Fizykochemia odpadów

1. Charakterystyka odpadów.

Grupa pracowała na odpadach zmieszanych pochodzących z selektywnej zbiórki. Odpady zostały przesiane przez sita o różnych średnicach oczek. Kolejno przez 80 mm, 40 mm i 20 mm. Grupa pracowała na odpadach pochodzących z frakcji 20-40 mm.

Morfologia odpadów (przesiew > 80 mm) :

rodzaj odpadów	ilość odpadów [g]
kompozyty	354
plastik	642
metal	163
odpady biodegradowalne	198
tekstylia	612
papier	387
szkło	1168

Morfologia odpadów (przesiew 20-40 mm):

• Odpady biodegradowalne: 2102 g

• Odpady nie biodegradowalne: 79 g

Procentowy udział odpadów:

Do badań została przygotowana próbka reprezentatywna pochodziła z 300 g odpadów. Zawierała 289 g odpadów biodegradowalnych i 11 g odpadów nie biodegradowalnych.

1. Obliczenia oznaczeń z odpadów

   1. Oznaczenie uwodnienia.

Do oznaczenia przygotowano dwie równoległe próby.

A= Masa pustych krystalizatorów:

• Krystalizator I: 58,3586 g

• Krystalizator II: 62,8226 g

B= Masa krystalizatora z odpadami:

• Krystalizator I: 79,2922 g

• Krystalizator II: 85,9069 g

C= Masa krystalizatora po 105°C:

• Krystalizator I: 58,3586 g

• Krystalizator II: 62,8226 g

D= Masa krystalizatora po 550°C:

• Krystalizator II: 64,2482 g

Uwodnienie jest to stosunek masy wody zawartej w odpadach do masy odpadów surowych wyrażany w procentach. Wyliczony ze wzoru:

$$U = \frac{B - C}{B - A}*100\%$$

Krystalizator I:

$$U_{I} = \frac{79,2922 - 64,4763}{79,2922 - 58,3586}*100\% = \ 70,78\%$$

Krystalizator II:

$$U_{\text{II}} = \frac{85,9069 - 69,1958}{85,9069 - 62,8226}*100\% = 72,39\%$$

Policzono średnie uwodnienie dwóch krystalizatorów:

$$U_{sr} = \frac{70,78\% + 72,39\%}{2} = 71,58\%$$

1. Oznaczenie masy organicznej

Masa organiczna jest określona jako stosunek straty prażenia do suchej masy wyrażony w procentach. Liczony tylko dla tygielka nr. II, ze wzoru:

$$m_{\text{ogr}} = \frac{C - D}{C - A}*100\%$$

$$m_{\text{org}} = \frac{4,9476}{6,3732}*100\% = 77,63\%$$

1. Oznaczenia azotu ogólnego

• Masa odpadu: 2,8363 g

• Ilość przereagowanego kwasu: 10 − 2, 6 = 7, 4

• Ilość azotu amonowego:7, 4 * 1, 4 = 10, 36 mgN

• Sucha masa:S_m = 100 − 71, 58 = 28, 42%

• Ilość suchej masy w próbce odpadu:2, 8363 * 0, 2842 = 0, 8061 g S_m

Obliczenie ilości azotu w próbce:

$${10,36\ mg - 0,8061\ g\backslash n}{x - 1000\ g\backslash n}{x = 12852\ \frac{\text{mg\ N}}{\text{kg\ }S_{m}}\backslash n}{12852,0*\frac{1}{10000} = 1,29\%}$$

1. Oznaczenie ekstraktu eterowego

• Naważka odpadu: 4,9842 g

• Pusta kolba: 48,9759 g

• Kolba po ekstrakcji: 48,9920 g

Ekstrakt eterowy w odpadach

$${48,9920 - 48,9759 = 0,0161\ g\backslash n}{0,0161g = 16,1\ mg\backslash n}{\% S_{m}*nawazka = 28,42*4,9842 = 0,2842*4,9842 = 1,4165\ g\ S_{m}\backslash n}{16,1\ mg - 1,4165\ g\ S_{m}\backslash n}{x - 1000\ g\backslash n}{x = 11366,0\ \frac{\text{mg}}{\text{kg\ }S_{m}}\backslash n}{\frac{11366,0}{10000} = 1,14\ \%}$$

1. Oznaczenie popiołu:

• Masa pustego tygielka: 16,9680g (m₁)

• Masa tygielka z odpadami: 17,9210 g (m₂)

• Masa tygielka po 800°C: 17,1237 g (m₃)

$$P = \frac{m_{3} - m_{1}}{m_{2} - m_{1}} = \frac{17,1237 - 16,9680}{17,9210 - 16,9680} = \frac{0,1557}{0,953} = 0,1634*100\% = 16,34\%_{\text{s.m.}}$$

1. Oznaczenie metali, fosforu ogólnego i krzemionki

Krzemionka

• Naważka odpadów: 0,4927 g

• Masa pustego tygielka: 15,9951 g

• Masa tygielka po wyprażeniu: 16,3759 g

$${16,3759 - 15,9951 = 0,3808\ g = 380,8\ mg\backslash n}{\frac{380,8}{0,4927} = 772,8841\ \frac{\text{mg}}{\text{g\ }S_{m} = 772884,1\ \frac{\text{mg}}{\text{kg\ }s_{m}}}\backslash n}{\frac{772884,1}{10000} = 77,29\ \%}$$

Fosfor

• Masa naważki: 0,4812 g

• Pomiar: 0,307 (absorbancja)

$${c = 1,25*Abs = 0,125*0,307 = 0,038375\ mg\ \text{PO}_{4}\backslash n}{\frac{100}{10}*0,038375*\frac{1000}{0,4812} = 797,485\ \frac{\text{mg\ }\text{PO}_{4}}{\text{kg\ }S_{m}}\backslash n}{797,4855*0,326 = 259,9803\ \frac{\text{mg\ }P_{\text{og}}}{\text{kg\ }S_{m}}\backslash n}{259,9803*2,29 = 595,3548\frac{\text{mg\ }P_{2}O_{5}}{\text{kg\ }S_{m}}\backslash n}{595,3548*\frac{1}{10000} = 0,06\%}$$

Metale

1. Ciepło spalania

• Masa drucika przed spaleniem: 0,0079 g

• Masa drucika po spaleniu: 0,0042 g

• Pusty woreczek: 0,0634 g

• Woreczek z odpadami: 0,3335 g

• Masa odpadów:0, 33335 − 0, 0634 = 0, 2701g

• T₁=19,861°C

• T₂=19,875°C

• T₃=20,253°C

• T₄=20,254°C

• n=13

• ciepło spalania kolodium: 10676,2 J/g

• ciepło spalania drutu oporowego: 10676,2 J/g

k = 0, 1[(T₂−T₁)+(T₄−T₃)] + 0, 2(n−1)[T₄−T₃] = 0, 1[(19,875−19,861)+(20,254−20,253)] + 0, 2(13−1)[20,254−20,253] = 0, 0039

$$\backslash n{c = m_{d}*Q_{d} + m_{w}*Q_{w} = \left( 0,0037*10676,2 \right) + \left( 0,2701*10676,2 \right) = 2921,0083\backslash n}\backslash n{Q = \left\lbrack K\left( T_{3} - T_{2} - k \right) \right\rbrack = \left\lbrack 12284\left( 20,253 - 19,875 - 0,0039 \right) - 2921,0083 \right\rbrack = 6199,3191\ \frac{J}{g} = 6,2\ \frac{\text{MJ}}{\text{kg}}}$$

Wartość opałowa

Trójkąt Tannera

Popiół=16,34 % - substancji niepalnych w suchej masie

100%−16, 34%=83, 66% - substancji palnych w suchej masie

Uwodnienie:100%−71, 58%=28, 42%

Substancje niepalne w odpadach:$16,34\%*\frac{28,42\%}{100\%} = 4,64\ \%$

Substancje palne w odpadach:$83,66\%*\frac{28,42\%}{100\%} = 23,77\%$

1. Oznaczenia po bombie:

Oznaczenie chlorków

$${\frac{\left( 0,6 - 0,3 \right)*100}{20} = 1,5\frac{g}{\text{cm}^{3} = 1,5\frac{\text{mg}}{\text{dm}^{3}}}\backslash n}{1,5\ \frac{\text{mg}}{\text{dm}^{3} - 0,2701g\ S_{m}}\backslash n}{x - 1000g\backslash n}{x = \frac{1,5*1000}{0,2701} = 5553,5\ \frac{\text{mgCl}}{\text{kg}S_{m}}}$$

Oznaczenie siarczanów

1. Oznaczenia z wyciągu wodnego

pH=5,27

Barwa: żółtobrązowa

Przewodnictwo: 1,671 (mS/cm)

Fosforany

$${0,375*0,125 = 0,0469\ mg\ \text{PO}_{4}\backslash n}{\frac{100}{5}*0,0469 = 0,938\ \frac{\text{mg\ }\text{PO}_{4}}{\text{cm}^{3}\ = 938,0\ \frac{\text{mg}\text{PO}_{4}}{\text{dm}^{3}}}\backslash n}{938,0*\frac{1000}{50} = 938,0*20 = 18760\frac{\text{mg}}{\text{dm}^{3}}}$$

Chlorki

$$\frac{\left( 1,6 - 0,3 \right)*1000}{10} = 130\ \frac{g}{\text{cm}^{3} = 130\frac{\text{mg}}{\text{dm}^{3}}}$$

Siarczany

$${11,8080 - 11,8030 = 0,005\backslash n}{\frac{0,005*0,4114*1000}{50} = 0,04\frac{g}{\text{dm}^{3} = 41,14\frac{\text{mg}}{\text{dm}^{3}}}}$$

Utlenialność

$$\frac{0,1*\left( a - b \right)*1000}{0,1} = \frac{0,1\left( 1,3 - 0,1 \right)*1000}{0,1} = 1200\ \frac{\text{mg}}{\text{dm}^{3}}$$

Azotyny

$$\frac{0,0013*1000}{5} = 0,26\ \frac{g}{\text{cm}^{3}} = 0,26\frac{\text{mg}}{\text{dm}^{3}}$$

Azotany

Próba z 10 cm³; 0,005 mgN/100 cm³

Azot ogólny

Metale

Ciała rozpuszczone:

• Masa pustego krystalizatora: 83,9305 g

• Masa krystalizatora po wyprażeniu: 84,1588 g

$${84,1588 - 83,9305 = 0,2283\ g = 228,3\ mg\backslash n}{50\ \text{cm}^{3} = 0,05\ \text{dm}^{3}\backslash n}{\frac{228,3}{0,05} = 4566\ \frac{\text{mg}}{\text{dm}^{3}}}$$

Azot azotynowy-0,0013 (ale nie wiem do czego to )