Związki azotu i fosforu to główne substancje biogenne (pokarmowe) występujące w wodach i ściekach.
Źródłem związków azotowych w wodach naturalnych są oczyszczone ścieki miejskie, ścieki przemysłowe (koksownie, rafinerie ropy naftowej, zakłady przeróbki smoły, fabryki nawozów sztucznych), spływy z gleby nawożonej nawozami azotowymi, opady atmosferyczne (zwłaszcza podczas burzy) oraz procesy biochemicznego rozkładu organicznych związków azotowych.
Podobnie kształtuje się zasilanie wód naturalnych związkami fosforu. Obliczono, że około 60% fosforu obecnego w ściekach komunalnych pochodzi e środków piorących i czyszczących, których zużycie w ciągu ostatnich lat gwałtownie wzrasta.
Związki biogenne wskutek nagromadzenia się w wodach powierzchniowych powodują ich eutrofizację, w wyniku czego następuje niepożądany wzrost roślinności wodnej i glonów. Obumierająca i sedymentująca masa roślinna w przydennej strefie odbiornika ulega anaerobowemu rozkładowi, powiększając deficyt tlenowy. Uwolnione związki azotowe i fosforowe wywołują wtórne zanieczyszczenie odbiornika. Stężenia graniczne związków azotu i fosforu, powyżej których następuje masowy zakwit glonów, szacuje się na około 0,3 g/m3 N i od 0,05 do 0,015 g/m3 P.
Eutrofizacja w przeszłości zachodziła bardzo powoli, natomiast teraz wskutek intensywnej działalności człowieka została gwałtownie przyśpieszona. Ze względu na szkody, jakie sprawia eutrofizacja w gospodarce wodnej, występuje pilna potrzeba zmniejszenia zawartości składników pokarmowych.
Procesy technologiczne służące do usunięcia związków biogennych e ścieków biologicznie oczyszczonych nazwano umownie III stopniem oczyszczania ścieków. Mogą być one realizowane zarówno oddzielnie, jak również wprowadzane w ramach II stopnia oczyszczania. Prawidłowo przeprowadzone chronią wody powierzchniowe przed eutrofizacją oraz dostarczają odpowiedniego surowca do procesów odnowy wody (IV stopień oczyszczania).
W praktyce trudno jest wyraźnie odgraniczyć proces oczyszczania ścieków od procesu odnowy wody, dlatego preferuje się coraz częściej zintegrowane systemy: oczyszczalnia ścieków-stacja odnowy wody e wspólną przeróbką osadów.

Spis treści:

I. Ćwiczenia laboratoryjne.

Usuwanie związków biogennych.

Ćwiczenie 1. Usuwanie azotu amonowego metodą strippingu.
Ćwiczenie 2. Usuwanie azotu amonowego metodą selektywnej wymiany jonowej.
Ćwiczenie 3. Utlenianie azotu amonowego chlorem.
Ćwiczenie 4. Usuwanie azotu azotanowego w procesach wymiany jonowej i redukcji do wolnego azotu.
Ćwiczenie 5. Usuwanie fosforanów za pomocą chemicznego strącania i koagulacji.
Ćwiczenie 6. Rekarbonizacja.

Procesy jednostkowe w odnowie wody.

Ćwiczenie 7. Adsorpcja.
Ćwiczenie 8. Wypienianie.
Ćwiczenie 9. Wymrażanie.
Ćwiczenie 10. Odwrócona osmoza i ultrafiltracja.
Ćwiczenie 11. Biodegradacja substancji ropopochodnych.

II. Oznaczenia fizyczno-chemiczne wody i ścieków.
1. Azot amonowy.
2. Azot azotynowy.
3. Azot azotanowy.
4. Chlorki.
5. Chlor pozostały.
6. Chemiczne zapotrzebowanie tlenu (ChZT).
7. Detergenty.
8. Dwutlenek węgla wolny.
9. Ekstrakt eterowy.
10. Fenole.
11. Fosforany.
12. Magnez.
13. Odczyn wody pH.
14. Przewodnictwo elektrolityczne właściwe.
15. Siarczany.
16. Twardość ogólna.
17. Utlenialność.
18. Wapń.
19. Zasadowość.

III. Bezpieczeństwo i higiena pracy w laboratorium.
1. Pożary.
2. Oparzenia termiczne.
3. Wybuchy.
4. Zatrucia i oparzenia chemiczne.
5. Pierwsza pomoc przy zatruciach.
6. Wypadki spowodowane przez prąd.
7. Skaleczenia.

IV. Wybrane przepisy i normy prawne.
1. Rozporządzenie Ministra Zdrowia i Opieki Społecznej z dnia 4 maja 1990 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków, jakim powinna odpowiadać woda do picia i na potrzeby gospodarcze
2. Rozporządzenie Ministra Ochrony Środowiska Zasobów Naturalnych i Leśnictwa z dnia 5 listopada 1991 r. w sprawie klasyfikacji wód oraz warunków, jakim powinny odpowiadać ścieki wprowadzane do wód lub do ziemi (DzU Nr 125/91 z dnia 31 XII 1991 r., poz. 503)

Literatura