Wydział Inżynierii Środowiska

TECHNOLOGIA OCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW

Sprawozdanie

Temat: Mechaniczne oczyszczanie ścieków.

Wykonane przez zespół z gr. ISIW1:

Zuzanna Paź

Magdalena Sawa

Marta Wardzińska

Bartosz Jóźwiak

1. Wstęp teoretyczny

Mechaniczne oczyszczanie ścieków polega na usuwaniu zawiesin opadających w procesie sedymentacji.

Oprócz zawiesin w ściekach występują jeszcze substancje pływające i ciała wleczone. Mogą one płynąć ze ściekami przy większej prędkości przepływu, przy mniejszej ciała te osadzają się na dnie urządzeń. W ramach oczyszczania mechanicznego usunięcia wymagają również substancje pływające.

Zanieczyszczenia mechaniczne, spotykane w ściekach bytowo-gospodarczych nadają ściekom wyjątkowo nieprzyjemny wygląd i powodują dość znaczne zapotrzebowanie tlenu. Mechaniczne oczyszczanie ścieków jest więc konieczne ze względu na wygląd wody w odbiorniku oraz utrzymanie w nim warunków tlenowych.

Zgodnie z obowiązującym prawem w Polsce mechaniczne oczyszczanie ścieków jest konieczne, aby odprowadzić ścieki do wód powierzchniowych. Ścieki te nie mogą powodować w wodzie, do której są odprowadzane, formowania się osadów i piany, zmian naturalnej mętności, barwy i zapachu oraz zmian w naturalnej biocenozie. Nie mogą również zawierać odpadów stałych i ciał pływających.

Mechaniczne oczyszczanie ścieków składa się z kolejnych procesów:

-cedzenie - usuwanie ze ścieków substancji pływających i ciał wleczonych o dużych wymiarach. Obecnie w tym procesie można usunąć zanieczyszczenia o wielkości 5mm. Używane są kraty i sita.

-wznoszenie - usuwa ze ścieków zanieczyszczenia pływające, głównie oleje i tłuszcze, które zbierają się na powierzchni ścieków; urządzenia, które służą do ich usuwania to odtłuszczacze i odolejacze.

-sedymentacja - usuwa zanieczyszczenia o małych wymiarach i ciężarze właściwym niewiele większej od wody. Proces ten zachodzi przy malej prędkości przepływu w osadnikach lub w urządzeniach bezprzepływowych (o pracy cyklicznej).

-filtracja - usuwa ze ścieków zanieczyszczenia bardzo drobne.

Skuteczność metod mechanicznego oczyszczania ścieków jest bardzo zróżnicowana i zależy od wielu czynników. Orientacyjnie skuteczność tego procesu można określić na podstawie składu ścieków (w poniższej tabeli opisującej ilość zanieczyszczeń pochodzącej od 1 mieszkańca w ciągu doby wg Imhoffa [g/M*d]).

Lp.	składnik	Związki mineralne	Związki organiczne	razem	BZT5
1	Zawiesiny opadające	20	30	50	20
2	Zawiesiny nieopadające	5	10	15	10
3	Substancje rozpuszczone	75	50	125	30
	Razem	100	90	190	60

2. Cel i zakres ćwiczenia.

Celem badań nad procesami jednostkowymi, wchodzącymi w zakres mechanicznego oczyszczania ścieków jest ustalenie przydatności i efektywności poszczególnych procesów osadzania i flotacji do oczyszczania danych ścieków.

Ćwiczenie obejmuje próby bezpośredniego osadzania, a zatem ustalenie wpływu czasu sedymentacji na stopień usuwania zawiesin i innych wskaźników zanieczyszczeń, ustalenie wpływu czynnika wspomagającego na proces sedymentacji.

Badania opadalności zawiesin łatwo sedymentujących zostało przeprowadzone w lejach Imhoffa o pojemności 1 dm³.

3. Wyniki badania procesu grawitacyjnego zagęszczania osadu:

Objętość osadu Czas [cm^3] sedymentacji [min]			Ścieki bez wspomagania		Ścieki po 5 min napowietrzaniu			Ścieki po 5 min Napowietrzaniu + AIF
2 min			0,8		1,8			0,8
5 min			2		2			20
10 min			3,5		3,5			22
15 min			4		4,2			24
30 min			4,5		4,5			26
40 min			4,7		5,6			32
50 min			5		6			34
60 min			5		6			34
		Barwa	Mętność		Przezro-czystość		ChZT	Procent redukcji ChZT
				-	NTU		cm		mg O2/l	%
Ścieki surowe		Ciemno-szara	66,7		4		208	-
Ścieki surowe po sedymentacji		Szara	43,5		5		112	46,2
Ścieki napowietrzone		Jasno-szara	43,5		6		112	46,2
Ścieki napowietrzone + ALF		Jasno-żółta	17,3		12		80	61,5

l.p.	masa sączków		masa osadu [g]	zawiesina [mg/l]	redukcja zawiesiny %
		przed sączeniem [g]				po sączeniu [g]
surowe	1,4240	1,5377	0,118	590
surowe po sedym.	1,4611	1,5011	0,040	200	66,1
po napow.	1,5027	1,5317	0,029	145	75,4
po napow.+AIF	1,3412	1,3602	0,019	125	78,8

Przykładowe obliczenie zawiesiny dla ścieków po sedymentacji:

zawiesina = (różnica mas sączków / ilość ścieków w oznaczeniu)·10^6 [mg/l]

gdzie ścieków przesączono każdorazowo po 200 ml.

zawiesina

Przykładowe obliczenia:

Obliczenie procentowego stopnia redukcji zawiesiny ogólnej :

gdzie:

V₁ - objętość zawiesiny ogólnej dla ścieków surowych,

V₂ - objętość zawiesiny ogólnej dla ścieków surowych po sedymentacji.

4. Analiza wyników i wnioski:

Analizując otrzymane wyniki widać, że już sama sedymentacja wyraźnie poprawiła jakość wody (ChZT z 208 mg O₂/l zmalało do 112 mg O₂/l, mętność zmalała o jedną trzecią). Ścieki, które przeszły proces napowietrzania przed sedymentacją charakteryzują się zbliżonymi wartościami wskaźników takich jak ChZT, przezroczystość, mętność, barwa do ścieków nienapowietrzonych. Jedyna wyraźna różnica dotyczyła barwy i przezroczystości. Pięciominutowe napowietrzanie okazało się nieefektywne, prawdopodobnie przedłużenie tego procesu dałoby bardziej wymierne efekty.

Ostatnia badana próbka zawierała 0,2 ml/l związku o nazwie „AlF” i została poddana zarówno sedymentacji jak i pięciominutowemu napowietrzaniu. Widać, że ten sposób mechanicznego oczyszczania ścieków (z zastosowaniem obu wspomagaczy) w porównaniu z pozostałymi był najefektywniejszy. Koagulant zredukował zawartość zawiesin do 95% jej pierwotnej zawartości. Koagulantu miał również wpływ na spadek wskaźnika ChZT (procentowa redukcja wyniosła 61,5%). Na podstawie wyników po pewnym czasie (t = 50 minut) zauważa się zaprzestanie osadzania się zawiesin. Jest to spowodowane zagęszczeniem osadu pod wpływem sił ciężkości.

W Rozporządzeniu Ministra Zdrowia normowa wartość ChZT (w zależności od wielkości oczyszczalni) waha się od 150 mg O₂/l dla oczyszczalni poniżej 2 000 RLM , dla większych zaś wynosi 125 mg O₂/l lub wyraża się minimalnym procentem redukcji równym 75% .

Najefektywniejszy wariant (z napowietrzaniem i związkiem „AlF”) dał % redukcji ChZT równy 61,5%. Ilość zawiesin ogólnych znacznie przekracza dopuszczalną wartość (50 mg/l dla oczyszczalni < 2 000 RLM, dla większych 35 mg/l). Również wymagany minimalny procent redukcji wynoszący dla najefektywniejszego oczyszczania 78,8% jest za mały (dla oczyszczalni > 2000 RLM wynosi 90%).

Wnioskować można, że proces samej sedymentacji jest istotnym, lecz niewystarczającym procesem oczyszczania ścieków. Wskaźniki procentowej redukcji zarówno ChZT jak i zawiesin ogólnych są za małe. Zastosowanie koagulantu znacznie zwiększa efektywność oczyszczania.

2

---