1. co to jest kamień kotłowy, jak powstaje, jego skład, jakie są przyczyny jego powstawania (reakcje)
Kamień kotłowy jest to osad węglanów wapnia i magnezu, powstających w wyniku termicznego rozkładu wodorowęglanów wapnia i magnezu, zawartych w twardej wodzie. Pojawia się we wszystkich urządzeniach, naczyniach i zbiornikach, w których gotowana jest woda, w tym w kotłach (stąd nazwa), ale także w czajnikach itp. Osadza się na wewnętrznych ściankach kotłów, czajników, garnków i bojlerów oraz na elementach podgrzewających wodę (np. na powierzchni grzałek elektrycznych) oraz w instalacjach, w których występuje gorąca para wodna.
Skład kamienia kotłowego: CaCO3, CaSO4·H2O, CaSO4, MgCO3, Mg(OH)2, CaSiO3, MgSiO3, związki glinu, żelaza i inne
Rodzaje kamienia: CaCO3-kamień węglanowy, CaSO4-kamień gipsowy, związki krzemu-kamień krzemianowy
Reakcje:
1. Hydrolityczny rozkład siarczanów, chlorków, azotanów
MgCl2 + 2H2O
2. Wyparowanie wody i zwiększenie stężenia soli
3. Zmniejszenie rozpuszczalności zw. chemicznych w podwyższonej temperaturze
CaSO4 w 100C-1920mg/dm3
CaSO4 w 2100C-64mg/dm3
4.Reakcję między różnymi składnikami wody
2. osadnik pionowy, parametry techniczno-technologiczne i wymiary, czynniki powodujące wytrącanie osadu
Osadnik pionowy usuwa ok. 70% zawiesin, reszta zaś pozostaje na filtrze.
Zbiornik cylindryczny z dnem stożkowym. Czas przebywania wody w osadniku ok. 2h, wysokość 6-7m, średnica 5-10m. Oprócz oddzielenia osadu można oddzielić ok. połowę drobnoustrojów. W osadniku nie wytrącają się wszystkie zanieczyszczenia (nie usuwa się osadów koloidalnych). Im większa średnica, tym większa szybkość opadania osadu.
Czynniki powodujące wytrącanie się osadów:
Ø Raptowna zmiana szybkości przepływu
Ø Raptowna zmiana kierunku przepływu
3. metoda zmiękczania wody wapno-soda, reakcje, jakie twardości są usuwane
Metoda ta jest jedną z metod zmiękczania strąceniowego. Prowadzi się ją w podwyższonej temperaturze ok. 60 - 800C. Dodatek wapna Ca(OH)2 powoduje strącenia węglanów wapnia, soda Na2CO3 strąca sole powodujące twardość niewęglanową i twardość przemijającą (wodorofosforany)
Ca(OH)2 – usuwa: twardość węglanową, wszystkie sole magnezowe, rozpuszczony dwutlenek węgla
Na2CO3 – usuwa twardość niewęglanową
Zmiękczanie sodą:
CaSO4 + Na2CO3 → CaCO3↓ + Na2SO4
Ca(HCO3)2 + Na2CO3 → CaCO3↓ + 2 NaHCO3
MgSO4 + Na2CO3 → MgCO3 + Na2SO4
Mg(HCO3)2 + Na2CO3 → MgCO3 + 2 NaHCO3
Na2CO3 + H2O → 2NaOH + CO2↑
Zmiękczanie wody wodorotlenkiem sodowym:
Ca(HCO3)2 + 2NaOH → CaCO3 ↓+ Na2CO3 + 2H2O
Mg(HCO3)2 + 4NaOH → Mg(OH)2↓+ 2Na2 CO3 + 2H2O
CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O
Dekarobonizacja (wapnem)
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2CaCO3↓ + 2H2O
MgSO4 + Ca(OH)2 → Mg(OH)2↓ + CaSO4
4Fe(HCO3)2 + 8Ca(OH)2 + O2 → 4Fe(OH)3↓ + 8CaO3↓ + 6H2O
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓ + H2O
Mg(CO3)2 + 2 Ca(OH)2 → 2CaCO3 + Mg(OH)2↓ + 2H2O
Ca(OH)2 + Na2CO3 CaCO3↓ + 2NaOH
Mg(HCO3)2 + 4NaOH à Mg(OH)2↓+ 2Na2 CO3 + 2H2O
CO2 + 2NaOH à Na2CO3 + H2O
MgSO4 + 2NaOH à Mg(OH)2↓ + Na2SO4
4. jonitowe zmiękczanie wody, schemat, regeneracja, co to są jonity
Jonity to wysokocząsteczkowe zawiązki pochodzenia organicznego lub nieorganicznego, mające zdolność wymiany własnych jonów na jony zawarte w wodzie. Wyróżnia się kationity (wymieniają kationy) i anionity (wymieniają aniony)
Cykle wymiany jonowej
a) sodowy: 2KtNa + Me2+ ↔Kt2Me +2Na+
b) wodorowy: KtH + Me+ ↔ KtMe + H+
c) wodorotlenowy: AnOH + A- ↔ AnA + OH-
d) chlorkowy : AnCl + A- ↔ AnA + Cl-
e) biokarbonatowy : AnHCO3 + A- ↔ AnA + HCO3-
Reakcje regeneracji złoża
Kt2Ca + 2NaCl à KtNa + CaCl2
Kt2Mg + 2 NaCl à 2KtNa + MgCl2
Kształtowanie się tzw. wycieku podczas zmiękczania i regeneracji: (na osi x wykres ma tytuł: obj. Wycieku podczas zmiękczania w cm3)
5. co to jest koagulacja, jej cel, przykłady reakcji
KOAGULACJA – metoda oczyszczania wód zawierających koloidy oraz zawiesiny trudno opadające. Istotą procesu jest zmniejszenie stopnia dyspersji ukałdu koloidalnego w wyniku łączenia się pojedynczych cząstek fazy rozproszonej w większe skupiska (aglomeraty), które następnie mogą być skutecznie usuwane z wody w procesach sedymentacji, flotacji i filtracji.
Ma na celu usunięcie cząstek koloidalnych. Polega za wprowadzeniu do wody związków zwanych koagulantami które w środowisku wodnym wytwarzają gąbczaste osady o gąbczastej powierzchni które sedymentują porywając za sobą zanieczyszczenia.
W procesie koagulacji usuwamy cząstki koloidalne o wymiarach 10-3 – 10-7 cm.
Koagulantami są uwodnione: Al2(SO4)3 * 18H20, Fe(SO4)4 * 7H20, FeCl3 * 6H20, Na2Al2 O4.
Czynniki oddziaływujące na przebieg koagulacji:
- odczyn wody
- skład chemiczny wody
- temperatura
- dawka koagulanta
- czas i szybkość mieszania wody z koagulantem
- ilość i rodzaj zanieczyszczeń w koagulowanej wodzie
Przebieg procesu koagulacji:
Z siarczanem glinowym : Al2(SO4)3 + 3Ca(HCO3)2 → 2Al(OH)3↓ + 3CaSO4 + 6CO2
Z siarczanem żelazawym : FeSO4 + Ca(HCO3)2 → Fe(OH)2↓ + CaSO4 + 2CO2
KOAGULACJA ELEKTROLITYCZNA
-elektrody z żelaza lub glinu w komorze + H20
-prąd stały
-metoda droga
-można stosować do ścieków
Do roztworów przechodzą Fe2+ i Al3+ które w przestrzeni anodowej tworzą wodorotlenki czyli koagulanty
6. co to jest osad czynny, co wchodzi w jego skład, schemat oczyszczania metodą osadu czynnego,
Pierwsze podstawy USA 1912r.
W Polsce pierwsza w Kielcach 1937r.
Napowietrzanie ścieków z osadem czynnym i oddzielenie nadmiaru osadu od oczyszczanych ścieków.
Związki organiczne zostają utlenione lub zużyte na budowę biomasy komórek.
Osad czynny – zespół drobnoustrojów głównie bakterii tlenowych oraz glony, pierwotniaki i grzyby.
Etapy oczyszczania metodą osadu czynnego:
- oczyszczanie ścieków w osadniku wstępnym
- mieszanie ścieków wstępnie oczyszczonych z osadem czynnym
- napowietrzanie osadu w osadniku wtórnym
- zawracanie części osadu z osadnika do komory napowietrzania (recyrkulacja osadu)
- odparowanie nadmiaru osadu czynnego do osadnika wstępnego i/lub do wydzielonej komory fermentacyjnej lub zbiornika pośredniczącego w celu dalszej przeróbki
-------------------
jest żywą zawiesiną bakterii heterotroficznych i pierwotniaków. Jest to kłaczkowata zawiesina zawierająca mikroorganizmy zdolne do prowadzenia:utleniania związków organicznych, nitryfikacji, denitryfikacji lub wykazujących zdolność do nadmiernego kumulowania fosforu. Oczyszczanie ścieków z udziałem osadu czynnego polega na: biosorpcji, a następnie: utlenianiu lub redukcji wybranych zanieczyszczeń przez mikroorganizmy.
Podstawową rolą osadu czynnego w procesie oczyszczania ścieków jest wytwarzanie przez występujące w nim bakterie bardzo licznych enzymów (dehydrogenazy), które są katalizatorami wszelkich przemian, jakim podlegają związki chemiczne zawarte w ściekach, dlatego ważna jest wysoka aktywność enzymatyczna bakterii. Związki toksyczne hamują ich aktywność, ograniczając jednocześnie ich zdolność do oczyszczania ścieków.
Towarzyszącymi bakteriom mikroorganizmami są pierwotniaki. Wśród nich w osadzie czynnym spotykane są wiciowce, korzenionóżki oraz orzęski. Ich rola jest drugoplanowa, lecz ważna:
- są one wskaźnikiem jakości oczyszczania ścieków osadem czynnym
- pierwotniaki, które odżywiają się komórkami bakteryjnymi, zmuszają bakterie do namnażania, przez co stają się czynnikiem odmładzającym i uaktywniającym osad czynny
- w osadniku wtórnym pierwotniaki klarują ścieki, przez pożeranie wolno pływających bakterii
Między populacją wiciowców i orzęsków panuje odwrotna zależność. Duża liczba wiciowców wskazuje na przeciążenie osadu, natomiast orzęski wskazują na prawidłowe warunki dla osadu czynnego.
Pęcznienie osadu czynnego występuje przy nadmiernym ładunku zanieczyszczeń, na skutek rozwoju i silnej dominacji bakterii nitkowatych. Spęczniały osad nie miesza się ze ściekami i pływa po powierzchni.
7. co to jest błona biologiczna i gdzie występuje?
Błona biolog...
paulina_bono