TECHNOLOGIA WODY I ŚCIEKÓW
WYKŁAD 1
1. Charakterystyka ścieków
Ścieki - to wody wodociągowe bądź opadowe, które zanieczyszczone są w skutek działalności człowieka (substancjami stałymi, ciekłymi). Do ścieków zaliczmy również podgrzane wody chłodnicze, wody kopalniane.
Rozróżniamy 3 rodzaje ścieków:
a) ścieki bytowo gospodarcze - powstają w gospodarstwach domowych. Związane są z zaspokajaniem przez człowieka potrzeb higieniczno-sanitarnych.
b) ścieki przemysłowe - powstają podczas przebiegu procesów produkcyjnych w różnych gałęziach przemysłu. c) ścieki opadowe - kontaktując się z powierzchnią ziemi stają się ściekami opadowymi. Kierowane są one do kanalizacji.
Ścieki komunalne - to mieszanina tych 3 rodzajów ścieków (ścieki przemysłowo są częściowo oczyszczone).
Ścieki to mieszanina wody ze związkami organicznymi i nieorganicznymi. Związki te mogą występować jako roztwory rzeczywiste, układy koloidalne i zawiesiny.
Roztwory rzeczywiste - są to roztwory których średnica cząstek jest mniejsza niż 0,1 nm (np. roztwory prostych soli).
Koloidy - których średnica zawiera się w przedziale od 0,1 nm do 0,1 μm.
Zawiesiny - to drobiny których średnica cząstek jest większa od 0,1 μm. Istnieją mikro i makro zawiesiny. Mikrozawiesiny są to zawiesiny, które nie opadają pod wpływem siły ciężkości. Makrozawiesiny to te zawiesiny, które opadają pod wpływem siły ciężkości. Makrozawiesiny łatwo usuwa się przez sedymentacje. Zawiesiny i koloidy wykazują różny stopień zwilżalności. Zwilżalność to cecha wynikająca z budowy chemicznej.
W zależności od zwilżalności zawiesiny i koloidy dzielimy na:
a) hydrofobowe - są one słabo zwilżane
b) hydrofilowe - są one bardzo dobrze zwilżane
Kąt zwilżania - jest kąt zawarty między płaszczyznami stycznymi między powierzchniami granicznymi ciało stałe ciecz i ciecz gaz w punkcie ich zetknięcia.
cosϑ= (δsp-δsc)/δc
δ - napięcie powierzchniowe
δsp - napięcie powierzchniowe ciała stałego w atmosferze pary nasyconej
δsc - napięcie powierzchniowe na granicy ciało stałe ciecz
δc - wartość napięcia powierzchniowego na granicy woda para nasycona
Jeśli jest duża wartość kąta zwilżenia to koloid jest dobrze zwilżany. Jeśli mała wartość to mało. Ma to duże znaczenie w procesie oczyszczania ścieków.
Wokół powierzchni koloidu powstaje otoczka jonowa (warstwa adsorpcyjna) o ładunku przeciwnym. Jest także podwarstwa - warstwa Helmholtza. Dalej znajduje się warstwa dyfuzyjna. Sama drobina jest otoczona dwiema warstwami: dyfuzyjną i adsorpcyjną. Między tymi warstwami wytwarza się potencjał elektrokinetyczny. Jeśli wartość tego potencjału wynosi więcej niż +30 mV układ koloidalny wykazuje bardzo dużą trwałość (drobiny koloidalne wzajemnie się odpychają). Jest go trudno usunąć w procesie sedymentacji. W takiej sytuacji dodaje się elektrolit o znaku przeciwnym lub zmienia odczyn. Jeśli wartość potencjału jest w przedziale od -30 mV do +30 mV to koloidy mogą łączyć się w większe skupiska. Te są korzystniejsze. W ściekach możemy mieć koloidy trwałe i mniej trwałe. Koloidy hydrofilowe mają postać galaretowatą.
(…)
….
- do 2000 m3/doba. W tym wypadku odprowadza się do wód powierzchniowych jeśli zawartość jonu amonowego nie przekroczy 6 g/m3, BZT 30 gO2/m3.
- powyżej 2000 m3/doba. Do wód powierzchniowych jeśli np. BZT nie jest większe niż 15 g/m3.
Zanieczyszczenia podzielono zaś na 5 grup:
A - np. zawiesiny, pH, BZT5 B - zanieczyszczenia związkami azotu, fosforu
C - zanieczyszczenia nieorganiczne
D - zanieczyszczenia nieorganiczne niebezpieczne
E - zanieczyszczenia organiczne niebezpieczne
Metody oczyszczania ścieków
a) mechaniczna - procesy sedymentacji, filtracji.
b) fizyko-chemiczna - koagulacja, sedymentacja, współstrącanie, sorbcja, flotacja, wymiana jonowa, metody membranowe (np. dializa).
c) chemiczna - reakcje zobojętniania, utleniania, redukcji.
d) biologiczna - metoda osadu czynnego, metoda złoża biologicznego…
… się ołów. Ścieki trafiają do zbiornika potem do neutralizatorów. Do neutralizatora 1 wprowadzamy wodorotlenek sodu tak aby pH=8,5-9,5, dodajemy też pewną ilość soli FeIII (w celu uzyskania warunków do współstrącania). Ścieki te muszą być przetrzymywane przez ok. 20-30 min. Następnie ścieki wprowadzamy do kolejnego neutralizatora. Tam znowu możemy dodać NaOH, aby pH=9,5. Dodajemy też pewną ilość…
… się tu złoże adsorbcyjne. Przez kolumnę adsorbcyjną przepływają ścieki. Kolumna pozwala nam na wielokrotne wykorzystanie adsorbentu (po wcześniejszej regeneracji).
Dzięki adsorbcji usuwa się: metale ciężkie, związki organiczne. Adsorbentami stosowanymi w tym procesie są: węgiel granulowany, pylisty (dla związków organicznych), sorbenty naturalne np. glinokrzemiany.
Węgiel aktywny granulowany - różne wielkości granulek. Stosowany jest do usuwania: chloroorganicznych połączeń, pestycydów. Węgiel aktywny usuwa dobrze połączenia metali ze związkami organicznymi.
Glin i cynk najlepiej usuwa się używając jako sorbentu zoolitów (minerały wydobyte z ziemi).
Biosorbenty - pewne gatunki małych skorupiaków, algi morskie. Zdolności adsorbcji alg (pH 4,5-5) 1g alg związał 1,36 milimola ołowiu (węgiel aktywny 1,42 milimola…
… są rozsączkowane, zmienia się ich skład chemiczny. Zachodzą procesy koagulacji, sedymentacji, utleniania związków organicznych, hydroliza związków organicznych, procesy cedzeni, nitryfikacja, rozkład materii organicznej jej mineralizacja, strącanie dotyczy związków zawierających fosfor. Następuje tu cały ciąg reakcji (wszystkie procesy chemiczne, fizyczne i fizyko-chemiczne) w wyniku których zachodzi…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)