POLITECHNIKA WARSZAWSKA
WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA
TECHNOLOGIA UZDATNIANIA WODY I OCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW
TEMAT:
DEFOSFATACJA CHEMICZNA
Wykonane przez:
Bartosz Jóźwiak ISiW1
Magdalena Sawa ISiW1
Zuzanna Paź ISiW1
Marta Wardzińska ISiW1
1. Wstęp teoretyczny:
Usuwanie fosforu na drodze chemicznej odbywa się przy pomocy koagulantu, czyli substancji tworzącej nierozpuszczone związki z fosforanami. Najczęściej używanymi związkami do usuwania fosforu są sole glinu, żelaza i wapnia. W wyniku koagulacji uzyskane sole fosforanowe aglomerują i w efekcie procesu sedymentacji grawitacyjnie opadają na dno osadnika.
Zachodzi reakcja między siarczanem glinu i fosforanami.
2. Cel i zakres badań:
Celem 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 następujących wskaźników:
- odczynu pH
- zasadowości
- stężenie ortofosforanów
- stężenie fosforu ogólnego
Ponadto, dla ścieków surowych wykonane zostało badanie chemicznego zapotrzebowania na tlen (ChZT).
OW - osadnik wstępny; OWT - osadnik wtórny;
KN - Komora napowietrzania; KR - komora reakcji.
3. Metodyka badawcza
Najpierw napełnione zostały cztery zlewki o pojemności 1l każda ściekami surowymi i umieszczone na magnetycznych mieszadłach.
Obliczone zostały dawki koagulantu oraz dawki mniejsze w określonej proporcji.
Odpowiednio:
Zlewka nr 1 - (100%) = 210 mg Al2(SO4)3
Zlewka nr 2 - (90%) = 210 * 0,9 = 189 mg Al2(SO4)3
Zlewka nr 3 - (80%) = 210 * 0,8 = 168 mg Al2(SO4)3
Zlewka nr 4 - (50%) = 210 * 0,5 = 105 mg Al2(SO4)3
Po dodaniu do określonych zlewek obliczone dawki koagulantu Al2(SO4)3 przez 3 minuty przeprowadzono szybkie mieszanie. Następnie przeprowadzono mieszanie wolne przez około 12 minut. Po procesie wolnego mieszania rozpoczęła się sedymentacja i trwała przez około 1 godzinę. Po zakończeniu procesu sedymentacji przeprowadzono oznaczenia, których wyniki zostały zamieszczone poniżej w formie tabeli.
4. Otrzymane wyniki
N.d.w.w- Najwyższe dopuszczalne wartości wskaźników zanieczyszczeń lub minimalny procent redukcji zanieczyszczeń dla oczyszczonych ścieków komunalnych.
RLM - liczba mieszkańców równoważnych
L.p. |
Oznaczenia |
Jednostki |
Ścieki surowe |
Dawka |
Dawka |
Dawka |
Dawka |
N.d.w.w. |
|
|
|
|
100% |
90% |
80% |
50% |
|
|
|
|
|
210 mg/l |
189 mg/l |
168 mg/l |
105 mg/l |
|
1 |
Odczyn |
pH |
6,85 |
5,71 |
6,24 |
6,39 |
6,52 |
- |
2 |
Zasadowość |
mval / l |
4,20 |
1,50 |
1,60 |
1,80 |
2,00 |
- |
3 |
Ortofosforany |
mg / l |
115,94 |
35,00 |
38,50 |
50,50 |
101,99 |
- |
4 |
Fosfor ogólny |
mg P / l |
37,40 |
11,29 |
12,42 |
16,29 |
32,90 |
2,00 |
|
% zmniejszenie Fosforu |
% |
- |
69,81 |
66,79 |
56,44 |
12,03 |
lub 85% redukcji |
5 |
ChZT |
mg O2 / l |
160,00 |
- |
- |
- |
- |
125 |
|
przewodnictwo elektrtyczne |
mS/cm |
62,40 |
65,60 |
70,40 |
68,80 |
67,20 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. Analiza wyników i wnioski
Na podstawie wyników oznaczeń zamieszczonych w tabeli można zaobserwować, że wraz ze wzrostem dawki koagulantu poprawę wszystkich wskaźników mówiących o stopniu czystości odprowadzanych ścieków. Szczególną istotny w tym badaniu jest wskaźnik określający stężenie fosforu. Ścieki surowe okazały się być do tego stopnia bogate w fosfor, że sama defosfatacja chemiczna nie jest w stanie wpłynąć na nie do tego stopnia, by zawartość fosforu odpowiadała wartościom dopuszczalnym w Rozporządzeniu Ministra Środowiska. Przy najwyższej wskazanej dawce koagulantu (210mg/l) osiągnięte zostało prawie 70% zmniejszenia zawartości fosforu, co nie jest wynikiem dostatecznie dużym.
W wyniku przeprowadzonej reakcji zaobserwowano spadek wartości odczynu z 6,85 do 5,71 przy zastosowaniu maksymalnej dawki koagulantu. Zbadana dla ścieków surowych wielkość ChZT wynosząca 160 mgO2/l nie spełnia wymogów zamieszczonych w Rozporządzeniu Ministra Środowiska (125 mgO2/l ). Wyniki badania przewodnictwa elektrycznego pozwalają wierzyć, że dla 1 zlewki (największa dawka) wynik jest błędny. Zamiast 65,60 mS/cm spodziewano się otrzymać wynik największy, o wartości zbliżonej do 75 mS/cm. Zrozumiałe jest bowiem, że wraz ze wzrostem oczyszczenia ścieków rośnie jego przewodnictwo.
5