Очищення води за допомогою озонування (стр. 5 из 5)
Перед початком роботи визначають довжину хвилі для даного барвника та довжину кювети, використовуючи для цього вихідний розчин.
Ступінь освітлення визначають по формулі:
Z=(Aвих-A)/Aвих∙100%; (6.2.1)
де Aвих – оптична густина вихідного розчину;
А – оптична густина розчину після озонування.
Для визначення ефективності очищення води за допомогою озонування були приготовані зразки (імітати) стічних вод, що містять наступні барвники: порціону оливково-зелений, та легко змивний червоний.
Проведені досліди з барвником порціону оливково-зелений.
Проби барвників, що відбиралися через кожні 5 хв хвилі поміщені в окремі склянки, для визначення оптичної густини. Довжина хвилі складала 400 нм, кювета l=20.055 мм, тобто 2 см.
В результаті проведених досліджень були отримані наступні результати.
Дослід 1.
1. Напруга озонатора становить 25 кВ, об’єм газу, який пропускали становить 7 літрів, концентрація барвника 40мг/л.
На титрування розчину КI пішло 7 мл розчину Na2S2O3.
Визначимо вміст O3 в ОПС за формулою (6.1.1)
г/дм3.Витрата ОПС відповідно формули (6.1.2) складе
W=7/164=0,0426 дм3/c
Концентрація озону, яку продукує озонатор згідно формули (6.1.3) складе
С(O3) =0,12∙00,0426=0,00516 г O3 / дм3.
Оптична густина А0=0,56 (вихідного розчину барвника).
Відповідно після 5, 10, 15, 20, 25 були отримані такі значення оптичної густини: А5=0,54, А10=0,5, А15=0,46, А20=0,41, A25=0,40.
Для кожної точки визначаємо ступінь освітлення визначають по формулі (6.2.1)
Z5=(0,56-0,54)/0,56=3,6%
Z10=(0,56-0,5)/0,56=10,71%
Z15=(0,56-0,46)/0,56=17,85%
Z20=(0,56-0,41)/0,56=26,78%
Z25=(0,56-0,4)/0,56=28,57%.
За отриманими результатами будуємо графік залежності ступеня освітлення(Z), від часу(t).
Рисунок 6.2.1 Графік залежності ступеня освітлення(Z), від часу(t).З графіку можна зробити висновок: максимальна ступінь освітлення відбувається через 25 хвилин, при цьому досягається ступінь освітлення 28,57%.
2. Напруга озонатора становить 25 кВ, об’єм газу, який пропускали становить 5 літрів, концентрація барвника 40мг/л.
На титрування розчину КI пішло 11 мл розчину Na2S2O3.
Визначимо вміст O3 в ОПС за формулою (6.1.1)
г/дм3.Витрата ОПС відповідно формули (6.1.2) складе
W=5/155=0,0322 дм3/c
Концентрація озону, яку продукує озонатор згідно формули (6.1.3) складе
С(O3) =0,264∙0,0322=0,0085 г O3 / дм3.
Оптична густина А0=0,56 (вихідного розчину барвника).
Відповідно після 5, 10, 15, 20, 25 були отримані такі значення оптичної густини: А5=0,55, А10=0,52, А15=0,48, А20=0,42, A25=0,40.
Для кожної точки визначаємо ступінь освітлення визначають по формулі (6.2.1)
Z5=(0,56-0,55)/0,56=1,78%
Z10=(0,56-0,52)/0,56=7,14%
Z15=(0,56-0,48)/0,56=14,28%
Z20=(0,56-0,42)/0,56=25%
Z25=(0,56-0,4)/0,56=28,65%.
За отриманими результатами будуємо графік залежності ступеня освітлення(Z), від часу(t).
Рисунок 6.2.2 Графік залежності ступеня освітлення(Z), від часу(t).З графіку можна зробити висновок: максимальна ступінь освітлення відбувається через 25 хвилин, при цьому досягається ступінь освітлення 28,57%. Спираючись на рисунок 6.2.1 можна спостерігати чітку закономірність, та правильність проведених дослідів.
Таким чином було проведено серію дослідів, результати яких повністю співпали з результатами, які наведені вище.
Проведені досліди з барвником легко змивний червоний.
Проби барвників (легко змивного червоного), що відбиралися через кожні 5 хв хвилі поміщені в окремі склянки, для визначення оптичної густини. Довжина хвилі складала 540 нм, кювета l=20.055 мм, тобто 2 см.
В результаті проведених досліджень були отримані наступні результати.
Дослід 2.
1. Напруга озонатора становить 25 кВ, об’єм газу, який пропускали становить 7 літрів, концентрація барвника 20мг/л.
На титрування розчину КI пішло 3,3 мл розчину Na2S2O3.
Визначимо вміст O3 в ОПС за формулою (6.1.1)
г/дм3.Витрата ОПС відповідно формули (6.1.2) складе
W=5/83=0,06 дм3/c
Концентрація озону, яку продукує озонатор згідно формули (6.1.3) складе
С(O3) =0,0792∙0,06=0,0048 г O3 / дм3.
Оптична густина А0=0,7 (вихідного розчину барвника).
Відповідно після 5, 10, 15, 20, 25 були отримані такі значення оптичної густини: А5=0,62, А10=0,6, А15=0,57, А20=0,55, A25=0,52.
Для кожної точки визначаємо ступінь освітлення визначають по формулі (6.2.1)
Z5=(0,7-0,62)/0,7=11,43%
Z10=(0,7-0,6)/0,7=14,28%
Z15=(0,7-0,57)/0,7=18,57%
Z20=(0,7-0,55)/0,7=21,42%
Z25=(0,7-0,52)/0,7=25,71%.
За отриманими результатами будуємо графік залежності ступеня освітлення(Z), від часу(t).
Рисунок 6.2.3 Графік залежності ступеня освітлення(Z), від часу(t)З графіку можна зробити висновок: максимальна ступінь освітлення відбувається через 25 хвилин, при цьому досягається ступінь освітлення 25,71%.
2. Напруга озонатора становить 35 кВ, об’єм газу, який пропускали становить 7 літрів, концентрація барвника 20мг/л.
На титрування розчину КI пішло мл розчину Na2S2O3.
Визначимо вміст O3 в ОПС за формулою (6.1.1)
г/дм3.Витрата ОПС відповідно формули (6.1.2) складе
W=5/84=0,059 дм3/c
Концентрація озону, яку продукує озонатор згідно формули (6.1.3) складе
С(O3) =0,242∙0,059=0,0144 г O3 / дм3.
Оптична густина А0=0,7 (вихідного розчину барвника).
Відповідно після 5, 10, 15, 20, 25 були отримані такі значення оптичної густини: А5=0,62, А10=0,59, А15=0,57, А20=0,53, A25=0,5.
Для кожної точки визначаємо ступінь освітлення визначають по формулі (6.2.1)
Z5=(0,7-0,62)/0,7=11,43%
Z10=(0,7-0,59)/0,7=15,71%
Z15=(0,7-0,57)/0,7=18,57%
Z20=(0,7-0,55)/0,7=24,28%
Z25=(0,7-0,52)/0,7=28,57%.
За отриманими результатами будуємо графік залежності ступеня освітлення(Z), від часу(t).
Рисунок 6.2.4 Графік залежності ступеня освітлення(Z), від часу(t).З графіку можна зробити висновок: максимальна ступінь освітлення відбувається через 25 хвилин, при цьому досягається ступінь освітлення 28,57%. Спираючись на рисунок 6.2.3 можна спостерігати чітку закономірність, та правильність проведених дослідів.
Таким чином було проведено серію дослідів, результати яких повністю співпали з результатами, які наведені вище.
Дослід 3. Для покращення процесу озонування було застосовано коагуляційний процес. В якості коагулянту використовувався неочищений сульфат алюмінію, що був отриманий за технологією, яка була розроблена на кафедрі ТНР та ЗХТ [5].
Для визначення механізму процесу були зняті спектри поглинання озонованих розчинів. На рисунку 6.2.5 подано спектри поглинання озонованих розчинів.
Рисунок 6.2.5 Спектри поглинання озонованих розчинів
1–проба відібрана через 5 хвилин озонування, 2– проба з коагулянтом відібрана через 5 хвилин озонування, 3–проба відібрана через 10 хвилин озонування, 4– проба з коагулянтом відібрана через 10 хвилин озонування, 5– проба відібрана через 15 хвилин озонування, 6 – проба з коагулянтом відібрана через 15 хвилин озонування, 7 – вихідний розчин порціон оливково-зелений з концентрацією 40 мг/л.
Як видно з рисунку 6.2.5 поступове зникнення піку при довжині хвилі 420 нм вказує на руйнування структури барвника. При використанні коагулянту зникнення відбувається вже за 10 хвилин(у випадку озонування через 15 хвилин). Це вказує на те, процес руйнування структури барвника в присутності коагулянту відбувається швидше.
Висновок
За період переддипломної практики було проведено дослідження видалення з води барвників за допомогою озонування. Встановлено, що барвник легко змивний червоний на 28,57% видаляється через 25 хвилин озонування, порціон оливково-зелений на 28,65%.
Встановлено, що поєднання процесів коагуляції покращують видалення порціону оливково-зеленого з водних розчинів. Дане припущення було підтверджене спектроскопічними дослідженнями.
Список використаних джерел
1. Запольский А.К., Баран А.А. Коагулянты и флокулянты в процессах очистки воды: Свойства. Получение. Применение. – Л.: Химия, 1987. – 208 с.
2. Фізико-хімічні основи технології очищення стічних вод / Під ред. А.К. Запольського. – К.: Лібра, 2000. – 552 с.
3. Николадзе Г.И. Технология очистки природных вод. – М.: Высшая школа, 1987. – 480 с.
4. Л.А.Кульский, Строкач П.П. Технология очистки природных вод-Высшая школа, 1986 – 352 с.
5. Патент на корисну модель №32762 МПК(2006) СO1F7/74 авторів Крилець Г.В., Астрелін І.М., Толстопалова Н.М., Супрунчук В.І., Светлейшина О.М. опбл. 26.05.2008 Бюлетень №10.
6. http://www.complexdoc.ru
7. http://garantus.at.ua
8. http://www.ntpo.com