UNIWERSYTET ZIELONOGÓRSKI WYDZIAŁ INŻYNIERII LĄDOWEJ I ŚRODOWISKA INSTYTUT INŻYNIERII ŚRODOWISKA Zakład Technologii Wody, Ścieków i Odpadów

Ćwiczenia laboratoryjne z Technologii Ścieków

Temat: Sedymentacja w lejach IMHOFFA

Wykonali:

Krzysztof Niciński

Łukasz Wysocki

Bartłomiej Leśniak

Artur Kluj

Gr. 35 b

CEL ĆWICZENIA:

Celem ćwiczenia było zapoznanie się ze zjawiskiem sedymentacji zawiesin zawartych w ściekach i wpływem czasu na przebieg tegoż zjawiska. Badania przeprowadzone były w szklanych naczyniach stożkowych - lejach Imhoffa.

ZAKRES ĆWICZENIA:

Do pięciu lejów, ustawionych na statywie nalano po 1dm³ ścieków. Następnie po upływie odpowiednich przedziałów czasowych od momentu wlania ścieków odczytano na podziałce każdego leja ilość osadu, jaka osiadła na dnie tegoż naczynia. Owe poszczególne czasy odczytu to: 15 ; 45 ; 90 minut.

Należy tu zaznaczyć, iż przed dokonaniem każdego odczytu objętości opadłego osadu lej spokojnie przechylono w prawo i lewo, aby osad osiadły na ściankach opadł na dno. Po dokonaniu odczytu objętości osadu z każdego leja zlano po 250ml wody nadosadowej, w celu oznaczenia takich parametrów jak ChZT , utlenialność , zawiesinę łatwoopadającą i ogólną. Takie same oznaczenia wykonano także w ściekach surowych , które nie były poddane sedymentacji.

METODYKA OZNACZEŃ:

1. Utlenialność:

Oznaczenie to ogólnie wykonuje się w ten sposób, iż do kolby zawierającej 100 cm³ próbki ścieków o odpowiednim rozcieńczeniu należy dodać 10cm³ kwasu siarkowego 1 + 3 oraz 10cm³KmnO₄ . Następnie kolbę ogrzewa się w temperaturze wrzenia wody w łaźni wodnej w ciągu 30 minut. Po tym czasie dodaje się 10cm³ szczawianu sodowego i natychmiast miareczkuje się roztworem KmnO₄ do pierwszego zabarwienia na różowo.

Jednocześnie oznaczenie to wykonuje się na próbie kontrolnej ze 100cm³ wody destylowanej.

Stosowane rozcieńczenia to: po 25cm³; po 5cm³ i po 1cm³ ścieków, a wszystko sukcesywnie dopełniane było wodą destylowaną do 100cm³.

Przyjęto bowiem wynik utlenialności, która była robiona na 5cm³ ścieków , które zlane były z leja , w którym osad sedymentował przez 15 minut. Ze stosunku ChZT/utlenialności uzyskano pewną wartość ( 1,5 ), którą przemnożono wyniki ChZT - ów i w ten sposób otrzymano wyniki utlenialności ( ale tym samym otrzymamy taki sam % redukcji).

Ilość zmiareczkowanego KmnO₄ dla tej próby to 4,8cm³, zaś dla próby zerowej = 0,5cm³.

Po podstawieniu do wzoru otrzymano:

Wynik ten następnie przyrównano do ChZT z 15 minut i otrzymano wartość 1,5. Wartość ta przemnożona przez wszystkie ChZT-y dała nam wyniki utlenialności.

2. Chemiczne zapotrzebowanie tlenu ChZT:

Do kolb nalano po 20cm³ ścieków zlanych z poszczególnych lejów sedymentacyjnych . To samo wykonano w stosunku do ścieków surowych. Do każdej kolby dodano 0,4g HgSO₄ oraz 10cm³ 0,25n roztworu dwuchromianu potasu. Następnie mieszając dodano 30cm³ odczynnika H₂SO₄ i Ag²SO₄ i natychmiast połączono kolbę z chłodnicą. Kolbę ogrzewano przez 10 minut , utrzymując zawartość jej w stanie łagodnego wrzenia. Z kolei kolby ostudzono i spłukano wewnętrzną część chłodnicy stosując do tego 90cm³ wody destylowanej. Po ostudzeniu kolb do temperatury pokojowej dodano 3 krople ferroiny i odmiareczkowano nadmiar r-ru dwuchromianu potasu roztworem siarczanu żelazowo-amonowego. Końcowym punktem miareczkowania była zmiana zabarwienia z niebieskawo-zielonego do czerwono-niebieskiego.

Oznaczenie to wykonano także dla próby kontrolnej z wodą destylowaną.

3. Zawiesina łatwoopadająca:

Oznacza się ją objętościowo po 15 ; 45 i 90 minutach opadania w lejach Imhoffa. Mają one bowiem w dolnej części podziałkę w cm³ , która pozwala właśnie dokonać odczytu objętości opadłego osadu.

Wykonano więc najpierw wyliczenie suchej pozostałości:

• Dla ścieków sedymentujących 15 minut:

112,64g - 112,59g = 0,05g/50cm³ = 1,0g/dm³

• Dla ścieków sedymentujących 45 minut:

111,19g - 111,16g = 0,03g/50cm³ = 0,6g/dm³

• Dla ścieków sedymentujących 90 minut:

115,08g - 115,06g = 0,02g/50cm³ = 0,4g/dm³

• Dla ścieków surowych:

118,13g - 118,05g = 0,08g/50cm³ = 1,6g/dm³

• Substancje rozpuszczone: 112,57g - 112,56g = 0,01g/50cm³ = 0,2g/dm³

Następnie dane te podstawiono do wyżej umieszczonego wzoru i otrzymano wyniki zawartości zawiesin ogólnych. Wyniki te zestawiono w poniższych tabelkach.

WYNIKI:

Oznaczenie	Jednostka	Ścieki surowe	Ścieki po sedymentacji
						15 minut	45 minut	90 minut
Zawiesina ogólna	g/dm^3	1,4	0,8	0,4	0,2
Zawiesina łatwoopadająca	cm^3/dm^3	-	44	33	31
Utlenialność	mgO2/dm^3	456	270	168	156
ChZT	mgO2/dm^3	304	180	112	104

Ozna.	Jednostka	Ście. suro.	Ścieki po sedymentacji
						15 minut		60 minut		90 minut
						a	b	a	b	a	b
Zawie-sina ogóln.	g/dm^3	1,4	1,4	42,9	1,4	71,4	1,4	85,7
Utleni-aln.	mgO2/dm^3	456	456	40,8	456	63,2	456	65,8
ChZT	mgO2/dm^3	304	304	40,8	304	63,2	304	65,8
Zawie-sina łatwo-opad.	cm^3/dm^3	Lej1
				Lej2	44
				Lej3
				Lej4			33
				Lej5					31

Gdzie:

1. stężenie początkowe

2. usunięcie składnika w % obliczone ze wzoru: b = (C_p - C_k/C_p)100

C_p - stężenie początkowe

WNIOSKI:

Z przeprowadzonych badań wynika , iż jednym z parametrów determinujących proces sedymentacji zawiesin jest właśnie czas sedymentacji. Wraz z upływem czasu zmniejsza się stężenie zawiesin w ściekach, zarówno zawiesin łatwoopadających jak i zawiesin ogólnych.

Dłuższy czas sedymentacji wpływa także pozytywnie , czyli na zmniejszenie pozostałych wartości wskaźników zanieczyszczeń: utlenialności , ChZT.

Aczkolwiek odnośnie % usunięcia tychże wartości procent ich jest taki sam , gdyż utlenialność wynikała z zależności obu tych wartości.

Dlatego też nanosząc nasze dane na wykres przy wykreślaniu krzywych Sierpa krzywe tych obu wartości pokrywają się.

Uzyskany procent redukcji zawiesin ogólnych , ale także objętość opadłych zawiesin łatwoopadających traktować można jako wartości stosunkowo niższe w porównaniu z wartościami , o których mówi literatura naukowa , iż są możliwe do osiągnięcia w warunkach dwugodzinnej sedymentacji labolatoryjnej. Można więc uzyskane wyniki interpretować w ten sposób , iż mieliśmy do czynienia ze ściekami niezbyt dobrze sedymentującymi i chcąc uzyskać większy stopień redukcji wskaźników zanieczyszczeń należałoby raczej wspomóc proces sedymentacji , np. poprzez dodanie do ścieków polielektrolitów czy też jakiegoś koagulanta glinowego bądź żelazowego w celu zwiększenia efektu aglomeracji zawiesin.

---