Projekt doświadczenia uczniowskiego

a
Uwaga! Teksty zawierają odnośniki do różnych źródeł internetowych zaznaczone kolorem i podkreśleniem .
        Aby połączyć się z takim źródłem, należy kliknąć myszką najeżdżając kursorem na wyróżniony tekst. 
Zapraszam do korzystania z tej możliwości.
                                                                                         A.M.

 
Cel doświadczenia

Celem doświadczenia jest zapoznanie uczniów z jedną z biologicznych metod oczyszczania ścieków wraz z dodatkowym, chemicznym procesem - koagulacją.
Na podstawie opisu można wykonać doświadczenie polegające na oczyszczeniu wodnego roztworu serwatki lub mleka chudego metodą osadu czynnego z ewentualnym drugim stopniem oczyszczania - koagulacji chemicznej.

Materiały i odczynniki

Do wykonania ćwiczenia należy przygotować następujące materiały i odczynniki: cylinder szklany 500 ml (w ostateczności może to być inne naczynie, takie jak plastykowa butelka po wodzie mineralnej itp.), zlewkę 500 ml lub inne naczynie z podziałką, wąż PVC lub gumowy średnicy 4 - 6 mm - ok. 1 m, rurka szklana dobrana średnicą do węża - 50 cm, kawałek pumeksu lub betonu komórkowego, pompka akwaryjna. Dodatkowo - siarczan glinowy ( można próbować wykorzystać ałun glinowo- potasowy dostępny w aptekach).
 


 

Schemat aparatury. 
Dla powiększenia rysunku proszę kliknąć myszą

Wykonanie zestawu

Zestaw do ćwiczenia należy wykonać wg rysunku . W prostopadłościennym kawałku pumeksu (2) umocować rurkę szklaną lub metalową tak, aby przepływające nią powietrze tłoczone było przez pory, w celu rozbicia na małe pęcherzyki. Wąż (4) nałożyć na drugi koniec rurki, a drugi koniec węża na końcówkę tłoczną pompki (3).

Przebieg doświadczenia


a) szczepienie osadu czynnego

Do cylindra lub innego naczynia (1) wlać tyle wody wodociągowej, aby naczynie wypełnione było w ok. 2/3 objętości. Dolać 30 - 50 ml serwatki, zamieszać, a następnie dosypać niewielką ilość preparatu utylizacyjnego do mikrobiologicznego czyszczenia szamb (1/2 łyżeczki). W powstałej mieszaninie zanurzyć końcówkę napowietrzającą rurki i uruchomić pompkę akwaryjną. Wydajność pompki ustawić tak, aby wydostające się z wody pęcherzyki powietrza nie wychlapywały zawartości naczynia.

Napowietrzanie prowadzić przez kilka dni uzupełniając parującą wodę.

b) oczyszczanie ścieków

Do tak przygotowanego reaktora wlać nową 50 ml porcję serwatki (w czasie lekcji) i wymieszać. Zwrócić uwagę uczniów na barwę, mętność i zapach zawartości. Uruchomić napowietrzanie i prowadzić je do najbliższej lekcji, co drugi dzień uzupełniając parująca wode do objętości wyjściowej.

Na początku następnej lekcji wyłączyc napowietrzanie. Pozwolić opaść osadowi na dno naczynia i zlać delikatnie ciecz znad osadu do przygotowanej zlewki. Ocenić kolor, mętność i zapach oczyszczonych wstępnie ścieków.
 

c) koagulacja chemiczna

Jeśli wstępnie oczyszczone ścieki wykazują zauważalną mętność, można dodatkowo poddać je koagulacji roztworem siarczanu glinowego. Przygotować 100 ml 5% roztworu Al2(SO4)3 w wodzie destylowanej i zadać ścieki 1 - 2 ml roztworu. Zawartość intensywnie wymieszać i pozostawić do wytrącenia się osadu, a następnie zlać klarowną ciecz. Zbadać jej zapach i mętność.
 


 

Uwagi końcowe

Omówić skład oczyszczanych ścieków jako imitację ścieków mleczarskich. Wyjaśnić ogólnie mechanizmy zachodzących procesów chemicznych i biochemicznych. Odnieść do naturalnych procesów samooczyszczania rzek i jezior w przyrodzie. Wykazać analogie.

Tam gdzie istnieją warunki można przeprowadzić pełne badanie utlenialności ścieków (ChZT) wg Polskiej Normy PN-85 C-04578/02 przed i po eksperymencie. Porównując wyniki wyznaczyć procentową redukcję zanieczyszczeń organicznych.

Literatura:

  1. Głowiak B., Kempa E., Winnicki T. - Podstawy ochrony środowiska, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1985.
  2. Praca Zbiorowa pod red. nauk. prof. Teresy Kasprzyckiej - Guttman - Podręcznik do ćwiczeń z technologii chemicznej, Wydawnictwa Uniwersytetu Warszawskiego, Warszawa 1996
  3. Polska Norma PN-85/C - 04578/02 , Woda i ścieki. Badania zapotrzebowania tlenu i zawartości węgla organicznego. Oznaczanie chemicznego zapotrzebowania tlenu (ChZT) metodą nadmanganianową. Wydawnictwo Normalizacyjne “Alfa”, Warszawa 1986.
  4. http://free.ngo.pl/3_sektor/2/imgw2.htm 
  5. http://www.gryf-bud.com.pl/oczyszcz/oczyszcz.htm

  6.  
  • Oprac. Adam Myśliński