Sprawko1, Inżynieria środowiska, inż, Semestr V, Oczyszczanie wody, laboratorium


INSTYTUT INŻYNIERII ŚRODOWISKA

UNIWERSYTET ZIELONOGÓRSKI

OCZYSZCZANIE WODY LABORATORIUM

III ROK INŻYNIERII ŚRODOWISKA

STUDIA DZIENNE GRUPA 37 B

15.10.2013

TYDZIEŃ 3

TEMAT

Koagulacja domieszek wód zmienną dawką

AUTORZY OPRACOWANIA:

JAKUB WOŹNIAK

DOROTA FRANKIEWICZ

EWA KOŁOSZYC

PIOTR WAŚKOWICZ

  1. CZĘŚĆ TEORETYCZNA

Koagulacja jest procesem powszechnie stosowanym w oczyszczaniu większości wód powierzchniowych, rzadziej infiltracyjnych i podziemnych. Jest to metoda oczyszczania wód zawierających koloidy oraz zawiesiny trudno opadające. Podwyższona mętność oraz opalescencja wody wskazują na obecność w niej koloidów. Natomiast obecność zawiesin trudno opadających można określić na podstawie wyników analizy sedymentacyjnej. W przypadku braku tych danych, wartość indeksu (Im), będącego ilorazem zawartości zawiesin oraz mętności oczyszczanej wody, pozwala oszacować charakter zawiesin obecnych w wodzie.

W wyniku koagulacji usuwane są z wody cząstki trudno opadające oraz koloidalne decydujące o mętności wody lub intensywności jej barwy. Wśród koloidów powodujących mętność dominują koloidy hydrofobowe, zaś wśród decydujących o intensywności barwy - koloidy hydrofilowe. Tak więc z wód usuwane muszą być zarówno koloidy hydrofobowe (cząstki zawiesin nieorganicznych i bezwodne tlenki metali), jak i hydrofilowe (cząstki organiczne zawieszone, żywe i martwe mikroorganizmy oraz uwodnione tlenki metali).

Do naturalnych składników koloidalnych powodujących mętność wody należą cząstki: glin (zawierające głównie glinokrzemiany o wzorze xAl2O3*ySiO2*zH2O), krzemionki koloidalnej, iłów oraz koloidalne formy niektórych związków chemicznych wytrącających się w środowisku wodnym, np.CaCO3. Natomiast naturalne koloidalne domieszki barwne, to głównie związki humusowe, których stopień dysocjacji, a tym samym intensywność barwy, zwiększają się wraz z wartością pH oczyszczanej wody. Coraz częściej z wód zanieczyszczonych poza koloidami pochodzenia naturalnego usuwane muszą być koloidy obce (np. skrobia, białka, celuloza, barwniki organiczne itp.) trafiające do wód, np. ze ściekami. Rodzaj i właściwości tych koloidów zależą od składu ścieków, są to jednak najczęściej hydrofilowe powodujące często stabilizację koloidów naturalnych, a więc utrudniające destabilizację i aglomerację tych ostatnich. Do destabilizacji takich układów koloidalnych wymagane są duże dawki koagulantów, a niekiedy utleniacze chemiczne stosowane w celu zniszczenia koloidów ochronnych. Podobne działanie stabilizujące naturalne koloidy mineralne wykazują substancje humusowe.

Właściwie przebiegająca koagulacja zapewnia nie tylko duży stopień usuwania koloidów i zawiesin trudno opadających, ale również zasocjowanych z nimi innych zanieczyszczeń, w tym również mikrozanieczyszczeń. Tak więc efektem skutecznej koagulacji jest zmniejszenie mętności, intensywności barwy, wskaźników zanieczyszczenia organicznego, w tym prekursorów ubocznych produktów dezynfekcji i utleniania chemicznego oraz zawartości wielu mikrozanieczyszczeń, głównie występujących w oczyszczanej wodzie w postaci form trudno rozpuszczalnych lub asocjatów z cząstkami stałymi.

Rodzaje koagulacji:

0x01 graphic

0x01 graphic

  1. CZĘŚĆ EKSPERYMENTALNA

Na początku ćwiczenia przygotowaliśmy 6 pojemnikóww o pojemności 2dm3, które napełniliśmy do 1 dm3 woda surową. Następnie dawkowaliśmy odpowiednio roztwór koagulantu od 1 mg Al/dm3 do 5 mg Al/dm3. Podczas dodawania koagulantu przeprowadziliśmy szybkie mieszanie (180-200 obr/min) w czasie 1 minuty. Po minucie zmniejszyliśmy obroty do 30 obr/min (wolne mieszanie) przez 15 minut, podczas którego można było zaobserwować, że próby 3 i 4 są najbardziej klarowne. Później próbki przez 15 minut sedymentowały. Po osadzeniu się kłaczków przeprowadziliśmy oznaczenia pH, zasadowości ogólnej, mętności, barwy i utlenialności wody surowej i prób.

Tabela 1

Rodzaj koagulantu

Dawka:

mg Al /dm3

Objętość V(cm3) koagulantu odpowiadająca dawce wyrażonej w mg Al/dm3

Al2(SO4)3*18H2O

1

1

2

2

3

3

4

4

5

5

6

6

Tabela 2

Nr próby

Wskaźnik

Jednostka

Woda surowa

Dawka koagulantu, mgAl(Fe)/dm3

1

2

3

4

5

1

pH

-

7,83

7,69

7,67

7,66

7,65

7,61

2

zasadowość

mval/dm3

3,0

2,8

2,7

2,6

2,5

2,2

3

barwa

mgPt/dm3

97,5

39,7

14,4

8,9

7,8

6,5

4

mętność

NTU

119

19,4

6,01

4,21

2,51

2,32

5

utlenialność

mgO2/dm3

4,1

2,7

2,6

2,5

2,3

2,1

  1. barwa

ηx, (%) = (x0-xk)/x0 * 100%

η1, (%) = (97,5-39,7)/ 97,5*100% = 59,28 %

η2, (%) = (97,5-14,4)/ 97,5*100% = 85,23 %

η3, (%) = (97,5-8,9)/ 97,5*100% = 90,87 %

η4, (%) = (97,5-7,8)/ 97,5*100% = 92,00 %

η5, (%) = (97,5-6,5)/ 97,5*100% = 93,33 %

  1. mętność

η1, (%) = (119-19,4)/ 119*100% = 83,70 %

η2, (%) = (119-6,01)/ 119*100% = 94,95 %

η3, (%) = (119-4,21)/ 119*100% = 96,46 %

η4, (%) = (119-2,51)/ 119*100% = 97,89 %

η5, (%) = (119-2,32)/ 119*100% = 98,05 %

  1. utlenialność

η1, (%) = (4,1-2,7)/ 4,1*100% = 34,15 %

η2, (%) = (4,1-2,6)/ 4,1*100% = 36,59 %

η3, (%) = (4,1-2,5)/ 4,1*100% = 39,02 %

η4, (%) = (4,1-2,3)/ 4,1*100% = 43,90 %

η5, (%) = (4,1-2,1)/ 4,1*100% = 48,78 %

Powyższe dane zostały przedstawione na wykresie (załącznik 1).

  1. PODSUMOWANIE I WNIOSKI

Wraz ze wzrostem dawki koagulantu oczyszczana woda stawała się bardziej klarowna, poza próbą piątą (mogło to wynikać z krótszego wirowania szybkiego). Według „Rozporządzenia Ministra Zdrowia w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi” woda po koagulacji nie spełnia wymogów do spożycia w kwestii jej mętności (wg Rozporządzenia maksymalnie 1 NTU). Doświadczenie może zawierać błędy wywołane mieszaniem prób po koagulacji w skutek przemieszczania prób, bądź zbyt krótkiego czasu sedymentacji.

  1. LITERATURA

1) B. i E. Gomółkowie, Ćwiczenia laboratoryjne z chemii wody, Politechnika Wrocławska, Wrocław, 1992

2) Dz.U. 2010 nr 72 poz. 466, Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 20 kwietnia 2010 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Sprawko2, Inżynieria środowiska, inż, Semestr V, Oczyszczanie wody, laboratorium
Sprawko3, Inżynieria środowiska, inż, Semestr V, Oczyszczanie wody, laboratorium
Sprawko5, Inżynieria środowiska, inż, Semestr V, Oczyszczanie wody, laboratorium
Sprawko2, Inżynieria środowiska, inż, Semestr V, Oczyszczanie wody, laboratorium
ściąga pyt 1, Inżynieria środowiska, inż, Semestr V, Oczyszczanie wody
sciaga z pytan , Inżynieria środowiska, inż, Semestr V, Oczyszczanie wody
oczyszczanie wody pytania egz, Inżynieria środowiska, inż, Semestr V, Oczyszczanie wody
Ściąga TWiŚ, Inżynieria środowiska, inż, Semestr V, Oczyszczanie wody
ściąga pyt4, Inżynieria środowiska, inż, Semestr V, Oczyszczanie wody
WYKLAD, Inżynieria środowiska, inż, Semestr V, Oczyszczanie wody
stała dyso sprawko, Inżynieria środowiska, inż, Semestr III, Chemia fizyczna
niwelacja, Inżynieria środowiska, inż, Semestr II, Geodezja, laboratorium
Kientyka sprawko, Inżynieria środowiska, inż, Semestr III, Chemia fizyczna
instrukcja - HYDROLIZA SOLI, Inżynieria środowiska, inż, Semestr II, Chemia ogólna, laboratorium
pHmetr-instrukcja obsługi, Inżynieria środowiska, inż, Semestr II, Chemia ogólna, laboratorium
instrukcja - CHEMIA ORGANICZNA II, Inżynieria środowiska, inż, Semestr II, Chemia ogólna, laboratori
chem.fiz.równowagi fazowe, Inżynieria środowiska, inż, Semestr III, Chemia fizyczna, laboratorium

więcej podobnych podstron