LABORATORIUM Z TECHNOLOGII WODY I ŚCIEKÓW
TEMAT : INDEKS OSADU
Wykonali:
Adrian Turek
Paweł Twardowski
Rafał Pietrowicz
Joanna Merda
Gr. 36 B
Wstęp teoretyczny.
Proces samooczyszczania ścieków osadem czynnym polega na usuwaniu zanieczyszczeń ze ścieków przez napowietrzanie ich w specjalnych zbiornikach - komorach napowietrzania , zawierających osad czynny , a następnie oddzieleniu w osadnikach wtórnych oczyszczonych ścieków od osadu czynnego.
Osad czynny jest skupiskiem kłaczków mikroorganizmów wodnych , zwłaszcza bakterii , pierwotniaków, które rozwijają się intensywnie w warunkach zwiększonej podaży substratów i tlenu.
W procesie osadu czynnego usuwane są ze ścieków organiczne związki rozpuszczone, zawiesiny i koloidy.
Zasada usuwania substancji organicznych zawartych w ściekach przy oczyszczaniu osadem czynnym polega na utlenianiu substancji organicznych, część jest asymilowana w postaci przyrostu biomasy osadu czynnego, a część ulega autooksydacji. W pierwszej kolejności rozkładowi ulegają związki węgla, a następnie połączenia azotowe przechodzące w azotyny i azotany.
Do parametrów technicznych metodą osadu czynnego należą:
Obciążenie ładunkiem zanieczyszczeń,
Indeks osadu,
Czas napowietrzania ścieków z osadem czynnym,
Wiek osadu czynnego,
Stężenie zawiesin osadu czynnego,
Indeks osadu (Indeks Mahlmanna) charakteryzuje zdolność zawiesin do sedymentacji. Indeks osadu jest to objętość osadu czynnego po jego sedymentacji w ciągu 0,5 godziny w jednolitrowym leju Imhoffa na 1 g osadu. Indeks osadu określamy ze wzoru :
[ml/g]
gdzie:
IO - indeks osadu , [ml/g]
V - objętość osadu po 0,5 h zagęszczenia w 1 litrowym cylindrze , [ml/g]
X - całkowite stężenie biomasy w komorze , [g/dm3]
Im mniejsza jest wartość indeksu , tym korzystniejsze są własności sedymentacyjne osadu.
Dobrze sedymentujący osad czynny powinien się charakteryzować indeksem w granicach
50-150 [ml/g]. Wartości wyższe wskazują na pęcznienie osadu wywoływane najczęściej przez bakterie nitkowate.
Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie indeksu osadu czynnego pobranego z komór napowietrzania w oczyszczalni ścieków w Zielonej Górze.
Wykonanie ćwiczenia.
Do leja Imhoffa wlewamy 1 [dm3] osadu czynnego i w czasie (okresie) 90 [min] sedymentacji odczytujemy objętości wydzielonego osadu. Po 30 [min]sedymentacji odczytujemy objętość wydzielonego osadu, która jest nam niezbędna do wyznaczenia indeksu osadu czynnego. W osadzie przed procesem sedymentacji oznaczamy ilość zawiesin metodą wagową. W tym celu do wysuszonego do stałej wagi tygla wlewamy 50 [ml] osadu : po odparowaniu cieczy suszymy zawartość w temperaturze 105 [oC] do stałej wagi. Posiadając te dwie wartości jesteśmy w stanie wyznaczyć indeks osadu.
Wyniki badań:
Po przeprowadzeniu powyższych czynności otrzymaliśmy następujące wyniki:
objętość osadu po zagęszczenia w 1 litrowym cylindrze
|
|||
czas |
objętość osadu |
czas |
objętość |
t[min] |
V[ml/dm3] |
t[min] |
V[ml/dm3] |
0,5 |
1000 |
16,0 |
792 |
1,0 |
975 |
17,0 |
783 |
1,5 |
950 |
18,0 |
776 |
2,0 |
945 |
19,0 |
770 |
2,5 |
940 |
20,0 |
762 |
3,0 |
930 |
22,0 |
746 |
3,5 |
925 |
24,0 |
740 |
4,0 |
920 |
26,0 |
721 |
4,5 |
910 |
28,0 |
709 |
5,0 |
900 |
29,0 |
700 |
5,5 |
895 |
30,0 |
695 |
6,0 |
892 |
31,0 |
689 |
6,5 |
888 |
35,0 |
669 |
7,0 |
884 |
40,0 |
636 |
7,5 |
879 |
45,0 |
607 |
8,0 |
871 |
50,0 |
580 |
8,5 |
864 |
55,0 |
568 |
9,0 |
860 |
60,0 |
538 |
9,5 |
854 |
65,0 |
519 |
10,0 |
852 |
70,0 |
500 |
11,0 |
843 |
75,0 |
488 |
12,0 |
831 |
80,0 |
475 |
13,0 |
823 |
85,0 |
465 |
14,0 |
810 |
90,0 |
450 |
- objętość osadu po 0,5h zagęszczeniu w 1 litrowym cylindrze : V = 695 [ml/dm3] ,
- masa tygla : m = 102,2808 [g] ,
- masa tygla z wysuszoną biomasą : m = 103,5582 [g] ,
Znając wagę biomasy określamy całkowite stężenie biomasy w komorze ze wzoru:
[g/dm3]
gdzie:
V - objętość próby,[cm3]
a - masa tygla z osadem czynnym po wysuszeniu , [g]
b - masa pustego tygla , [g]
[g/dm3]
Znając całkowite stężenie biomasy w komorze X, oraz objętość osadu po 0,5 h zagęszczeniu w 1 litrowym cylindrze V możemy wyznaczyć indeks osadu czynnego ze wzoru:
[ml/g]
gdzie:
IO - indeks osadu , [ml/g]
V - objętość osadu po 0,5 h zagęszczenia w 1 litrowym cylindrze , [ml/g]
X - całkowite stężenie biomasy w komorze , [g/dm3]
[ml/g]
Indeks osadu IO wynosi 27,2 [ml/g]
Wnioski z przeprowadzonego ćwiczenia:
Osad czynny pobrany z komór napowietrzania w oczyszczalni ścieków w Zielonej Górze , charakteryzuje się indeksem osadu IO = 27,2[ml/g]. Osad ten posiada bardzo dobre właściwości sedymentacyjne. W badanej próbce osadu czynnego, który znajdował się w cylindrze przed rozpoczęciem ćwiczenia można było zaobserwować , iż próba jest normalna. Oznacza to , że osad znajdował się na dnie a nad nim była klarowna ciecz.
Z tego można było wywnioskować , że sedymentacja przebiegnie właściwie , a uzyskana wartość indeksu osadu czynnego wskazywała na bardzo dobre właściwości sedymentacyjne.
Z wykresu zależności objętości osadu do czasu sedymentacji wynika , że osad badany jest za młody. Aby wykres był idealny powinniśmy przeprowadzić proces sedymentacji w próbce o mniejszej objętości.
Uniwersytet Zielonogórski
Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska
Zakład Sieci i Instalacji Sanitarnych
Zielona Góra 2002/2003 r