Biologisk rensning Fjern opløst organisk stof fra vand

Transkript

1 Spildevandscenter Avedøre Biologisk rensning Fjern opløst organisk stof fra vand Øvelse I Formål: På renseanlægget renses et mekanisk, biologisk og kemisk. I den biologiske rensning på renseanlægget benyttes bakterier og mikroorganismer til at nedbryde opløst organisk stof i et. Denne øvelse viser princippet bag biologisk rensning. Sådan gør I: 500 ml Til denne øvelse skal I bruge et som I dissekerede tidligere i dag 1 Fordel et i de to bægerglas så der er 250 ml i hver. Hæld det overskydende i vasken. Glukosekoncentrationen er nu den samme i begge glas (som i målte den under dissektionen). 250 ml 2 I det ene bægerglas tilsættes 1 1 / 3 pakke gær. Rør rundt med spatlen til gæren er helt opløst. 1 1 / 3 pakke gær 2 / 3 pakke gær I det andet bægerglas tilsættes 2 / 3 pakke gær. Rør rundt med spatlen til gæret er helt opløst. 3 Fyld bakken med varmt vand og pladser de to bægerglas i bakken. 4 Vent 10 min og foretag en glukosemåling fra hver bægerglas med ny glukose teststrimler: 1. Benyt pipetten til at dryppe en dråbe af den nederste del af et på glucoseteststrimlen 2. Teststrimlen afstryges på kanten af bægerglasset. 3. Vent 45 sekunder brug stopur 4. Aflæs farven på beholderen 5. Noter resultatet Brug ventetiden på at læse teorien på bagsiden og besvare nogle af spørgsmålene. Teststrimmel 5 Rengøring Tør øvelsesbakken og arbejdsbordet af med en klud, fjern gærrester og papir. Skyl bægerglas og spatler med vand og sæt det i opvaskemaskinen. Pipetter smides ud. Til underviseren... Udstyr: glukosestrimler, pipette, 2 pakker gær,1 liters bægerglas, spatel, stopur

2 Teori Øvelse I Mikroorganismerne i et sanlæg På renseanlægget skal organisk stof fjernes fra et, inden vandet pumpes ud i havet. Opløst organisk stof fjernes i det biologiske rensebassin vha. mikroorganismer - primært bakterier. Bakterierne nedbryder i dette bassin det opløste organiske stof i et og omdanner det til gassen kuldioxid (CO 2 ). CO 2 gasser ud af vandet. På den måde har renseanlægget stor gavn af bakterierne. For at bakterierne og andre mikroorganismer i renseanlægget effektivt kan nedbryde de opløste organiske stoffer, er det vigtigt, at de har de bedst mulige livsbetingelser. Udover mad i form af organisk stof, behøver de fleste bakterier ilt. Derfor røres luft ned i vandet i det biologiske rensebassin vha. store roterende rotorer ( piskeris ). Herved får mikroorganismerne den mængde ilt, de skal bruge til deres livsprocesser. Gær i stedet for bakterier I dette forsøg bruges bagegær - i stedet for bakterier som på renseanlægget - til at vise hvordan organisk stof nedbrydes. Gær kan udmærket bruges i stedet for bakterier, da gær på mange måder minder om bakterier. De er ligeså små, lever af organisk stof og trives bedst, når der er ilt tilstede i vandet. Desuden er gær nemmere at styre i forsøgslokalet. Gær er en encellet svamp. Andre svampe består af mange celler, fx dem der vokser i jorden. Svampe er en selvstændig gruppe af levende organismer. Svampe er således ikke i familie med dyr, planter eller bakterier. Gær kan omsætte organisk stof ved en åndingsproces (respiration) under såvel aerobe (med ilt) som anaerobe forhold (uden ilt). I et miljø, hvor der er ilt (aerobt miljø) omdanner gær glukose til kuldioxid og vand: C 6 H 12 O 6 (glukose) + 6O 2 6CO 2 + 6H 2 O Spørgsmål - til fremlæggelsen 1. Hvad viser jeres glukosemålinger? 2. Hvilken betydning har gæren? 3. Hvordan hænger mængden af gær sammen med glukosemålingerne? 4. Vil der blive dannet lige meget CO 2 i begge bægerglas? 5. Hvorfor pladseres bægerglassene i lunkent vand under forsøget? 6. Hvorfor benyttes levende mikroorganismer til at fjerne det opløste organiske stof?

3 Spildevandscenter Avedøre Biologisk rensning Fjern opløst organisk stof fra vand Øvelse J Formål: På renseanlægget renses et mekanisk, biologisk og kemisk. I den biologiske rensning på renseanlægget benyttes bakterier og mikroorganismer til at nedbryde opløst organisk stof i et. Denne øvelse viser princippet bag biologisk rensning. Sådan gør I: Til denne øvelse skal I bruge et som I dissekerede tidligere i dag 2 pakker gær 1 Hæld et fra i vasken så der er 500 ml tilbage i bægerglasset 500 ml 2 3 Smuldr 2 pakker gær ned i et og rør rundt med spatelen til gæren er helt opløst. 250 ml Hæld halvdelen af et over i bægerglasset som står i bakken (så der er 250 ml i hver). Der er nu samme glukosekoncentration i begge glas. 4 Fyld bakken med varmt vand og pladser de to bægerglas i bakken. 5 Opmål nu 10 ml. af det kemikalie, som er sat frem på jeres bakke og tilsæt det til det ene bægerglas. 6 Vent 10 min og foretag en glukosemåling fra hver bægerglas med ny glukose teststrimler: 1. Benyt pipetten til at dryppe en dråbe af den nederste del af et på glucoseteststrimlen 2. Teststrimlen afstryges på kanten af bægerglasset. 3. Vent 45 sekunder brug stopur 4. Aflæs farven på beholderen 5. Noter resultatet Brug ventetiden på at læse teorien på bagsiden og besvare nogle af spørgsmålene. Teststrimmel 7 Oprydning Tør øvelsesbakken og arbejdsbordet af med en klud, fjern gærrester og papir. Skyl bægerglas, tragt og spatelen med vand og sæt det i opvaskemaskinen. Pipetter smides ud. Til underviseren... Udstyr: 1 bægerglas, glukosestrimler, 2 pakker gær, 50 ml. bægerglas, spatler, tragt, kemikalie, stopur

4 Teori Øvelse J Mikroorganismerne i et sanlæg På renseanlægget skal organisk stof fjernes fra et, inden vandet pumpes ud i havet. Opløst organisk stof fjernes i det biologiske rensebassin vha. mikroorganismer - primært bakterier. Bakterierne nedbryder i dette bassin det opløste organiske stof i et og omdanner det til kuldioxid. CO 2 gasser ud af vandet. På den måde har renseanlægget stor gavn af bakterierne. For at bakterierne og andre mikroorganismer i renseanlægget effektivt kan nedbryde de opløste organiske stoffer, er det vigtigt, at de har de bedst mulige livsbetingelser. Udover mad i form af organisk stof, behøver de fleste bakterier ilt. Derfor røres luft ned i vandet i det biologiske rensebassin vha. store roterende rotorer ( piskeris ). Herved får mikroorganismerne den mængde ilt, de skal bruge til deres livsprocesser. Gær i stedet for bakterier I dette forsøg bruges bagegær - i stedet for bakterier som på renseanlægget - til at vise hvordan organisk stof nedbrydes. Gær kan udmærket bruges i stedet for bakterier, da gær på mange måder minder om bakterier. De er ligeså små, lever af organisk stof og trives bedst, når der er ilt tilstede i vandet. Desuden er gær nemmere at styre i forsøgslokalet. Gær er en encellet svamp. Andre svampe består af mange celler, fx de svampe der vokser i jorden. Svampe er en selvstændig gruppe af levende organismer. Svampe er således ikke i familie med dyr, planter eller bakterier. Gær kan omsætte organisk stof ved en åndingsproces (respiration) under såvel aerobe (med ilt) som anaerobe forhold (uden ilt). I et miljø, hvor der er ilt (aerobt miljø) omdanner gær glukose til kuldioxid og vand: C 6 H 12 O 6 (glukose) + 6O 2 6CO 2 + 6H 2 O Spørgsmål - til fremlæggelsen 1. Hvad viste jeres glukosemålinger? 2. Hvilken effekt havde rengøringsmidlet? 3. Hvad var gærens funktion? 4. Hvorfor benyttes levende mikroorganismer til at fjerne det opløste organiske stof?

5 Spildevandscenter Avedøre Øvelse K Version 6.3 Kemisk rensning fjernelse af fosfat Formål: På renseanlægget renses et mekanisk, biologisk og kemisk. I den kemiske rensning fjernes næringsstoffet fosfat (PO 4- ) fra et ved hjælp af jernklorid (FeCl 3 ). Øvelsen viser hvordan tilførslen af jernklorid (FeCl 3 ) kan bundfælde fosfat (PO 4- ). I gør sådan... Til denne øvelse skal I bruge det vand som I dissekerede tidligere i dag. 250 ml 1 Hæld et fra i vasken til så der er 250 ml tilbage i bægerglasset Bægerglas 2 Først skal i måle fosfat-indholdet ved at følge proceduren: 2.1 Tilfør først 6 dråber Reagens 2 til det meget lille glas. Reagens Overfør med pipette 5ml væske fra den nederste del af bægerglasset til stregen i 5ml-cylinderglasset. 2.3 Tilfør 6 dråber Reagens 1 til 5ml-cylinderglasset. Ryst glasset forsigtigt. Bægerglas 5 ml Reagens Put en teststicks i 5ml-cylinderglasset i 15 sekunder - brug stopur. Ryst herefter stick en for overskydende vand Teststick 2.5 Placer teststicken i det meget lille glas indeholdende reagens 2 i 15 sekunder, hvorefter sticken tages op. Efter 1 minut aflæses fosfatindholdet på æsken. Noter tallet og gem sticken. Teststick 3 Sæt 250 ml bægerglasset på magnet-omrøreren og put en magnet i. Tænd for magnet-omrøreren på lav hastighed. Meget lille glas 4 Tilsæt nu 4 dråber jernklorid (FeCl 3 ). Lad magneten køre i 2 minutter på laveste hastighed, hvorefter bægerglasset forsigtigt fjernes fra magnet-omrøren. Hvad sker der? Bægerglas Jernklorid 5 Lad bægerglasset stå 5 min. Beskriv hvad der sker. Brug ventetiden til at besvare spørgsmålene på bagsiden, I vil blive spurgt om dem til jeres fremlæggelse af denne øvelse. 6 Gentag nu proceduren fra punkt 2.1 til 2.5 og mål fosfat-indholdet i bunden af måleglasset. Reagens 2 i det meget lille glas kan genbruges, men Brug ny pipette til punkt 2.2. Notér resultatet. Ny pipette 7 Oprydning! Skyl det meget lille glas og 5ml cylinderglas grundigt. Lad det meget lille glas ligge på jeres øvelsesbord og sæt 5ml cylenderglasset i opvaskemaskinen. Lad bægerglasset stå til fremlæggelsen. Til underviseren... Udstyr: 2 pipetter, spartel, dråbeflaske med jernklorid, reagenskit-sæt (Quatofix, Phosphat(e)), magnet-omrører, magnet.

6 Øvelse K Version 6.3 Teori På renseanlægget skal fosfat, fjernes fra et, inden vandet pumpes ud i havet. I naturen er fosfat et næringssalt, der får planter og dermed alger i vandmiljøet til at vokse hurtigere. Når der hvert år sker en algeopblomstring i havvandet i august måned, er én af de væsentligste faktorer udledning af forfat fra og husdyrproduktion. Det kemiske stof fosfat indgår i proteinstoffer i planter og dyr. I et kommer fosfatforbindelserne bl.a. fra afføring. Fosfat (PO 4 3- ) i et stammer dog først og fremmest fra vaskemidler, der bruges til tøjvask og lignende. Fosfats funktion i vaskemidlet, er at hindre udfældning og afsætning af kalk på tøj og vaskemaskiner. Man kan få mikroorganismer til at binde fosfater, men det er en vanskelig proces at styre. På renseanlægget fjernes fosfater derfor først og fremmest ved en kemisk fældningsreaktion, hvor der tilsættes jernklorid (FeCl 3 ) til et. Jern binder sig til fosfat og danner små fnug (kemisk forklaring: jernfosfat er tungopløseligt og danner bundfald, hvis opløselighedsproduktet er overskredet): Jernfosfaten (og mikroorganismerne) falder til bunds som slam i efterklaringstankene. Dette slam skrabes sammen på bunden af efterklaringstanken og pumpes dels over i det biologiske anlæg (hvor det genbruges) dels sendes en lille rest til slambehandlingsanlægget, der består af en rådnetank og et forbrændingsanlæg. FeCl 3 (aq) + PO 4 3- (aq) FePO 4 (s) + 3 Cl - (aq) Jernklorid Fosfat Jernfosfat Klorid Spørgsmål - til fremlæggelsen 1. Hvad viste jeres målinger? 2. Hvordan fjernes opløst fosfat fra? 3. Hvor stammer fosfat i fra? 4. Hvordan kan store mængder fosfat i vandmiljøet skabe problemer? 5. Hvad sker der med jernfosfaten på rensningsanlægget?