Очистка условно-чистых стоков на моделях по разработанной технологии
Метод основан на
образовании прочного комплексного соединения при РН 10 ионов кальция и магния с
этилендиаминтетраацетатом натрия ( трилон Б). Определение проводят титрованием
пробы в присутствии индикатора. Минимально определяемая концентрация ).05
мг-экв/л (при тировании 100 мл пробы) /4
Ход определения.
Объем исследуемой
воды берут с таким расчетом, чтобы содержание в нем ионов кальция и магния не
превыщало 0,5 мг-экв/л в 100 мл профильтрованной пробы. В коническую колбу
вносят 100 мл или меньший объем, разведенный до 100 мл дистиллированной водой,
прибавляют 5 мл буферного раствора, 5-7 капель индикатора )или 0,1 г сухого
индикатора) и сразу же титруют при сильном перемешивании 0,05 н. трилоном Б до
изменения окраски в эквивалентной точке.
Нечеткое
изменение окраски в эквивалентной точке указывает на присутствие меди и цинка.
Для устранения влияния этих веществ к пробе воды до внесения буферного раствора
добавляют 1-2 мл 5% сульфида натрия, после чего проводят анализ, как указано
выше.
Общую жесткость
воды (мг-экв/л) вычисляют по формуле:
С = А н К 1000
V
где А- объем
раствора трилона Б, израсходованного на титрование пробы, мл - ;
н – нормальность
ратвора трилона Б;
К – поправочный
коэффициент к титру раствора трилона Б;
V – объем пробы воды, взятой для
титрования, мл.
2.2.3.
Определение ХПК в сточных водах.
Окисляемость-
общее количество содержащихся в воде восстановителей (неорганических и
органических), реагирующих с сильными окислителями, например, бихроматом,
перманганатом и др. Наиболее полное окисление достигается бихроматом калия,
поэтому бихроматную окисляемость нередко называют «химическим потреблением
кислорода(ХПК). Это основной метод определения окисляемости. Большинство соединений
окисляется при этом на 95-100%. Однако есть небольшое число соединений (бензол,
толуол, пиридин и др), которые совсем не окисляются бихроматом калия даже в
присутствии катализатора. Окисление органических веществ бихроматом происходит
до образования диоксида углерода и воды, азот выделяется в виде газа./42/
В 50% по объму
серной кислоте бихромат калия при кипячении действует как сильный окислитель,
особенно при использовании в качестве катализатора сульфата серебра. После
окисления избыток бихромата находят титорованием раствором соли Мора.
Метод позволяет
определить окисляемость от 15 мгО/л и выше при применении 0,1 н. раствора
бихромата калия и от 5 до 50 мгО/л при использовании 0,05 н.раствора.
Ход определения.
В отсутствии
хлоридов. Отбират порцию воды, чтобы на ее окисление расходовалось около 50%
раствора бихромата калия, разбавляют ее дистиллированной водой, переносят в
круглодонную колбу вместимость 300 мл, прибавляют 10 мл 0,1 н. бихромата калия
и осторожно , малыми порциями, тщательно перемешивая смесь после дбавления
каждой порции, 30 мл серной кислоты. Затем добавляют 0,3-).4 г. Сульфата
серебра, вводят в колбу несколько стеклянных капилляров, присоединяют к
обратному холодильнику, нагревают до слабого кипения и кипятят 2 часа. Затем
охлаждают, обмывают стенки холодильника 25 мл дистиллированной воды и переносят
содержимое колбы в коническую колбу вместимостью 500 мл, доводя объем до 350
мл. Вводят 4-5 капель феррона или 10-15 капель N- фенилантраниловой кислоты и оттитровывают избыток бихромаьа
калия солью Мора.
Если в
анализируемой воде содержатся хлориды, то можно проводить определение, не
добавляя катализатор сульфат серебра. Хлориды-ионы окисляются до свободного
хлора.
Для холостого
опыта берут 20 мл дистиллированной воды и проводят ее через все ступени
анализа.
Величину ХПК (мг
О/л) вычисляют по формуле:
ХПК = (А – В) н К
8 1000
V
где А и В – объем
растворов соли Мора, израсходованных на титрование холостого опыта и пробы, мл;
Н – нормальность
раствора соли Мора;
К – поправоный
коэффициент к титру раствора соли Мора;
V – объем анализируемой воды, мл;
8 – эквивалент
кислорода.
2.2.4.
Определение нефтепродуктов в сточных водах методом ИКС.
Нефтепродукты
относятся к числу наиболее распространенных загрязняющих веществ. В воде
находятся в различных миграционных формах- растворенный, эмульгированный,
сорбированный на взвешенных частицах, в виде пленки. Нефтепродукты при анализе
воды условно принято считать только неполярные и малополярные углеводороды,
растворимые в гексане, т.е сумму алифатических, нафтеновых, ароматических
углеводородв, составляющих основную часть нефти./42,43/
Метод определения
нефтепродуктов заключается в экстракции эмульгированных и растворенных
нефтепродуктов из воды четыреххлористым углеродом: отделение нефтепродуктов от
сопутствующих органических соединений других классов на колонке, заполненной
оксидом алюминия и измерением массовой концентрации нефтепродуктов методом
ИК-спектрометрии.
Ход определения.
В сосуд с пробой
воды приливают серную кислоту из расчета 2 см3 кислоты на 100 см3 пробы и
переносят пробу в экстратор. Сосуд, в котором была проба ополаскивают 10 см3
четыреххлористого углерода и добавляют этот растворитель в экстратор.
Прибавляют еще 20 см3 СCL4 и включают экстрактор на 4
мин, отстаивают эмульсию в течение 10 мин. После расслоения эмульсии нижний
слой сливают в цилиндр вместимостью 100 см3. Экстракт сушат безводным сульфатом
натрия в течение 30 мин. После чего экстракт осторожно сливают в цилиндр
вместимостью 50 мл.
В подготовленную
хроматографическую колонку наливают 8 см3 СCL4 для смачивания, а затем промывают 5 мл этого растворителя. Как только
раствор достигнет верхнего уровня оксида алюминия, в колонку вливают небольшими
порциями подготовленный экстракт, собирают элюат в мерную колбу вместимостью 50
см3, пропуская в конце хроматографирования чистый растворитель. Измеряют объем
элюата. Элюат заливают в кювету и устанавливают в прибор АН-1 или КН-1.
Фиксируют показания прибора, соответствующие количеству нефтепродуктов в 1 см3
элюата. Концентрацию нефтепродуктов (мг/дм3) воде вычисляют по формуле:
С = С изм. В К
V
где С изм –
содержание нефтепродуктов в элюате, измеренное на приборе;
В – объем
экстракта, пошедшего на анализ, см3;
V – объем пробы воды, взятой для
определения, см3;
К – коэффициент
разбавления элюанта.
2.2.5.
Определение хлоридов в сточных водах меркуриметрическим методом.
Много хлоридов
попадает в водоемы со сбросами хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод.
Метод основан на
титровании хлоридов раствором нитрата ртути со смешанным индикатором
(дифенилкарбазоном и бромфеноловый синий). При этом ионы ртути связываются с
ионами хлора в молодиссоциирующее соединение хлорида ртути, а избыток их
образует с индикатором комплекс фиолетового цвета./42,43/.
Определению не
мешают цветность воды. Мешают иодиды и бромиды в концентрациях эквивалентных
хлоридам, сульфиды и железо в концентрациях выше 10 мг/л.
Ход определения.
Отбирают 100 мл
исследуемой воды, прибавляют 10 капель смешанного индикатора, затем по каплям
0,2 н. азотной кислоты до появления желтой окраски (рН 3,6), после чего еще 5
капель той же кислоты. Титруют раствором нитрата ртути, к концу титрования
окраска приобретает оранжевый оттенок. Для более четкого определения конца
титрования используют контрольную пробу, к 10 мл которой прибавляют индикатор,
2 мл 0,2 н. азотной кислоты и одну каплю нитрата ртути.
Концентрацию
хлоридов (мг/л) рассчитывают по формуле:
С = А К н
1000
V
где А- объем
раствора нитрата серебра, израсходованного на титрование, мл;
К- поправочный
коэффициент к титру раствора нитрата серебра, мг;
V – объем пробы, взятой для
определения, мл.
2.3.
Требования, предъявляемые к качеству сточных вод для повторного использования
Процессы,
применяемые для очистки сточных вод делятся на физико-химические и
биологические. Обычно первая стадия очистки это физико-химические процессы,
вторая стадия -биологические. Уровень требований, предъявляемых к качеству воды
для повторного использования, позволяет решить эти задачи с помощью физико-
химических процессов.
Требования по
качеству к воде, направляемой на повторное использование:
Взвешенные
вещества- не более 25 мг/л
Сульфаты
не более 130 мг/л
Хлориды
не более 50 мг/л
Общее
солесодержание не более 500 мг/л
Временная
жесткость не более 2,5 мг-экв/л
Постоянная
жесткость не более 3,3 мг-экв/л
Для исследования
возможности использования очищенных стоков для повторного использования были
смоделированы следующие процессы:
- процесс
перевода бикарбонатов кальция и магния в малорастворимые карбонаты;
- процесс
отстаивания;
- процесс
фильтрации;
- процесс
сгущения;
- процесс
центрифугирования.
Для эксперимента
были отобраны исходные реальные стоки: условно чистые стоки ( УЧС) с отделения
механической очистки до песколовок, речная вода (РВ), щелочные стоки (ЩС) с
отделения приемной камеры перед насосной станцией.
Анализы потоков
проводились по следующим качественным показателям: рН, взвешенные вещества,
жесткость общая, жесткость кальциевая, ХПК, эфироизвлекаемые, нефтепродукты,
щелочность, сульфаты, общее солесодержание, хлориды.
2.4.
Данные о результатах анализов условно-чистых стоков.
Данные о
результатах анализов условно-чистых стоков по приведенным качественным
показателям представлены в таблице 1.
Как видно, по
представленным результатам условно-чистые воды характеризуются незначительными
загрязнениями ХПК ( в 1,02 раза) и значительной общей жесткостью, превышение в
1,4 раза. Кальциевая жесткость составляет 74,33% от общей жесткости.
Содержание сульфатов, хлоридов общее солесодержание превышает требования к
очищенным стокам, направляемым на повторное использование в 2; 1,6 и 1,5
раза соответственно. Зарегистрировано превышение содержания взвешенных веществ
в 1,52 раза.
Таблица 1
Качество условно-
чистых стоков
Наимнование показате-
лей качества УЧС
|
Номер пробы
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
∑ср
|
рН
|
7,31
|
7,86
|
7,60
|
7,90
|
7,76
|
8,20
|
7,77
|
Взвешенные вещества,
мг/л
|
50,0
|
42,0
|
30,0
|
36,0
|
40,0
|
30,0
|
38,0
|
Жесткость общая,
мг-экв/л
|
7,02
|
8,13
|
8,70
|
7,20
|
7,70
|
7,90
|
7,79
|
Жесткость кальцивая,
мг-экв/л
|
5,76
|
6,12
|
7,04
|
5,00
|
5,00
|
5,04
|
5,79
|
ХПК, мг/л
|
43,0
|
25,6
|
24,3
|
16,0
|
17,0
|
18,0
|
25,4
|
Эфироизвлекаемые,
мг/л
|
4,3
|
3,1
|
3,4
|
3,8
|
3,3
|
3,7
|
3,6
|
Щелочность, мг-экв/л
|
9,2
|
8,8
|
9,4
|
9,0
|
9,1
|
8,5
|
9,0
|
Сульфаты, мг/л
|
264,0
|
271,0
|
288,0
|
260,0
|
282,0
|
255,0
|
270,0
|
Нефтепродукты, мг/л
|
0,18
|
0,23
|
0,22
|
0,20
|
0,20
|
0,29
|
0,22
|
Хлориды, мг/л
|
69,8
|
80,2
|
81,4
|
81,2
|
76,9
|
77,9
|
77,9
|
Общее солесодержание,
мг/л
|
684,6
|
715,9
|
760,6
|
726,8
|
772,1
|
730,0
|
730,0
|
2.5.
Данные о результатах анализов щелочных стоков.
Данные о
результатах анализов щелочных стоков приведены в табл. 2. Щелочные стоки
характеризуются высоким водородным показателем рН=11,66 и значительными
органическими загрязнениями, при чем необходимо отметить, что большое
количество органических загрязнений находится в растворенном виде. Содержание
взвешенных веществ составляет 62,5 мг/л, что в 2,5 раза выше требований по
качеству к воде, направляемое на повторное использование. Также
зарегистрировано превышение по хлоридам, нефтепродуктам, общему
солесодержанию в 2,9; 34,0; 8,3 раза соответственно.
Таблица 2
Качество щелочных
стоков
Наимнование показате-
лей качества ЩС
|
Номер пробы
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
∑ср
|
рН
|
11,60
|
11,89
|
11.59
|
11,52
|
11,4
|
11,70
|
11,66
|
Взвешенные вещества,
мг/л
|
40,0
|
90,0
|
50,0
|
65,0
|
60,0
|
70,0
|
62,5
|
Жесткость общая,
мг-экв/л
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
Жесткость кальцивая,
мг-экв/л
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
ХПК, мг/л
|
522,0
|
618,8
|
522,0
|
620,0
|
-
|
660,0
|
588,6
|
Эфироизвлекаемые,
мг/л
|
40,0
|
44,0
|
40,7
|
42,5
|
40,8
|
41,6
|
41,6
|
Щелочность, мг-экв/л
|
51,4
|
54,0
|
56,0
|
57,2
|
58,3
|
59,1
|
56,0
|
Сульфаты, мг/л
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
Нефтепродукты, мг/л
|
8,4
|
11,2
|
10,3
|
7,8
|
12,6
|
11,5
|
10,3
|
Хлориды, мг/л
|
140,8
|
150,2
|
145,7
|
151,0
|
143,4
|
141,9
|
145,5
|
Общее солесодержание,
мг/л
|
4087,4
|
4267.7
|
4145,0
|
4120,8
|
4078,5
|
4176,6
|
4146,0
|
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
|
|