1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest poznanie charakterystycznych oznaczeń stosowanych do określania stężenia zanieczyszczeń organicznych w ściekach miejskich.

2. Wstęp teoretyczny.

Ścieki miejskie są mieszaniną wód zużytych w gospodarstwach domowych, w drobnych zakładach przemysłowych, w zakładach usług komunalnych z wodami infiltrującymi do kanalizacji przez nieszczelności sieci. W kanalizacji ogólnospławnej ścieki miejskie zawierają także wody opadowe.

Ogółem do kanalizacji dostają się następujące rodzaje ścieków:

• ścieki bytowo-gospodarcze

• fekalia

• ścieki przemysłu miejskiego

• ścieki deszczowe

• wody infiltracyjne (przypadkowe)

• nielegalne zrzuty ścieków.

Utlenialność - jest to zdolność ścieków do pobierania tlenu z nadmanganianu potasu w roztworze kwaśnym lub alkalicznym , w ściśle określonych warunkach badania.

Utlenialność daje tylko orientacyjne pojęcie o zawartości w ściekach związków organicznych i niektórych łatwo utleniających się nieorganicznych jak np. siarkowodoru , soli żelazawych czy siarczków.

Oznaczenia wykonano dla rozcieńczenia 1 : 2 w przypadku ścieków oczyszczonych oraz 1 : 20 w przypadku ścieków surowych.

Wartość utlenialności obliczono ze wzoru :

0,1 ( a - b) 1000

Utlenialność = [ mg O₂ / l ]

V

gdzie :

a- ilość KmnO₄ zużyta do zmiareczkowania próbki ścieków [cm³]

b- ilość KmnO₄ zużyta do zmiareczkowania próbki kontrolnej [cm³]

V- ilość próbki ścieków [ cm³ ]

Chemiczne zapotrzebowanie na tlen (ChZT) - jest to ilość tlenu w mg/l potrzebnego do utlenienia w określonych warunkach związków organicznych i niektórych nieorganicznych.

Zasada oznaczenia polega na utlenieniu związków organicznych i niektórych nieorganicznych za pomocą mieszaniny dwuchromianu potasu i kwasu siarkowego w temperaturze wrzenia oraz odmiareczkowaniu nadmiaru dwuchromianu potasu mianowanym roztworem siarczanu żelazowo-amonowego wobec wskaźnika ferroiny. Ilość utleniających się związków organicznych jest proporcjonalna do zużytego dwuchromianu potasu.

Wartość ChZT obliczono wg wzoru

(a - b ) n 8000

ChZT = [ mg O₂/l ]

V

gdzie:

1. ilość siarczanu żelazowo-amonowego zużytego do zmiareczkowania próbki kontrolnej [cm³]

2. ilość siarczanu żelazowo-amonowego zużyta do zmiareczkowania próbki ścieków [cm³]

14. normalność roztworu siarczanu żelazowo-amonowego

V- objętość próbki ścieków [cm³]

Biochemiczne zapotrzebowanie na tlen (BZT) - jest to ilość tlenu [mgO₂/l] potrzebna do utlenienia związków organicznych w ściekach na drodze biochemicznej , w warunkach aerobowych , w temperaturze 20⁰C.

Proces biochemicznego utleniania substancji organicznych można przedstawić schematycznie następującym równaniem :

bakterie

Związki organiczne + O₂ CO₂ + H₂O + bakterie.

enzymy

Kolejną fazą biochemicznych procesów jest nitryfikacja związków azotowych :

O₂ O₂

NH₃ NO₂ NO₃

Krzywa BZT jest wypadkową obu procesów utleniania związków węglowych i związków azotowych .

Rozcieńczenie przy BZT przyjęto równe 1 : 50 w przypadku ścieków surowych oraz 1:5 w przypadku ścieków oczyszczonych.

BZT obliczono wg wzoru :

( c - d ) M

BZT = [ (a - b ) - ] 1000/m [ mg O₂/l ]

1000

1. zawartość tlenu w rozcieńczonej próbie ścieków przed inkubacją

2. zawartość tlenu w rozcieńczonej próbie ścieków po inkubacji

3. zawartość tlenu w wodzie do rozcieńczeń przed inkubacją

4. zawartość tlenu w wodzie do rozcieńczeń po inkubacji

M- zawartość wody do rozcieńczeń w 1 dm³ próby

m- ilość ścieków zawartych w 1 dm³ rozcieńczonej próby

3. Wyniki pomiarów.

Utlenialność		Rozcieńczenie	Próba zerowa	il. KMnO4 zużyta na zmiareczkowanie	Utlenialność
		Ścieki surowe	1:20	0,5	4,2	74,0
		Ścieki oczyszczone	1:2	0,5	5,3	9,6
	ChZT		Rozcieńczenie	Próba zerowa	il. siarczanu żel.-amonowego zużyta na zmiar.	ChZT
		Ścieki surowe	1:4	26,3	22,5	608
		Ścieki surowe	1:2	26,3	20,1	496
		Ścieki surowe	1:1	26,3	16,0	412
		Ścieki oczyszczone	1:1	26,3	24,7	64

BZT		Rozcieńczenie	Przed inkubacją		Po inkubacji		BZT4
						Objętość tiosiarczanu		Zawartość tlenu	Objętość tiosiarczanu	Zawartość tlenu
		Ścieki surowe	1:50	4,6	9,2	3,1	6,2	58,50
		Ścieki oczyszczone	1:5	4,9	9,8	4,1	8,2	2,56
		Woda do rozcieńczeń	1:1	4,2	8,4	4,0	8,0	_

Biochemiczne zapotrzebowanie tlenu w wodzie zawierającej tlen przy temperaturze 20˚C wg Faira:

BZT_5S =
= 66,48 [ mg O₂/l ]

BZT_5O =
= 2,91 [ mg O₂/l ]

BZT_1S = 66,48 x 0,3 = 19,91 [ mg O₂/l ]

BZT_1O = 2,91 x 0,3 = 0,87

BZT_2S = 66,48 x 0,54 = 35,90 [ mg O₂/l ]

BZT_2O = 2,91 x 0,54 = 1,57 [ mg O₂/l ]

BZT_3S = 66,48 x 0,73 = 48,53 [ mg O₂/l ]

BZT_3O =2,91 x 0,73 = 2,12 [ mg O₂/l ]

BZT_25S = 66,48 x 1,46 = 97,06 [ mg O₂/l ]

BZT_25O = 2,91 x 1,46 = 4,25 [ mg O₂/l ]

4. Wnioski.

Z powyższych obliczeń wynika, że próba ścieków surowych, otrzymana do zbadania zawierała śladowe ilości związków organicznych, ponieważ zużycie tlenu było stosunkowo niewielkie.

Wartości obliczeniowe utlenialności, ChZT i BZT w ściekach surowych są zdecydowanie wyższe w porównaniu z ściekami oczyszczonymi.

Przykładowo w typowych ściekach miejskich wartość utlenialności waha się 50 ÷ 150 [gO₂/m³], ChZT - 300 ÷ 1000, BZT₅ - 200 ÷ 500. Badana próbka miała te wartości znacznie niższe, co oznacza, że charakteryzowała się niską zawartością zanieczyszczeń organicznych.

Uniwersytet Zielonogórski

Instytut Inżynierii Środowiska

Zakład technologii wody, ścieków i odpadów

Laboratorium z Technologii wody i ścieków.

Temat: Charakterystyka składu ścieków miejskich.

Wykonały:

Marta Jurewicz

Aleksandra Zielińska

Magdalena Taberska

Justyna Śmigielska

Gr. 36A

---