Politechnika Warszawska
Wydział Instalacji Budowlanych,
Hydrotechniki i Inżynierii Środowiska
Laboratorium z technologii oczyszczania ścieków
Temat ćwiczenia:
Mechaniczne oczyszczanie ścieków
Wykonali:
Karolina Tyburska
Agata Wiecierzycka
Piotr Marczykowski
Marcin Martyniuk
Grupa ISiW 3, zespół 1
Warszawa, 21.01.2016r.
Strona 1 z 8
1. Wstęp teoretyczny
Mechaniczne oczyszczanie ścieków polega na usuwaniu zawiesin opadających w procesie
sedymentacji.
Zawiesiny opadające według podziału Imhoffa to część zawiesin, która opada w
doświadczalnym leju sedymentacyjnym Imhoffa w ciągu 2 h przetrzymywania ścieków w
warunkach statycznych.
Jednak oprócz zawiesin w ściekach występują jeszcze ciała wleczone i substancje
pływające, które (w ramach oczyszczania mechanicznego) również wymagają usunięcia.
Mechaniczne oczyszczanie ścieków jest konieczne ze względu na wygląd wody w
odbiorniku, gdyż zanieczyszczenia się w nich znajdujące, nadają ściekom nieprzyjemny
wygląd, a także dość znaczne zapotrzebowanie tlenu.
Mechaniczne oczyszczanie ścieków składa się z kolejnych procesów:
-cedzenie - usuwa ze ścieków substancji pływających i ciał wleczonych o dużych
wymiarach. Używane są kraty i sita.
-wznoszenie - usuwa ze ścieków zanieczyszczenia pływające, głównie oleje i tłuszcze, z
powierzchni ścieków; urządzenia, które służą do ich usuwania to odtłuszczacze i
odolejacze.
-sedymentacja - usuwa zanieczyszczenia o małych wymiarach i ciężarze właściwym
niewiele większym od wody. Proces ten zachodzi przy malej prędkości przepływu w
osadnikach lub w urządzeniach bez przepływowych (o pracy cyklicznej).
-filtracja - usuwa ze ścieków zanieczyszczenia bardzo drobne.
2. Cel ćwiczenia
Celem badania jest ustalenie przydatności procesu sedymentacji na mechaniczne
oczyszczanie ścieków. Badania obejmują dobór właściwego czynnika wspomagającego i
wpływ na proces sedymentacji. Drugim celem było badanie zawartości zawiesin.
Strona 2 z 8
3. Zakres ćwiczenia:
Zakres ćwiczenia obejmuje analizę czasu sedymentacji w zależności od zastosowanych
czynników wspomagających, opisanych w punkcie 4.
4. Metodyka badawcza
Ściekami napełniono cztery leje sedymentacyjne - każdy o pojemności 1 dm3. W
pierwszym leju obserwowano sedymentację zawiesin w ściekach surowych nie
poddanych jakimkolwiek działaniom wspomagającym. Drugi, trzeci i czwarty lej
poddano 3-minutowemu napowietrzaniu, dodatkowo do trzeciego leja dodano 1%
osadu czynnego, a do czwartego leja dodano koagulantu PIX-113 w dawce 0,25 ml/l.
Po zakończeniu napowietrzania przeprowadzono 2-godzinną obserwację przebiegu
sedymentacji we wszystkich lejach notując cyklicznie objętość zawiesin opadających,
zgromadzonych na dnie lejów.
W ramach zbadania zawartości zawiesin ogólnych po 60 minutach sedymentacji
pobrano z każdego z lejów po 20 ml oczyszczanych ścieków i przesączono przez sączki.
Przeprowadzono również analiza chemiczną, czyli wyznaczenie wskaz
nika ChZT dla
wszystkich ww. przypadków. Wyniki wszystkich przeprowadzonych oznaczeń
zamieszczono w poniższych tabelach.
Strona 3 z 8
5. Wyniki badań
Objętość osadu w procesie sedymentacji:
Objętość osadu Ścieki po 3- Ścieki po 3-
Ścieki po 3-
[ml] Ścieki bez minutowym minutowym
minutowym
wspomagania napowietrzaniu napowietrzaniu +
napowietrzaniu
Czas sedymentacji +osad czynny koagulant PIX-113
15 min 12 10 13 34
30 min 13 11 14 35
45 min 13 11 14 37
60 min 12 10 13 34
120 min 12 11 13 28
Strona 4 z 8
Ścieki po 3-minutowym
Ścieki po 3- Ścieki po 3-minutowym
Ścieki Ścieki bez
napowietrzaniu + koagulant
Oznaczenie Jednostka minutowym napowietrzaniu +osad
surowe wspomagania 5؎�5؈�
PIX-113 (5���, 5���5�� )
napowietrzaniu czynny (1%)
5�ć�
5�Z�5�T�5�B�2
ChZT 800 160 400 80 40
[ ]
5�Y�
Redukcja ChZT % - 80 50 90 95
Masa suchych
5�T� 1,5780 1,4670 1,4400 1,4160 1,5250
sączków
Masa sączków
5�T� 1,6604 1,538 1,5053 1,4767 1,594
po przesączeniu
5�T� 0,0824 0,0710 0,0653 0,0607 0,0690
Masa osadu
5�Z�5�T�
Zawiesina
4120,0 3550,0 3265,0 3035,0 3450,0
5�Y�
ogólna
% -
Redukcja
13,8 20,8 26,3 16,3
zawiesin
Strona 5 z 8
Zawiesiny ogólne
6. Omówienie wyników
W próbie przy zastosowaniu koagulantu obserwuje się najszybszy i największy wzrost
wysokości warstwy osadu. Pozostałe próby w sposób znaczący odbiegają, co do wartości od
tej próby i dają o wiele słabsze rezultaty.
Wyniki analizy chemicznej poszczególnych prób natomiast mają się do siebie inaczej.
W próbce z zastosowanym koagulantem uzyskano 95% spadek ChZT, co uważa się za wynik
bardzo dobry i jest to wynik najwyższy z osiągniętych. W próbce, w której zastosowano osad
czynny otrzymano również wynik bardzo zadowalający, ponieważ poziom redukcji ChZT
wynosi 90%. W próbie ze wstępnym napowietrzeniem obserwujemy mniejszy stopień redukcji
ChZT zawiesin w porównaniu ze ściekami bez czynnika wspomagającego. Może być to
spowodowane zbyt długim czasem napowietrzania lub zbyt wysoką jego intensywnością.
Zawartość zawiesin ogólnych dla ścieków surowych wynosiła 4120 [5�Z�5�T�]. Po
5�Y�
zastosowanych procesach mechanicznego oczyszczania otrzymano średnio zawartość
zawiesin na poziomie 3325 [5�Z�5�T�] przy jednoczesnym stopniu redukcji 19,3 %.
5�Y�
Najbardziej skuteczną metodą okazało się 3 minutowe napowietrzanie ścieków z
dodatkiem osadu czynnego (1%). Zawartość zawiesin ogólnych dla tej próby wyniosła
3035 [5�Z�5�T�] przy jednoczesnym stopniu redukcji 26,3 %.
5�Y�
7. Wnioski
W Rozporządzeniu Ministra Zdrowia normowa wartość ChZT (w zależności od wielkości
oczyszczalni) waha się od 150 mg O /l dla oczyszczalni poniżej 2 000 RLM, dla większych zaś
2
wynosi 125 mg O /l lub wyraża się minimalnym procentem redukcji równym 75% .
2
W przypadku odprowadzania oczyszczonych ścieków komunalnych najwyższa
dopuszczalna zawartość zawiesin ogólnych nie powinna przekroczyć 50mg/l dla oczyszczalni
poniżej 2 000 RLM, bądz
35 mg/l (lub 90% redukcji) dla większych.
Strona 6 z 8
Na podstawie wyżej zamieszczonej analizy wyników stwierdza się, że:
1. W próbie z niewspomaganą sedymentacją wskaz
nik ChZT został zredukowany o 80% (do
160 mgO /l) tak więc wartość ta nie odpowiada wartościom normowych.
2
2. Przy mechanicznym oczyszczaniu ścieków proces napowietrzania o parametrach
zastosowanych w tym przypadku pogarsza efekt oczyszczenia w stosunku do
niewspomaganej sedymentacji. Wartość wskaz
nika ChZT została zredukowana o 50% (do
400 mgO /l) - nie spełnia to ww. wymagań.
2
3. Próba z zastosowaniem osadu czynnego pozwoliła na redukcję ChZT rzędu 90% ( do 80
mgO /l). Wynik ten spełnia wymagania zamieszczone w Rozporządzeniu Ministra Zdrowia
2
dla oczyszczalni ścieków o RLM większej niż 2000.
4. Zastosowanie koagulantu zwiększa efektywność oczyszczania. Wskaz
nik ChZT zmalał o
95% (do 40 mg O /l). Oczyszczone w ten sposób ścieki nie mogą więc być odprowadzane,
2
niezależnie od wielkości oczyszczalni. Spełnia to wymogi zawarte w Rozporządzeniu
Ministra Zdrowia.
5. Zawartość zawiesin ogólnych przewyższa wymogi zawarte w Rozporządzeniu Ministra
Zdrowia ponad 60krotnie. Stwierdzić więc można, że zastosowane metody są absolutnie
nieskuteczne. Należy więc zmodyfikować zastosowane metody, np. znacząco zwiększyć
dawki koagulantu lub osadu czynnego, albo wydłużyć czas napowietrzania oraz jego
intensywność.
Wnioskować można, że proces samej sedymentacji jest istotnym, lecz
niewystarczającym procesem oczyszczania ścieków. Wskaz
niki procentowej redukcji z
ChZT są za małe. Zastosowanie koagulantu lub osadu czynnego znacznie zwiększa
efektywność oczyszczania.
Zawartość zawiesin ogólnych w badanych ściekach była tak duża, że zastosowanie
metody nie dały zadowalającego efektu, jednym słowem nie spełniają parametrów
zawartych w Rozporządzeniu Ministra Zdrowia.
Strona 7 z 8
Strona 8 z 8