Borowicz Maja 22.10.2007r.

Ostrowska Magdalena

Słupecka Marlena

Sobocińska Natalia

Wydział Biologii

Biotechnologia rok III

Gr. III

Biotechnologia w ochronie środowiska

Ćwiczenie nr 4

„Oczyszczanie ścieków metodą osadu czynnego przepływowym z pełnym wymieszaniem”

Celem ćwiczenia jest ocena efektywności redukcji zanieczyszczeń organicznych i biogennych w reaktorze przepływowym z pełnym wymieszaniem.

Zakres ćwiczenia obejmuje:

-określenie wskaźników fizyczno-chemicznych tj. odczynu, chemicznego zapotrzebowania na tlen (metodą dichromianową), amoniaku oraz ortofosforanów w ściekach surowych i oczyszczonych

- obliczenie obciążenia osadu czynnego ładunkiem zanieczyszczeń oraz czasu zatrzymania ścieków w komorze osadu czynnego

-określenie efektywności usuwania substancji organicznych oraz biogennych

Natężenie przepływu ścieków:

W czasie 5 minut wynosiło 0,016 dm³,zatem w ciągu 1 godziny wynosi:

Q=0,192 [dm³/h]

Objętość komory:

V=15,16 dm³

ChZT-Cr

[mgO₂/dm³]

1. ilość soli Mohra zużyta na zmiareczkowanie próby kontrolnej [cm³]

2. ilość soli Mohra zużyta na zmiareczkowanie próby właściwej [cm³]

V- objętość próbki ścieków [cm³]

N normalność soli Mohra= 0,05

1. odcieki surowe

Miareczkując próbę z odcieków surowych o objętości 10 cm³ zużyłyśmy 9,5 cm³ soli Mohra. Zatem zapotrzebowanie na tlen wyniosło 584 mgO₂/dm³.

2. odcieki oczyszczone

Miareczkując próbę z odcieków oczyszczonych o objętości 10 cm³ zużyłyśmy 22,5 cm³ soli Mohra. Zatem zapotrzebowanie na tlen wyniosło 64 mgO₂/dm³

Amoniak

[mg NH₄/dm³]

0,257-przelicznik z krzywej wzorcowej

E- ekstynkcja

V-objętość próbki [cm³]

1. odcieki surowe

Przy objętości 2 cm³ badanej próby odcieków surowych, ekstynkcja przy 420 nm wyniosła 0,042 wobec próby ślepej (woda dest.+odczynniki), zatem ilość azotu amonowego jest równa 5,397 mg NH₄/dm³

2. odcieki oczyszczone

Przy objętości 50 cm³ badanej próby odcieków oczyszczonych, ekstynkcja przy 420 nm wyniosła 0,052 wobec próby ślepej, zatem ilość azotu amonowego jest równa 0,267 mg NH₄/dm³

Ortofosforany

[mg/dm³]

0,282- przelicznik z uprzednio wykonanej krzywej wzorcowej

E- ekstynkcja'

V-objętość próby użytej do oznaczenia [cm³]

1. odcieki surowe

Przy objętości 2 cm³ badanej próby odcieków surowych, ekstynkcja przy 710 nm wyniosła 0,042 wobec próby ślepej, zatem ilość ortofosforanów jest równa 5,922 mg/dm³

2. odcieki oczyszczone

Przy objętości 2 cm³ badanej próby odcieków oczyszczonych, ekstynkcja przy 710 nm wyniosła 0,018 wobec próby ślepej, zatem ilość ortofosforanów jest równa 2,538 mg/dm³

Zawiesiny ogólne:

[mg/dm³]

gdzie:

a- waga sączka z zawiesiną po wysuszeniu (g)

b- waga sączka bez zawiesiny po wysuszeniu (g)

V- objętość przesączonej próbki (cm³)

Początkowa masa sączka wynosiła 0,9849 g. Po przesączeniu ścieków (20cm³), a następnie umieszczeniu w suszarce (temp. 105ºC, 1,5h) a kolejno w eksykatorze (0,5h) masa sączka wyniosła 1,0641 g. Zatem stężenie zawiesin w komorze osadu czynnego wyniosło 3960 mg/dm³.

3960 mg/dm³

Obciążenie osadu czynnego ładunkiem zanieczyszczeń:

[g/g smo x h]

Gdzie:

C₀- stężenie zanieczyszczeń w ściekach surowych [mg/dm³]

Q- natężenie przepływu ścieków [dm³/d]

V- objętość komory osadu czynnego [dm³]

X- stężenie zawiesin w komorze osadu czynnego [mg smo/dm³]

a) substancji organicznych

Przy stężeniu zanieczyszczeń w ściekach surowych=584 mg/dm³, natężeniu przepływu=0,192 dm³/d, objętości komory osadu czynnego=15,16 dm³ oraz stężeniu zawiesin w komorze osadu czynnego=3960 mg smo/dm³ obciążenie osadu czynnego ładunkiem zanieczyszczeń substancji organicznych wyniosło 1,87 * 10^-3.

b) amoniaku

Przy stężeniu zanieczyszczeń w ściekach surowych=5,397 mg/dm³, natężeniu przepływu=0,192 dm³/d, objętości komory osadu czynnego=15,16 dm³ oraz stężeniu zawiesin w komorze osadu czynnego=3960 mg smo/dm³ obciążenie osadu czynnego ładunkiem zanieczyszczeń amoniaku wyniosło 1,73 * 10^-4.

c) ortofosforanów

Przy stężeniu zanieczyszczeń w ściekach surowych=5,922 mg/dm³, natężeniu przepływu=0,192 dm³/d, objętości komory osadu czynnego=15,16 dm³ oraz stężeniu zawiesin w komorze osadu czynnego=3960 mg smo/dm³ obciążenie osadu czynnego ładunkiem zanieczyszczeń ortofosforanów wyniosło 1,89 * 10^-4.

Czas zatrzymania ścieków w komorze

Gdzie:

V- objętość komory osadu czynnego [dm³]

Q-natężenie przepływu ścieków [dm³/d]

[d]

Parametr	Jednostka	Reaktor
				dopływ	odpływ
		Odczyn ChZT-Cr Amoniak Ortofosforany Obciążenie osadu czynnego ładunkiem: substancji organicznych amoniaku ortofosforanów Czas zatrzymania ścieków w komorze osadu czynnego Efektywność usuwania: substancji organicznych amoniaku ortofosforanów	pH mg O2/ dm^3 mg N-NH4/dm^3 mg PO4/dm^3 mg ChZT/g smo d mg N-NH4g smo d mg PO4/g smo d d % % %	8,09 584 5,397 5,922	7,63 64 0,267 2,538
				1,87*10^-^3 1,73*10^-^4 1,89*10^-^4 78,96 89,041 95,053 57,143

Wnioski:

pH próby surowej wyniosło 8,09, natomiast ścieków oczyszczonych 7,63, a więc wciąż jest alkaliczne i mieści się w zakresie optymalnym (pH 6-9), co ma dobry wpływ na proces oczyszczania.

Metoda dichromianowa służy do pomiaru zapotrzebowania na tlen związków organicznych, które występują w ściekach. Wartość zapotrzebowania na tlen w odciekach surowych wyniosła 584 mgO₂/dm³, natomiast w odciekach oczyszczonych zmalała do 64 mgO₂/dm³, co świadczy o postępującym procesie oczyszczania z wydajnością 89,041%.

Stężenie azotu amonowego w ściekach oczyszczonych (0,267 mg N-NH₄/dm³) znacznie się zmniejszyło w porównaniu do surowych (5,397 mg N-NH₄/dm³), ponieważ zaszedł proces nitryfikacji przez bakterie hemolitotroficzne. Zatem usuwanie tego związku ze ścieków przebiegło z dużą efektywnością równą 95,053%.

Fosforany są asymilowane podczas biosyntezy oraz usuwane w wyniku chemicznego wytrącenia w kłaczkach osadu, jako wynik zmian warunków zewnętrznych np. odczynu. Stężenie ortofosforanów w ściekach surowych wyniosło 5,922 mg PO₄/dm³, natomiast w odciekach oczyszczonych 2,538 mg PO₄/dm³, a więc efektywność usuwania tych związków wyniosła 57,143%. W układach konwencjonalnych teoretycznie ilość usuniętego fosforu powinna odpowiadać il. jaka jest pobierana i wbudowywana w biomasę. W rzeczywistości ponieważ część mikroorganizmów ulega lizie jest to powodem, że fosforany powracają do wody osadowej, dlatego też efektywność usuwania tych związków jest niska.

---