Водовідводні системи промислових підприємств (стр. 3 из 4)
Таблиця 3.2 - Результати визначення показників якості очищення дослідної води
| Номер циліндру | Показник якості вихідної води | Доза коагулянту Дк, мг/л | Доза вапна, Дв мг/л | Висота осаду в циліндрах, мм | Час, хв. | Показники якості води після експерименту | Оптимальна доза коагулянта До, мг/л | |||||
| Кількість завислих речовин, мг/л | Лужність, мг-екв/л | рН | Введення коагулянту, Т1 | Повного осідання Т2 | Кількість завислих речовин | Лужність, мг-екв/л | рН | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
| Без підлужування | ||||||||||||
| 12345 | ||||||||||||
| З підлужуванням | ||||||||||||
| 12345 | ||||||||||||
3.4.3 Хід визначення лужності води
В конічну колбу ємністю 250 мл відбираються 100 мл досліджуваної води, додають 2-3 краплі розчину метилоранжу (досліджувана вода забарвиться в жовто-оранжевий колір). Далі цю воду титрують 0,1н розчином НСl. Титрування продовжують до зміни забарвлення із жовто оранжевого кольору на рожевий. Записують об’єм 0,1н розчину НСl витраченого на титрування.
Лужність води розраховують за формулою:
, мг-екв/л; (3.1)де Vm.p. – загальний об’єм розчину соляної кислоти, витрачений на титрування 100 мл води, яку досліджують, мл;
V – об’єм води, яку досліджують, V=100 мл;
N – нормальність розчину соляної кислоти (N=0,1).
3.5 Зміст звіту
В звіті зазначаються: назва та мета лабораторної роботи; схема лабораторної установки, описується методика експерименту та наводяться результати у вигляді таблиць та графіків. В кінці роботи пишеться висновок.
3.6. Контрольні запитання.
1. Зміст методу пробної коагуляції.
2. Які чинники впливають на ефективність дії коагулянтів.
3. Написати реакції гідролізу найпоширеніших коагулянтів.
4. Назвати інтервали рН середовища при яких спостерігається найбільший ефект очищення стічних вод.
Лабораторна робота №4
Вибір розчинника для рідинної екстракції із води
4.1 Мета роботи
Ознайомитися з методикою та критеріями вибору екстрагенту для видалення органічних забруднень із стічних вод методом екстракції.
4.2 Загальні положення
Органічні речовини, розчинені та завислі в стічних водах, розчиняються в деяких органічних розчинниках набагато краще, ніж у воді. Це дає змогу видалити їх з води методом рідинної екстаракції. Процес екстракції заключається в зміщуванні стічної води з екстрагентом і наступним їх розділенням. При цьому органічні речовини розподіляються між екстрагентом і водою , досягається динамічна рівновага їх концентрацій в цих фазах. Ці фази характеризуються коефіцієнтом розподілу:
(4.1)де Сe - рівноважна концентрація речовини в органічній фазі (екстракті);
Св - рівноважна концентрація цієї ж речовини в водній фазі (рафінаті).
Коефіцієнт розподілу А - це величина, по якій можна судити про екстрагуючу здатність розчинника для екстракції враховують його вартість, токсикологічні характеристики, повноту і швидкість розподілу фаз та інші чинники.
4.3 Реактиви, посуд та прилади
1. Бензол.
2. Н-бутилат.
3. Диізопропіловий ефір.
4. Стічна вода, з концентрацією фенола ~ 3 г/л.
5. Лабораторна установка (рис.4.1)
Рисунок 4.1 - Схема лабораторної установки для екстракції.
1 - екстрактор;
2 - перемішувач;
3 - лійка;
4 - кришка;
5 - зливний патрубок.
4.4 Методика експерименту та обробка даних
Коефіцієнт розподілу визначається для трьох розчинників: бензолу, Н-бутилацетату та диізопропілового ефіру. Досліди проводяться з кожним з цих розчинників в нижченаведеній послідовності.
В екстрактор, приблизно на третину його об'єму, заливають стічну воду, яка містить ~3 г/л фенолу (визначається аналізом). Потім в екстрактор заливають такий же об'єм розчинника. Вмикають перемішувач і розчинник активно перемішується з водою на протязі 10 хвилин. Після закінчення перемішування суміш відстоюється на протязі 30 хвилин. За це й час вона розшаровується потім зливають 2/3 водного розчину в чисту колбу. З цієї колби відбирають проби, в яких визначають рівноважну концентрацію фенолу бромметричним методом [2, стор. 256].
Концентрація фенолу в органічній фазі розраховується за формулою:
; (4.2.)де V1 – об’єм стічної води, л
V2 – об’єм екстрагенту, який завантажують в екстрактор, л;
Со – вихідна концентрація фенолу у стічній воді, г/л;
Св – рівноважна концентрація фенолу у воді, г/л.
Коефіцієнти розподілу розраховуються за формулою 4.1.
Результати експерименту та розрахункові дані заносять до табл. 4.1.
Таблиця 4.1 - Результати визначення коефіцієнту розподілу
| Розчинник | Коефіцієнт розчинення | Температура,0С | Концентрація фенолу в органічній фазі, г/л | Концентрація фенолу у воді, г/л |
4.5 Зміст звіту
В звіті зазначаються: назва та мета лабораторної роботи, схема лабораторної установки, описується методика експерименту та наводяться результати експерименту і розрахунків у вигляді таблиці 4.1.
В кінці роботи пишеться висновок.
4.6 Контрольні запитання
1. Критерії вибору екстрагенту для екстракції органічних речовин з промислових стічних вод.
2. Методика визначення і розрахунку коефіцієнта розподілу.
3. Що таке екстракція і які є види екстракції.
Лабораторна робота №5
Визначення сорбційної ємності катіонітів при очищенні стічних вод Йонообмінним методом
5.1 Мета роботи
Ознайомитись з основними закономірностями сорбційної йонообмінної технології очищення промислових стічних вод.
5.2 Загальні положення
Умовно йоніт можна розділити на три складові частини: матриця, фіксовані йони та протийони.
За природою матриці йоніти поділяють на неорганічні та (мінеральні) і органічні, природні і штучні (синтетичні). До неорганічних природних йонітів належать: природні цеоліти, глинисті мінерали (алюмосилікати), в тому числі бентонітові глини, глауконіт, вермикуліт, польові шпати, фельдшпатоїди, слюди, оксиди, фосфати і силікати металів (титану, кальцію, цирконію та ін.), рудні мінерали змінного складу.
До неорганічних штучних відносять: синтетичні цеоліти, важкорозчинні солі гетерополікислот із загальною формулою:
Ме3 XY12 O40´ n H2O (де Х – P, As, Sb, Si; Y – Mo, W; Me – метал), фероціаніди, фосфати, гідроксиди, сульфіди металів (цирконію, алюмінію, феруму, титану, нікелю та ін.).
До органічних природних йонообмінних матеріалів належать: кам’яне і буре вугілля, торф, целюлоза тощо.
Синтетичні органічні йоніти є високомолекулярними органічними сполуками, які спрямовано синтезовані, мають сталий склад і властивості, що відтворюються в результаті різних технологічних операцій. Для них характерна висока здатність і механічна міцність.
Оскільки процеси йонного обміну – це різновидність сорбцій них процесів, то необхідно розрізняти слідуючи види сорбції: адсорбція – поглинання речовини поверхнею поглинача; абсорбція – поглинання рідини усім об’ємом поглинача; капілярна конденсація – конденсація речовини в порах поглинача.
Поглинач називається сорбентом, речовина, що поглинається сорбатом.
В залежності від взаємодії виділяють слідуючи види сорбції: фізична – обумовлена силами міжмолекулярної взаємодії; хімічна (хемосорбція) – обумовлена утворенням нових хімічних сполук.
Процеси йонного обміну практичного повністю обумовлені хемосорбцією.
Усі тверді і практично не розчинені у воді речовини, і які здатні до йонного обміну в розчинах електролітів, є йонітами.
Йоніти, які містять кислотні активовані групи і здатні обмінюватися з розчином електроліту рухомими катіонами називаються катіонітами.
Йоніти, які містять основні активовані групи і здатні обмінюватися з розчином електроліту рухомими аніонами називаються аніонітами.
Йоніти, які містять кислотні та основні групи, називаються амфолітами.
Катіоніти залежно від тиску протийонів можуть перебувати у водневій (Н – формі), сольовій (натрієвій, кальцієвій) і змішаній формах. Аніоніти можуть бути в гідроксид ній (ОН – формі), сольовій (хлорид ній, сульфатній тощо) і змішаній формах. Амфоліти бувають у воднево-гідроксильній, воднево-сольовій, гідроксильно-сольовій і сольовій формах.
Сорбційна ємність йонітів залежить від рН розчину, з яким йоніт знаходиться у стані рівноваги. Для кожного йоніту існує оптимальний діапазон робочої величини рН.
Чинники, які впливають на величину обмінної ємності:
а) властивості йоніту: розмір зерен, здатність до утворення комплексів; ступінь поперечного зв’язку, рН – активних груп;
б) властивості електроліту: розміри протийонів, тип розчинника, здатність до гідратації протийонів;
в) температура розчину.
При виборі того чи іншого йоніту велику увагу приділяють вивченню залежності величини хемосорбції від концентрації розчиненої речовини.
Процес хемосорбції на йонітах може бути описаний за допомогою ізотерми (рис. 5.1.), яка характеризує залежність кількості речовини, що сорбувалася після встановлення рівноваги, від рівноважної концентрації розчину при постійній температурі.