaczków w czasie trwania doświadczenia w niektórych przypadkach wzrosła czyli kłaczki w dalszym ciągu były zawieszone. Powoli sedymentowały lecz w niektórych przypadkach objętość kłaczków osadzonych na dnie zmniejszyła się co jest skutkiem działania siły ciężkości . Kłaczki pod jej wpływem ściskają się co odwzorowało się u nas spadkiem ich objętości.