UNIWERSYTET ZIELONOGÓRSKI Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska

Ćwiczenia laboratoryjne z Technologii Ścieków

SEDYMENTACJA W LEJACH IMHOFFA

Tomasz Kloc

Miron Nowak

Piotr Zieliński

Damian Pietrzak

GRUPA 36B

1. CEL ĆWICZENIA

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się ze zjawiskiem sedymentacji zawiesin w ściekach i wpływem czasu na przebieg tego procesu. Badania prowadziliśmy w lejach Imhoffa, a uzyskane wyniki zestawiliśmy tabelarycznie. Na podstawie wyników wykreśliliśmy krzywe Sierpa.

2. TEORIA

Do określenia ilości zawiesin łatwoopadających służy lej Imhoffa zwany również naczyniem sedymentacyjnym. Naczynia te wykonane są ze szkła lub tworzywa sztucznego, ustawione w drewnianych lub metalowych stojakach.

Lej Imhoffa napełnia się próbką ścieków do pojemności 1000 ml. Jeśli próbki przynoszone są do laboratorium w większych butlach, należy przed napełnieniem leja zawartość butli dobrze wymieszać. Zawartość substancji łatwoopadających określa się jako objętość zajętej przez osadzone substancje po 2 godzinach, odczytane na skali leja Imhoffa.

Na ok. 15 minut przed odczytem należy lej obrócić w prawo i w lewo dookoła osi pionowej, aby w ten sposób zmusić do opadnięcia na dno cząstki przyczepione do szklanych ścianek.

Lej Imhoffa stanowi odwrócony stożek o objętości roboczej 1 dm³, który w dolnej części posiada wyskalowaną podziałkę w cm³, do takiego leja wprowadza się wodę surową i po czasie 1, 2, 5, 10, 15, 30, 45, 60, 90, 120 minut odczytuje się ilość zawiesiny, która opadła na dno. Dane te pozwalają na wykreślenie krzywej sedymentacji i ustalenie rodzaju opadającej zawiesiny. Gdy krzywa rośnie cały czas podczas sedymentacji lub ustala się na stałym poziomie to w wodzie występuje zawiesina ziarnista. Jeśli ilość osadu na krzywej rośnie do pewnego momentu i następuje kompresja osadu, wówczas w ściekach występuje zawiesina kłaczkowata.

Lej Imhoffa pozwala na:

• ustalenie rodzaju zawiesiny

• określenie procentowej zawartości zawiesiny łatwo i trudnoopadającej w zawiesinie ogólnej

• określenie objętości zawiesiny powstającej z jednostki objętości ścieków

3. PRZEBIEG ĆWICZENIA

Do 3 lejów Imhoffa ustawionych w statywie wlano po 1 dm³ dobrze wymieszanych ścieków. Po upływie 15, 60, 90 i 120 minut od momentu wlania ścieków odczytano na podziałce każdego leja ilość osadu znajdującego się w jego dolnej części. Przed dokonaniem każdego odczytu objętości zawiesin osadzonych lej ostrożnie uniesiono do góry i wolno obrócono dookoła osi o pół obrotu w prawo i pół w lewo. Jednocześnie zlewarowano po 100 cm³ wody nadosadowej i oznaczono ChZT oraz utlenialność. Te same oznaczenia wykonano w ściekach surowych przed wlaniem ich do leja.

4. WYNIKI I OBLICZENIA

Oznaczenie	Jednostka	Ścieki surowe	Ścieki po sedymentacji
					15 min		60 min.		90 min.
						a	b	a	b	a	b
Utlenialność	mg O2/dm^3	29	9,2	68,2	8,7	70,0	7,2	75,1
ChZT	mg O2/dm^3	41,2	23,7	42,4	22,7	44,9	21,3	48,3

Zawiesina łatwoopadająca [ml/dm³]

Zawiesina łatwo opadająca	ml/dm^3	Czas	5	10	15	20	30	45	60	80	100	120
				Lej 1	36	39	38	34	34	30	28	26	25	24
				Lej 2	31	36	34	30	29	27	25	24	23	22
				Lej 3	31	35	36	32	31	28	26	25	25	24

gdzie:

a - stężenie początkowe

b - usunięcie składnika w % obliczono ze wzoru:

Obliczenia:

- procentowe usunięcie utlnialności:

C_p - stężenie początkowe

C_k - stężenie końcowe

%

- procentowe usunięcie ChZT:

C_p - stężenie początkowe

C_k - stężenie końcowe

%

- utlenialność ścieków obliczono ze wzoru:

gdzie:

a - ilość roztworu 0,0125 n KmnO₄ zużyta na zmiareczkowanie próbki ścieków, cm³

f - współczynnik przeliczeniowy dla użytego roztworu KmnO₄ dla roztworu 0,1

b - ilość roztworu KmnO₄ zużyta na zmiareczkowanie użytej do rozcieńczenia wody destylowanej,

V - objętość próbki ścieków użyta do oznaczenia, v=100 cm³

- chemiczne zapotrzebowanie tlenu (ChZT) obliczono ze wzoru:

gdzie:

a - ilość siarczanu żelazowo - amonowego zużytego do zmiareczkowania próbki kontrolnej,

b - ilość siarczanu żelazowo-amonowego zużytego do zmiareczkowania próbki ścieków, cm³

n - normalność roztworu siarczanu żelazowo - amonowego,

V - objętość próbki ścieków użyta do miareczkowania,

5. WNIOSKI

Wartości utlenialności i chemicznego zapotrzebowania tlenu w ściekach surowych znacznie przekroczyły wartości dopuszczalne w ściekach odprowadzanych do środowiska. W celu zredukowania tych wartości badane ścieki poddano procesowi sedymentacji. W wyniku tego procesu uzyskano znaczne obniżenie wartości utlenialności i ChZT. Uzyskano wysoki stopień redukcji powyższych wskaźników, mianowicie dla utlenialności uzyskano wartość 75,1 %, a dla ChZT wartość była nieco niższa, bowiem wynosiła 48,3 %,. Ogólnie można stwierdzić, że proces sedymentacji osiągnął wysoki stopień sprawności redukcji utlenialności i ChZT. W wyniku sedymentacji zawiesin łatwo opadających uzyskano znaczne sklarowanie ścieków.

---