gospodarka odpadami sprawko prawie finito wnioski[1] poprawa-ostaetczna, MOJE STUDIA Toksykologia i Mikrobiologia środowiska (Ochrona Środowiska - dzienne), Gospodarka odpadami


POLITECHNIKA WARSZAWSKA

WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA

Sprawozdanie z laboratorium z przedmiotu:

GOSPODARKA ODPADAMI

Prowadząca:

mgr inż.  Irena Roszczyńska

Wykonały:

Odziemczyk Małgorzata

Presnarowicz Monika

Sadowiak Katarzyna

Grupa IOŚ

Badana próbka:

Miejsce poboru próbki: Warszawa, Praga Północ

Data poboru próbki: 13.10.2005

Nr próbki: 12/B

  1. Cel badań

Określenie właściwości technologicznych odpadów i wybór metody ich unieszkodliwiania.

  1. Zakres badań

W celu wyboru metody unieszkodliwiania odpadów należy uprzednio przeprowadzić szereg badań stwierdzających ich przydatność do poszczególnych procesów unieszkodliwiania. Do najbardziej popularnych należy kompostowanie i spalanie odpadów.

Wskaźniki charakteryzujące właściwości nawozowe odpadów komunalnych:

Wskaźniki charakteryzujące właściwości paliwowe odpadów:

  1. Wprowadzenie teoretyczne

Zawartość ogólnej substancji organicznej i zawartość węgla organicznego

- Zawartość ogólnej substancji organicznej obliczamy ze wzoru:

0x01 graphic
[% s.m.]

gdzie:

m1 - masa próbki przed prażeniem

m2 - masa próbki po prażeniu

- Zawartość węgla organicznego w badanej próbce w stosunku do suchej masy odpadów obliczamy ze wzoru:

0x01 graphic
[%Corg s.m.]

gdzie:

a - objętość roztworu 6-wodnego siarczanu żelaza(II) i amonu zużytego na miareczkowanie próbki zerowej [ml]

b - objętość roztworu 6-wodnego siarczanu żelaza(II) i amonu zużytego na miareczkowanie próbki odpadów [ml]

f - współczynnik korygujący miano roztworu 6-wodnego siarczanu żelaza(II) i amonu na roztwór o c = 0,2 mol/l (dla którego f=1)

m - masa próbki odpadów [g]

0,0006 - ilość węgla odpowiadająca 1 ml roztworu soli Mohra o c = 0,2 mol/l

Zawartość składników palnych, niepalnych i lotnych

Metoda polega na spopieleniu badanej próbki odpadów, a następnie wyprażeniu jej do stałej masy w piecu elektrycznym w temperaturze 800ºC i obliczeniu w procentach składników palnych i niepalnych. Można przyjąć, że zawartość składników palnych w wysuszonej próbce (straty prażenia w temp. 800ºC) jest o około 2-3 % większa, niż zawartość ogólnej substancji organicznej (po uwzględnieniu właśnie tych 2 % jako straty prażenia w temperaturze 800 ºC).

- Zawartość składników palnych obliczamy w stosunku do suchej masy odpadów ze wzoru:

0x08 graphic

%s. m. ????

Zawartość składników palnych stanowi wartość substancji organicznej powiększoną o 1-3%

- Zawartość składników niepalnych obliczamy w stosunku do suchej masy odpadów ze wzoru:

0x01 graphic
[%]

- Zawartość składników palnych i niepalnych w przeliczeniu na odpady w stanie surowym obliczamy ze wzoru:

0x08 graphic

[%]

[%]

gdzie:

Wc - zawartość wilgoci

- Zawartość części lotnych przyjęto jako 83% części palnych obliczono ze wzoru:

XL = X1 · 83 %

0x01 graphic

Ciepło spalania i wartość opałowa

- Ciepło spalania odpadów obliczamy ze wzoru wyjściowego:

0x01 graphic
[J/g s. m.]

gdzie:

K - stała kalorymetru [J/ºC]

Dt - ogólny przyrost temperatury okresu głównego [ºC]

k - poprawka na wymianę ciepła kalorymetru z otoczeniem [ºC]

(Dt - k) - przyrost temperatury w czasie spalania w bombie [ºC]

m - odważka odpadów

q1 - ciepło spalania drucika

m1 - masa drucika

6,0 - ciepło syntezy 0,0001 gramorównoważnika kwasu azotowego powstałego ze spalania azotu [J]

V1 - ilość roztworu kwasu solnego użytego do miareczkowania roztworu po spaleniu w bombie [ml]

15,0 - ciepło syntezy 0,0001 gramorównoważnika kwasu siarkowego powstałego SO3 [J]

V2 - ilość roztworu wodorotlenku baru użytego do miareczkowania roztworu po spaleniu w bombie [ml]

Ze względu na to, że próbka była wysuszona, ciepło spalania liczy się w [J/kg s.m.] a podaje w [kJ/kg s.m.]

Po uproszczeniu przybiera on postać:

0x01 graphic
[J/g s. m.]

0x01 graphic
[°C]

0x01 graphic
[°C]

gdzie:

k - poprawka na wymianę ciepła kalorymetru z otoczeniem [ºC]

dh - średni przyrost temperatury na 1 minutę w okresie początkowym [ºC/min]

dk - średni przyrost temperatury na 1 minutę w okresie końcowym [ºC/min]

n - czas trwania głównego okresu pomiarowego [min]

- Wartość opałowa odpadów wysuszonych obliczana jest ze wzoru:

0x01 graphic
[J/g s. m.]

gdzie:

W - wartość opałowa [J/g]

Qc - ciepło spalania odpadów [J/g]

Wc - wilgotność całkowita odpadów (w tym przypadku, przy wysuszonych odpadach Wc=0 %)

H - zawartość wodoru w związkach organicznych [%]

24,42 - ciepło parowania wody w temperaturze 25ºC, odpowiadające 1% wody zawartej w odpadach [J/g]

8,9 - współczynnik przeliczeniowy wodoru na wodę

- Wartość opałowa robocza odpadów surowych ze wzoru (o wilgotności w stanie surowym):

0x01 graphic
[J/g]

Analiza elementarna

Oznaczenie polega na całkowitym spaleniu odważki odpadów w strumieniu powietrza w obecności substancji i katalizatorów, a następnie:

- Zawartość węgla w badanej próbce (w procentach w stosunku do suchej masy odpadów) oblicza się stosując następujący wzór:

0x01 graphic
[% s. m.]

gdzie:

mC - przyrost masy U-rurki do absorpcji CO2

m - masa próbki odpadów

0,2727 - współczynnik przeliczeniowy masy molowej CO2 na węgiel

- Zawartość wodoru oblicza się z następującego wzoru (także próbce w procentach w stosunku do suchej masy odpadów):

0x01 graphic
[% s. m.]

gdzie:

mH - przyrost masy U-rurki do absorpcji H2O

m - masa próbki odpadów

0,1119 - współczynnik przeliczeniowy masy molowej H2O na wodór

- Zawartość substancji organicznej w badanej próbce:

0x01 graphic
[% s.m.]

gdzie:

m - masa próbki odpadów przed spaleniem [g]

m1 - masa próbki odpadów po spaleniu, obliczona na podstawie różnicy masy łódeczki z próbką odpadów po spaleniu i pustej łódeczki [g]

- Zawartość węgla w substancji organicznej:

0x01 graphic
[% cz.p.]

- Zawartość wodoru w substancji organicznej:

0x01 graphic
[% cz.p.]

Zawartość składników agresywnych

- Oznaczenie zawartości chlorków metodą Volharda:

Oznaczenie to polega na strąceniu jonów chlorkowych w środowisku kwaśnym w postaci osadu chlorku srebra za pomocą nadmiaru mianowanego roztworu azotanu srebra AgNO3. Niezwiązane jony Ag+ odmiareczkowuje się mianowanym roztworem rodanku potasu KSCN wobec jonów Fe3+ jako wskaźnika.

Zawartość składnika agresywnego w przeliczeniu na sucha masę odpadów oblicza się ze wzoru:

0x01 graphic
[mgHCl /kg s.m.]

gdzie:

n1 - normalność roztworu AgNO3

V1 - objętość roztworu AgNO3 [ml]

n2 - normalność roztworu KSCN

V2 - objętość roztworu KSCN zużyta na zmiareczkowanie próbki [ml]

36,457 - milirównoważnik HCl [mg]

V - objętość kolby miarowej zawierającej roztwór przygotowany do oznaczania składników agresywnych [ml]

Vp - objętość próbki pobranej do badania [ml]

m - masa pastylki

- Spektrofotometryczne oznaczenie azotanów (III) metodą Griessa

Podstawą spektrofotometrycznego oznaczania azotanów (III) jest barwnik azowy, który powstaje w wyniku reakcji sprzęgania soli diazoniowej (powstaje w wyniku reakcji azotanów (III) w środowisku kwaśnym z pierwszorzędowymi aminami) z odpowiednim związkiem aromatycznym.

Zawartość składnika agresywnego oznaczonego w postaci azotu azotanowego (III) w stosunku do suchej masy odpadu oblicza się ze wzoru:

0x01 graphic
[mgNO2 /kg s.m.]

gdzie:

m - masa pastylki [g]

V - objętość kolby miarowej zawierającej roztwór przygotowany do oznaczania składników agresywnych [ml]

Vp - objętość próbki pobranej do badania [ml]

mN - zawartość azotu azotynowego w próbce o objętości Vp [μg]

masa atomowa N = 14 g/mol, masa molowa NO2 = 46 g/mol

- Spektrofotometryczne oznaczenie azotanów(V) metodą fenolodisulfonową

Podstawą spektrofotometrycznego oznaczania azotanów (V) jest zjonizowana forma kwasu nitrofenolodisulfonowego (zjonizowana forma powstaje po zalkalizowaniu roztworu zawierającego kwas nitrofenolodisulfonowy) o intensywnie żółtym zabarwieniu.

Zawartość składnika agresywnego oznaczonego w postaci azotu azotanowego (V) w stosunku do suchej masy odpadu oblicza się ze wzoru:

0x01 graphic
[mgNO2 /kg s.m.]

gdzie:

m - masa pastylki [g]

V - objętość kolby miarowej zawierającej roztwór przygotowany do oznaczania składników agresywnych [ml]

Vp - objętość próbki pobranej do badania [ml]

mN - zawartość azotu azotanowego (V) w próbce o objętości Vp [μg]

masa atomowa N = 14 g/mol, masa molowa NO2 = 46 g/mol

Ogólna zawartość składnika agresywnego w postaci NO2 w [mgNO2/kg] badanych odpadów obliczamy według wzoru:

0x01 graphic
0x01 graphic
[mgNO2 /kg s.m.]

- Oznaczenie siarczanów metoda bezpośredniego miareczkowania wobec arsenazo (III)

Oznaczenie to polega na miareczkowaniu badanej próbki w środowisku wodnoorganicznym mianowanym roztworem octanu baru próbki wobec arsenazo III jako wskaźnika jonów Ba2+

Zawartość składnika agresywnego oznaczonego w postaci siarczanów w stosunku do suchej masy odpadu oblicza się ze wzoru:

0x01 graphic
[mgSO2 /kg s.m.]

gdzie:

m - masa pastylki [g]

V - objętość kolby miarowej zawierającej roztwór przygotowany do oznaczania składników agresywnych [ml]

Vp - objętość próbki pobranej do badania [ml]

n - normalność Ba(CH3COO)2

v - objętość Ba(CH3COO)2 zużyta na miareczkowanie próbki badanej o objętości Vp [ml]

32 - miligramorównoważnik SO2 [mg]

f - empiryczny współczynnik przeliczeniowy

Skład elementarny części palnych

Znając zawartość składników agresywnych oraz straty prażenia w temperaturze 800ºC, można oszacować udział chloru, azotu i siarki w częściach palnych.

- Chlor

Zawartość chloru w częściach palnych obliczono ze wzoru:

0x01 graphic
[% cz.p.]

gdzie:

XHCl - zawartość składnika agresywnego w postaci HCl [mg HCl/kg s.m.]

0,97 - współczynnik przeliczeniowy mas molowych HCl na Cl

X1 - straty prażenia w temperaturze 800 ºC (zawartość części palnych wysuszonych odpadów) [%]

- Azot

Zawartość azotu w częściach palnych obliczono ze wzoru:

0x01 graphic
[% cz.p.]

gdzie:

XNO2 - zawartość składnika agresywnego w postaci mg NO2 / kg s.m.

0,3 - współczynnik przeliczeniowy mas molowych NO2 na N

X1 - straty prażenia w temperaturze 800 ºC (zawartość części palnych wysuszonych odpadów) [%]

- Siarka

Zawartość siarki w częściach palnych obliczono ze wzoru:

0x01 graphic
[% cz.p.]

gdzie:

XSO2 - zawartość składnika agresywnego w postaci mg S/g s.m.

0,5 - współczynnik przeliczeniowy mas molowych SO2 na S

X1 - straty prażenia w temperaturze 800 ºC (zawartość części palnych wysuszonych odpadów) [%]

- Tlen

Zawartość tlenu w częściach palnych obliczono ze wzoru:

0x01 graphic
100%-(Ho+Co+Scz.p.+Ncz.p.+Clcz.p.)

gdzie:

Ho - zawartość wodoru w substancji organicznej (w cz.p.)

Co - zawartość węgla w substancji organicznej (w cz.p.)

Scz.p.- Zawartość siarki w częściach palnych

Ncz.p.- Zawartość azotu w częściach palnych

Clcz.p- Zawartość chloru w częściach palnych

  1. Wyniki i obliczenia

Zawartość ogólnej substancji organicznej i zawartość węgla organicznego

- Zawartość ogólnej substancji organicznej

m1 = 21,2690g - 20,2673g = 1,0017g

m2 = 20,6344g - 20,2673g = 0,3671g

0x01 graphic

- Zawartość węgla organicznego w badanej próbce w stosunku do suchej masy odpadów

a = 52,8 ml

b = 24,6 ml

f = 1

m = 10,2402 - 10,1902 = 0,05g

0x01 graphic

Zawartość składników palnych, niepalnych i lotnych

- Zawartość składników palnych obliczamy w stosunku do suchej masy odpadów

m1 = 21,2690g - 20,2673g = 1,0017g

m2 = 20,6344g - 20,2673g = 0,3671g

0x01 graphic

0x01 graphic

- Zawartość składników niepalnych obliczamy w stosunku do suchej masy odpadów

0x01 graphic

- Zawartość składników palnych i niepalnych w przeliczeniu na odpady w stanie surowym

Wc = 46,2

0x08 graphic
0x08 graphic

- Zawartość części lotnych przyjęto jako 83% części palnych obliczono ze wzoru:

XL = X1 · 83 % = 64,6 · 83 % = 51,7 [%]

0x01 graphic
=0x01 graphic

Ciepło spalania i wartość opałowa

Okres pomiaru

Odczytana temperatura

Przyrost temperatury w okresie

Średni przyrost temperatury na minutę

Początkowy

23,64

dh = 23,64- 23,64 = 0,0

0x01 graphic

23,64

23,64

23,64

23,64

Główny

23,68

Dt = 24,01 - 23,68 = 0,32

23,83

23,88

24,00

24,01

Końcowy

24,03

dk =24,03 - 24,03 = 0,0

0x01 graphic

24,03

24,03

24,03

24,03

0x01 graphic
[°C]

Masa pastylki: 8,20835 - 7,81465 = 0,3937 [g]

K = 3177 cal/ºC = 13302 J/ºC

0x01 graphic

0x01 graphic

Wartość opałowa odpadów wysuszonych

Qc = 10812J/g s.m.

Wc = 0 %

H = 9,79%

0x01 graphic
0x01 graphic

Wartość opałowa robocza odpadów surowych ze wzoru (o wilgotności w stanie surowym):

Wc = 46,2%

0x01 graphic
0x01 graphic

Analiza elementarna

Przed spaleniem:

Masa łódeczki: 2,5221 g

Masa łódeczki z próbką odpadów: 2,5781 g

Po spaleniu:

Masa łódeczki: 2,5222 g

Masa łódeczki z próbką odpadów po spaleniu: 2,54215 g

Masa U-rurek przed pochłonięciem:

H2O - 41,4113 g

CO2 - 41,9581 g

Masa U-rurek po pochłonięciu:

H2O - 41,3798g

CO2 - 41,8676 g

- Zawartość węgla w badanej próbce (w procentach w stosunku do suchej masy odpadów)

mC = 41,9581 - 41,8676 = 0,0905 g

m = 2,5781 - 2,5221 = 0,056 g

0x01 graphic

- Zawartość wodoru w próbce w procentach w stosunku do suchej masy odpadów

mH = 41,4113 - 41,3798 = 0,0315g

m = 2,5781 - 2,5221 = 0,056 g

0x01 graphic

- Zawartość substancji organicznej w badanej próbce

m = 2,5781 - 2,5221 = 0,056 g

m1 = 2,54215 - 2,5222 =0,01995 g

0x01 graphic

- Zawartość węgla w substancji organicznej

0x01 graphic

- Zawartość wodoru w substancji organicznej:

0x01 graphic

Zawartość składników agresywnych

Oznaczenie zawartości chlorków metodą Volharda

- Zawartość składnika agresywnego w przeliczeniu na sucha masę odpadów

n1 = 0,01

n2 = 0,01

V1 = 25 ml

V2 = 18,5 ml

V = 250 ml

Vp = 100 ml

m = 8,2724 - 7,8251 = 0,4473 g

0x01 graphic

Spektrofotometryczne oznaczenie azotanów (III) metodą Griessa

- Zawartość składnika agresywnego oznaczonego w postaci azotu azotanowego (III) w stosunku do suchej masy odpadu

m = 8,2724 - 7,8251 = 0,4473 g

mN = 4,828 µg/25 ml

V = 250 ml

Vp = 25 ml

0x01 graphic

Spektrofotometryczne oznaczenie azotanów metodą fenolodisulfonową

- Zawartość składnika agresywnego oznaczonego w postaci azotu azotanowego (V) w stosunku do suchej masy odpadu

mN = 26,89 µg/10ml

m = 8,2724 - 7,8251 = 0,4473 g

V = 250 ml

Vp = 10 ml

0x01 graphic

- Ogólna zawartość składnika agresywnego w postaci NO2 w [mgNO2/kg] badanych odpadów

0x01 graphic
0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic
239,96 + 4938,12 = 5178 0x01 graphic

Oznaczenie siarczanów metoda bezpośredniego miareczkowania wobec arsenazo III

- Zawartość składnika agresywnego oznaczonego w postaci siarczanów w stosunku do suchej masy odpadu

m = 8,2724 - 7,8251 = 0,4473 g

V = 250 ml

Vp = 5 ml

n = 0,01

v = 0,26 - 0,07 = 0,19 ml

f = 1

0x01 graphic

Skład elementarny części palnych

- Chlor

XHCl = 13957,66 mgHCl/kg s.m.

X1 = 63,35%

0x01 graphic

- Azot

XNO2 = 239,96 mgNO2/kg s.m.

X1 = 63,35%

0x01 graphic
0x01 graphic

- Siarka

XSO2 = 6796,33 mgSO2/kg s.m.

X1 = 63,35%

0x01 graphic
0x01 graphic

- Tlen

0x01 graphic
100% - (Ho+Co+Scz.p.+Ncz.p.+Clcz.p.)

Ho = 9,79%

Co = 68,50%

Scz.p = 0,54%

Ncz.p.= 0,01%

Clcz.p = 2,14%

0x01 graphic
100 - (9,79+68,5+0,54+0,01+2,14) =19,02 [% cz.p.]

Wyniki oznaczeń właściwości nawozowych i paliwowych próbki odpadów komunalnych

Lp

Wskaźnik

Jednostka

Wartość

Dane normowe

Właściwości nawozowe:

1

Ogólne substancje organiczne

% s. m.

63,35

>20 % s. m.

2

Węgiel organiczny

% s. m.

33,84

>10 % s. m.

3

Azot organiczny

% s. m.

0,87

>0,3 % s. m.

4

P2O5

% s. m.

0,77

>0,3 % s. m.

5

K2O

% s. m.

0,11

.>0,1 % s. m.

Właściwości paliwowe:

1

Zawartość wilgoci

%

46,2

<50 %

2

Zawartość części palnych

%

34,7

>25 %

3

Zawartość części niepalnych

%

19,0

<60 %

4

Zawartość części lotnych

% cz. p.

80

5

Ciepło spalania

kJ/kg s. m.

10812

6

Wartość opałowa robocza

kJ/kg

2561

>6000 kJ/kg

Składniki agresywne:

1

SO2

mg/kg s. m.

6796

2

HCl

mg/kg s. m.

13958

3

NO2

mg/kg s. m.

5178

Skład elementarny części palnych:

1

C

% cz. p

68,50

2

H

% cz. p

9,79

3

S

% cz. p

0,54

4

Cl

% cz. p

2,14

5

N

% cz. p

0,01

6

O

% cz. p

19,02

  1. Wnioski

Badana na ćwiczeniach laboratoryjnych próbka odpadów komunalnych z Pragi Północ wykazuje się dobrymi właściwościami nawozowymi. Możemy z tego wywnioskować, że badane odpady będą nadawały się do unieszkodliwiania metodą kompostowania.

Kompostowanie jest jedną z najkorzystniejszych form usuwania odpadów organicznych. Każda z otrzymanych przez nas wartości spełnia warunki normowe zawarte w powyższej tabeli.

Próbka natomiast nie nadaje się do spalenia, ponieważ jej właściwości paliwowe nie są w pełni zgodne z wartościami dopuszczalnymi z normy. Biorąc je pod uwagę, można zauważyć, że wartość opałowa robocza naszych odpadów jest dużo mniejsza od żądanej. Wynika stąd, że podczas spalania odpadów niezbędne będzie korzystanie z paliwa dodatkowego. Pozostałe wartości są zgodne z wymogami określonymi w tabeli.

Łatwo da się zauważyć, że unieszkodliwienie odpadów metodą spalania nie znajduje w przypadku naszej próbki większego zastosowania. Wadą tej metody jest również koszt jej zastosowania i wpływ na środowisko. Dużo lepszym sposobem unieszkodliwienia naszych odpadów jest kompostowanie. Niewątpliwą zaletą tej metody jest fakt iż jest ona bardziej przyjazna dla środowiska i zdrowsza dla człowieka. Zapewnia ona unieszkodliwianie mikroorganizmów chorobotwórczych przy wzroście temperatury związanym z mineralizacją. Kompostowanie jest kontrolowanym rozkładem materii organicznej, czyli wykorzystujemy tu procesy zachodzące naturalnie w przyrodzie.

17

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
gospodarka odpadami sprawko prawie finito(1), MOJE STUDIA Toksykologia i Mikrobiologia środowiska (O
Kolos- sciaga, MOJE STUDIA Toksykologia i Mikrobiologia środowiska (Ochrona Środowiska - dzienne), G
Kolos- sciaga, MOJE STUDIA Toksykologia i Mikrobiologia środowiska (Ochrona Środowiska - dzienne), G
Oznaczanie ciepla spal[1][1][1]..., MOJE STUDIA Toksykologia i Mikrobiologia środowiska (Ochrona Śro
gospodarka odpadami wyklad ustawy-2, MOJE STUDIA Toksykologia i Mikrobiologia środowiska (Ochrona Śr
gospodarka odpadami wyklad ustawy-2, MOJE STUDIA Toksykologia i Mikrobiologia środowiska (Ochrona Śr
Oznaczanie zawarto ci węgla i wodoru, MOJE STUDIA Toksykologia i Mikrobiologia środowiska (Ochrona Ś
Kolos- sciaga, MOJE STUDIA Toksykologia i Mikrobiologia środowiska (Ochrona Środowiska - dzienne), G
Kolos- sciaga, MOJE STUDIA Toksykologia i Mikrobiologia środowiska (Ochrona Środowiska - dzienne), G
gospodarka odpadami sprawko prawie finito(2)
gospodarka odpadami sprawko prawie finito(1)
EGZAMIN Z TECHNIKI ROLNICZEJ-poprawki błędów moje, Studia Rolnictwo, 2 rok
Ocis Wnioski Poprawione
EMP sprawko z wstępem i nowymi wnioskami (1)
sprawko masyzny cw 22 poprawa, PWR ETK, Semestr V, Maszyny elektryczne - Laboratorium, sprawka maszy
fizyka budowli sprawko 1 poprawione przez P.Cyniak, Studia, Sem 1,2 +nowe, Semestr1, 2 semestr, fizy
wnioski poprawione
SPRAWKO JADZDZDZDI finito

więcej podobnych podstron