UNIWERSYTET ZIELONOGÓRSKI
WYDZIAŁ INŻYNIERII LĄDOWEJ I ŚRODOWISKA
INSTYTUT INŻYNIERII SANITARNEJ
ĆWICZENIA LABORATORYJNE
TECHNOLOGIA WODY I ŚCIEKÓW
Temat: Odkwaszanie przy pomocy złoża filtracyjnego.
Autor opracowania:
Sebastian Kopowski
Gr 36A
WSTĘP TEORETYCZNY
W odkwaszaniu wody znamy dwie metody fizyczną i chemiczną.
Metoda fizyczna polega na wymianie wolnego CO2 obecnego w wodze do powietrza w wyniku kontaktu wody z powietrzem. Uzyskuje się ten efekt w urządzeniach otwartych lub ciśnieniowych gdzie podczas kontaktu wody z powietrzem tlen oraz azot przechodzą z powietrza do wody a CO2 z wody do powietrza.
W metodzie chemicznej, którą stosuje się gdy wcześniej nie była stosowana metoda fizyczna bądź też nie miała ona dostatecznej wydajności a także w przypadku gdy agresywnego CO2 nie jest zbyt dużo. Metoda ta polega na chemicznym wiązaniu agresywnego CO2
W celu chemicznego wiązania CO2 najczęściej używa się wapna palonego lub hydratyzowanego wiążącego CO2.
CaO + H2O + 2CO2 = Ca(HCO3)2
W niektórych przypadkach do wody zamiast wapna można dawkować sodę kalcynowaną (Na2CO3) lub wodorotlenek sodu (NaOH) wiążące CO2.
Na2CO3 + 2H2O + CO2 = 2NaHCO3 + H2O
NaOH + CO2 = NaHCO3
Związać agresywny CO2 można również stosując filtrację przez odpowiednie złoże:
Dofiltr
Grysik marmurowy
Masa dofiltr uzyskiwana jest najczęściej w procesie częściowej dekarbonizacji dolomitu w odpowiedniej temperaturze
Skuteczność działania masy dofiltr uzależniona jest w głównej mierze od czasu kontaktu wody ze złożem. Czas kontaktu wpływa na przyrost twardości ogólnej wody i maleje on w raz z rosnącą prędkością filtracji Vf. Wysokość zastosowanego w cyklu złoża filtracyjnego zależy od stosowanej stosowanej prędkości filtracji ,oraz ilości wiązanego agresywnego dwutlenku węgla i może wynosić do około 2m.Masa dofiltr może być stoswana zarówno do filtrów otwartych jak i ciśnieniowych. Jeżeli w wodzie zajdują się duże ilości żelaza korzystne jest jego wcześniejsze usunięcie gdyż wytrącające się kłaczki Fe(OH)3 zaklejaja ziarna dofiltru i będą powodem zmniejszonej aktywności złoża w wiązaniu agresywnego CO2 Złoże takie może być stosowane do wiąznia agresywnego CO2 pozostałego po procesie napowietrzania, oraz powstałego w procesie koagulacji. Dodatkową zaletą tej masy jest wzbogacenie oczyszczonej wody w wapń , magnez -pierwiastki mające duże znaczenie zdrowtne.
PRZEBIEG ĆWICZENIA
Ćwiczenie zostało przeprowadzone przy trzech prędkościach filtracji ,które były odpowiednio dobrane na początku doświadczenia.
V |
Q[cm3]/15[s] |
T[min] |
5 |
41 |
34 |
10 |
82 |
22 |
15 |
123 |
18 |
Wodę pompowano do filtra z beczki za pomocą pompy zatapialnej o wydajności Qmax = 1801/1' i Hmax = 6m.
Za każdym razem po zakończeniu filtrowania z daną prędkością płukano filtr w kierunku odwrotnym do filtracji. Badano zasadowość, twardość, wolny dwutlenek węgla i mierzono pH w wodzie surowej, a następnie wykonano te same oznaczenia w próbach przefiltrowanych z wyżej wymienionymi prędkościami.
WYNIKI POMIARÓW
Oznaczenie |
Woda surowa |
Woda po filtracji V=15[m/h] |
Woda po filtracji V=10[m/h] |
Woda po filtracji V=5[m/h] |
pH |
6,5 |
6,6 |
6,8 |
7,0 |
zasadowość |
2,3 |
2,6 |
2,8 |
2,9 |
twardość |
5,6 |
5,68 |
5,72 |
5,76 |
Wolny CO2 |
24,2 |
19,8 |
17,6 |
11,0 |
Agresywny CO2 |
20,8 |
14,4 |
11,0 |
3,0 |
WNIOSKI
Na podstawie przeprowadzonego doświadczenia można powiedzie ,że najlepszą skuteczność masa odkwaszająca uzyskała dla prędkości V=5[m/h] likwidując znaczną ilość wolnego CO2 jak również pozbywając się większości agresywnego dwutlenku węgla. Odbyło się to kosztem wzrostu pH i zasadowości.