POLITECHNIKA WARSZAWSKA

WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA

TECHNOLOGIA UZDATNIANIA WODY I OCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW

DEFOSFATACJA CHEMICZNA

SPRAWOZDANIE NR 2

Wykonali:

Karolina Szwagierek ISIW 4

Cezary Bednarczyk ISIW 4

Rafał Maj ISIW 4

Warszawa, 16.10.2008r.

1. Wstęp teoretyczny:

Usuwanie fosforu na drodze chemicznej odbywa się przy pomocy koagulantu, substancji która tworzy nie rozpuszczone związki z fosforanami. Najczęściej używanymi związkami do usuwania fosforu są sole glinu, żelaza i wapnia. W wyniku koagulacji uzyskane sole fosforanowe aglomerują i w wyniku procesu sedymentacji opadają na dno osadnika.

Reakcja między siarczanem glinu i fosforanami.

2. Cel i zakres badań:

Celem przeprowadzonego doświadczenia było określenie efektywności usuwania fosforu ze ścieków oczyszczonych, przy użyciu Al₂(SO₄)₃ w przypadku chemicznego strącania fosforu za osadnikiem wtórnym.

Stopień dodatkowego oczyszczenia ścieków, które następowało w wyniku koagulacji określano na podstawie wskaźników: odczynu (pH), zasadowości, chemicznego zapotrzebowania na tlen (ChZT), stężenie ortofosforanów, stężenie fosforu ogólnego oraz procentowej ilość osadu pokoagulacyjnego.

OW - osadnik wstępny; OWT - osadnik wtórny; KN - Komora napowietrzania; KR - komora reakcji.

3. Metodyka badawcza

Na początku napełniono cztery zlewki o pojemności 1l ściekami i ustawiono na magnetycznym mieszadle.

Obliczono stechiometryczne dawki koagulantu oraz dawki większe w określonej proporcji.

Następnie dodano do określonych zlewek obliczone dawki koagulantu Al₂(SO₄)₃. Po dodaniu koagulantu przez 1min przeprowadzono szybkie mieszanie. Po mieszaniu szybkim przeprowadzono mieszanie wolne przez 10min. Po procesie wolnego mieszania rozpoczęto sedymentację przez około 1 godzinę.

Po zakończeniu procesu sedymentacji określono objętość zsedymentowanych osadów.

Następnie przesączono roztwór pokoagulacyjny przez sączki. Po czym przeprowadzono oznaczenia, których wyniki zostały zamieszczone poniżej.

4. Wyniki otrzymane w doświadczeniu:

N.d.w.w- Najwyższe dopuszczalne wartości wskaźników zanieczyszczeń lub minimalny procent redukcji zanieczyszczeń dla oczyszczonych ścieków komunalnych.

RLM - liczba mieszkańców równoważnych

Tabela 1. Zestawienie wyników badań wpływu dawki koagulantu na stężenie fosforu ogólnego w oczyszczanych ściekach.

Oznaczenia	Jednostki	Surowe	Dawka Podstawowa	Dawka	Dawka	Dawka	N.d.w.w.
			100%	150%	200%	300%	RLM od 1500
			82,6 mg/l	123,9 mg/l	165,2 mg/l	247,8 mg/l	do 99 999
Odczyn	pH	7,7	7,3	6,9	6,7	6,2	-
Zasadowość	mval / l	2,7	2,3	2,1	1,4	1,1	-
Ortofosforany	mg / l	15,0	14,7	5,6	2,1	0,5	-
Fosfor ogólny	mg / l	4,9	4,8	1,9	0,7	0,17	2
% zmniejszenie Fosforu	%	-	1,6	62,1	85,7	96,5	lub 85% redukcji
ChZT	mg O2 / l	129,0	7,2	13,6	15,2	4,0	125
% zmniejszenie ChZT	%	-	94,4	89,5	88,2	96,9	lub 75% redukcji
Ilość osadu pokoagulacyjnego	%	-	2,9	4,3	5,1	7,7	-

5. Analiza wyników:

Na podstawie powyższej tabeli można zaobserwować wraz ze wzrostem dawki koagulantu poprawę wszystkich wskaźników mówiących o stopniu czystości odprowadzanych ścieków. Szczególną uwagę w tym badaniu zwraca się na stężenie fosforu, które na podstawie interpolacji krzywej przedstawionej na wykresie zależności ilości fosforu ogólnego w oczyszczanych ściekach od dawki Al₂(SO₄)₃, osiąga wartość dopuszczalną w Rozporządzeniu Ministra Środowiska przy dawce 122mg Al₂(SO₄)₃/dm³ i jest to stężenie bliskie 150% stężenia stechiometrycznego, czyli niezbędnego do przeprowadzenia reakcji tylko pomiędzy związkami fosforowymi zawartymi w ściekach i koagulantem. Również spełniony zostaje warunek minimalnego procentu redukcji fosforu dla oczyszczalni przewidzianej dla 15 000 - 99 999 RLM i przy wskazanej dawce wynosi około 90%.

Wraz ze wzrostem dawki koagulantu również obserwowano wzrost ilości uzyskanego osadu pokoagulacyjnego.

W wyniku przeprowadzonej reakcji zaobserwowano spadek wartości odczynu z 7,7 do 6,2 przy zastosowaniu maksymalnej dawki koagulantu. Przy zastosowaniu dawki optymalnej odczyn osiągnął wartość 6,9 czyli blisko obojętny. Odprowadzanie takich ścieków nie będzie zakwaszało bądź alkalizowało wód, do których będą one wprowadzane.

5. Wnioski:

Na podstawie powyższej analizy wyników wnioskuje się, że :

1. Proces defosfatacji chemicznej dla danej próbki ścieków zachodzi optymalnie przy dawce 122mg Al₂(SO₄)₃/dm³ czyli około 150% stechiometrycznej dawki niezbędnej do przeprowadzenia reakcji, gdyż koagulant ten częściowo reaguje z innymi związkami znajdującymi się w oczyszczanych ściekach.

2. Dzięki zastosowaniu defosfatacji chemicznej przy wykorzystaniu strącania wtórnego obserwuje się dodatkową poprawę wskaźników określających czystość odprowadzanych ścieków, co jest bardziej korzystne od stosowania zwiększonych dawek koagulantu.

3. Ścieki oczyszczone spełniły kryteria zawarte w rozporządzeniu z dziennika ustaw Ministra

Środowiska z dnia 24 lipca 2006 r. (Dz.U nr.137 poz 284), można je zatem odprowadzić do

środowiska.

---