Харківська національна академія міського господарства методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з курсу icon

Харківська національна академія міського господарства методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з курсу




Скачати 490.58 Kb.
НазваХарківська національна академія міського господарства методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з курсу
Сторінка3/4
Дата02.06.2012
Розмір490.58 Kb.
ТипДокументи
1   2   3   4

^ 5. Визначення вмісту масової концентрації суспензії у вихідній воді ваговим методом

Певний об’єм досліджуваної води (у даному випадку 100 мл) фільтрують через висушений при температурі 105 °С і попередньо зважений паперовий фільтр. Промивають осад на фільтрі невеликою кількістю дистильованої води і переносять фільтр з осадом у попередньо прожарений і зважений бюкс. Висушують при температурі 105 °С, охолоджують у ексикаторі і зважують.

Масову концентрацію суспензії визначають за формулою (мг/л)


,


де – вихідна вага паперового фільтра, мг;

– вага паперового фільтра з осадом, мг;

– об’єм води, взятої для визначення, мл.


Лабораторна робота № 3

Видалення заліза з води аеруванням і фільтруванням


^ 1. Загальні вказівки

Відповідно до ДСанПіН концентрація заліза у воді не повинна перевищувати 0,3 мг/л. Максимально припустима концентрація заліза у воді нормується і для деяких видів промисловості.

У воді залізо може міститися у вигляді катіонів дво- і тривалентного заліза і колоїдів органічного і неорганічного заліза - Fe(ОН)3, Fe(OH)2, FeS, тонко дисперсній суспензії - Fe(OH)3, Fe (OH)2, FeS. Знезалізнення води досягається: 1) аерацією; 2) коагулюванням; 3) вапнуванням; 4) катіонуванням і 5) комбінованими способами. Вибір способу знезалізнення залежить від форми, в якій залізо міститься у воді, від її рН та інших факторів і визначається спробним знезалізненням.

Спрощена аерація застосовується для знезалізнення підземних вод, які містять двовалентне залізо 70 %, із рН > 6,8, кольоровістю менше 15°, окислюваністю не більше 0,15 [Fe2+] + 5 мг/л О2, за відсутності сульфідів, наявності солей амонію < 5 мг/л і при перевищенні загального вмісту заліза проти іонного не більше ніж на 0,5 мг/л. Кількість кисню, необхідного для окислювання заліза, дорівнює (мг/л):

g 0=0,2 [Fe2+],

а кількість повітря, яке вводиться на 1 м3 води (л/м3),



де [Fe2+] – кількість двовалентного закисного заліза, яке міститься у воді, мг/л.

Установки для знезалізнення води аерацією складаються з пристроїв для введення у воду повітря, контактного резервуара для завершення процесів окислювання й освітлювального фільтра для затримки гідроксиду заліза.


^ 2. Обладнання і прилади

1. Установка для знезалізнення води (див. рисунок)

2. Відро місткістю 6 л.

3. Циліндри Генера місткістю 100 мол

4. Бюретка місткістю 25 мл з поділками до 0,1 мл.

5. Піпетки місткістю 20 і 10 мл.

6. Пробірки безбарвного скла з діаметром близько 1,5 см, місткістю 10 мл.

7. Паперові фільтри.

8. Скляні палички.

9. Термометр.

10. Порцелянові чашки.




Рис. 5   Установка для знезалізнення води: 1   надходження вихідної води; 2 – аератор; 3   посудина для відстоювання води; 4 – алонж; 5   піщаний фільтр; 6   приймач очищеної води.




^ 3. Проведення роботи

Досліджувану воду повільно наливають у пристрій, який її розприскує. Вода стікає в скляну посудину з відкритою поверхнею. У посудині воду витримують протягом 15-30 хв (для окислення закисного заліза): 15 хв - при температурі води +15 °С і при рН , рівному 7,2; при великих температурах час збільшують. Орієнтовно його швидкість Vt (хв) можна визначити за формулою

,

де t0 - температура досліджуваної води.

При рН > 7,2 швидкість окислювання збільшується. Потім воду пропускають через фільтр (h =500 мм, d= 50 мм) із завантаженням піску з розміром зерен 0,8 - 1,8 мм.

Вміст заліза і рН контролюють у фільтрованій воді через кожні 10-15 хв (за завданням викладача залежно від швидкості фільтрування).

Отримані дані записують у вигляді таблиці:


Таблиця 5


Вихідні дані

Час фільтрування,

год

Швид-кість фільтру-вання, м/год

Обсяг

відфіль-

трованої

води,

л

Дані після фільтрування

При-мітка

Сумарний вміст

Fe,

мг/л

Вміст Fe

(ІІІ), мг/л

Вміст Fe

(ІІ), мг/л

Сумар-ний вміст Fe,

мг/л

Вміст Fe (ІІІ), мг/л

Вміст

Fe

(ІІ), мг/л
































^ 4. Визначення загального заліза

Визначення загального заліза роблять колориметрично із застосуванням роданіду відповідно до ДСТ 4011-72.


5. Реактиви, матеріали, посуд

1. Розчин 50 %-ний роданіду калію чи амонію.

2. Стандартний розчин заліза, 1 мл якого містить 0,1 мг заліза (0.8634 г залізо (III) - амоній сульфату Fe(NH4)(SO4)2Ч12Н2О), розчиняють у дистильованій воді, додають 10 мл концентрованої сірчаної кислоти і доводять об’єм до 1 л).

3. Розведена соляна кислота (1:1)

4. Персульфат амонію.

5. Піпетки на 1 мл.

6. Піпетки з розподілами на 1 і 2 мл.

7. Колба мірна на 50 мл.

8. Чашки порцелянові.

9. Фотоелектроколориметр; синій світлофільтр (); кювети з товщиною шару 1-5 см.


^ 6. Методика виконання визначення

Пробу наливають до позначки в колбу місткістю 50 мл, додають 1 мл розчину соляної кислоти (1:1), кілька кристалів персульфату амонію і після трихвилинного перемішування   1 мл роданіду амонію. Через 3 хв визначають оптичну щільність на приладі. З показника оптичної щільності проби віднімають значення її в холостому досліді. Останній виконується з тими ж реактивами, тільки замість досліджуваної води наливають дистильовану.

Вміст заліза (мг/л) визначають за отриманою оптичною щільністю за графіком.

Візуальне колориметрування здійснюють у порцелянових чашках, титруючи стандартним розчином дистильовану воду з доданими реагентами до порівняння інтенсивності фарбування з фарбуванням проби.

7. Розрахунок

Вміст заліза (X ,мг/л) при візуальному визначенні в чашках обчислюють за формулою



де - V1 – об’єм стандартного розчину, витраченого на титрування при візуальному визначенні, мл;

C=0,1 (1 мл стандартного розчину містить 0,1 мг заліза);

V – об’єм проби, мл.

Для побудови каліброваного графіка зі стандартного розчину готують серію розчинів з вмістом 0 - 2,0 мг/л заліза й обробляють їх за вищенаведеною методикою.

Визначення тривалентного заліза у воді виконують аналогічно визначенню загального заліза, але без добавки персульфату амонію.

Кількість двовалентного заліза знаходять, віднімаючи з загальної кількості заліза кількість тривалентного заліза.

Примітка. При вмісті заліза більше 3 мг/л проби розбавляють. Кратність розведення рекомендується викладачем.


^ Лабораторна робота № 4

Видалення заліза з води коагуляцією


1 Загальні вказівки

Одним з методів знезалізнення води є коагулювання води.

При обробці поверхневих вод коагулянтами відбувається співосадження гідроксидів солей коагулянтів, які утворяться при гідролізі, і гідролізі солей заліза, які знаходяться в природній воді у вигляді колоїдів.


^ 2. Обладнання, прилади, реактиви

1. Циліндри місткістю 500 мл кожний - 7 шт.

2. Колби місткістю 50-100 мл кожна - 7 шт.

3. Піпетка на 10 мл.

4. Скляні палички.

5. Колби місткістю 500 мл кожна - 7 шт.

6. Порцелянові чашки - 2 шт.

7. Паперові фільтри, лійки.

8. Посуд і реактиви для визначення вмісту заліза у воді (див. лабораторну роботу №3).

9. Розчин сульфату алюмінію 1 % - ний.


^ 3. Проведення роботи

Визначають попередньо вміст заліза і рН досліджуваної води

Досліджувану воду наливають до позначки в 7 циліндрів місткістю 500 мл кожний, доливають градуйованою мірною піпеткою визначену кількість сульфату алюмінію відповідно до таблиці.

Вміст циліндрів змішують швидким (5-20 с), а потім повільним (5 хв) обертанням скляної палички і залишають на 30 хв. Потім з верхнього шару води піпеткою чи сифоном відбирають по 100 мл води, яку фільтрують через щільні паперові фільтри. У фільтраті визначають загальний вміст заліза.

Найменша доза сульфату алюмінію, яка знизила вміст заліза в досліджуваній воді до 0,3 мг/л, характеризує знезалізнення води коагулюванням. Результати записують у таблицю.


Таблиця 6


Показники

Номери циліндрів

1

2

3

4

5

6

7

Доза Al2 (SO4)3, мг/л

10

30

50

100

150

200

300

Кількість 1% Al2 (SO4)3, мг/л

0,5

1,5

2,5

5

7,5

10

15

Вміст заліза у фільтраті, мг/л






















Вміст заліза у вихідній воді, мг/л























Визначення загального заліза роблять колориметрично із застосуванням роданіду калію чи амонію відповідно до ДСТ 4011-72 (див. лабораторну роботу №3).


Лабораторна робота № 5

Натрій - катіонітний метод зм’якшення води


^ 1. Загальні вказівки

Зниження жорсткості води методом катіонного обміну засновано на здатності деяких природних чи штучних речовин, практично не розчинних у воді, обмінювати іони Na+ та H+, які знаходяться в їхньому складі, та іони Са2+і Мg2+ , що зумовлюють жорсткість води .

Процес обміну катіонів розглядається в даний час як оборотна гетерогенна хімічна реакція, що протікає на поверхні твердої фази катіоніту. Обмін катіонів відбувається в строго еквівалентних співвідношеннях. Швидкості реакцій обміну іонів катіоніту і досягнення повної рівноваги дуже великі. Завдяки цьому припустимі великі швидкості фільтрування води, що підлягає пом’якшенню через катіоніти (від 10 до 25 м/год залежно від жорсткості вихідної води).

Зм’якшення води методом катіонного обміну досягається фільтруванням її через шар катіоніту, завантаженого на дренажні ґрати металевого фільтра. При цьому можна розмежувати наступні зони у фільтруючому шарі: верхній шар виснаженого катіоніту, робочий чи захисний шар, в якому відбувається зм’якшення води, і шар, що не працює. У момент проскакування іонів, які визначають жорсткість води, у фільтрат шар катіоніту, що не працював, зникає, і фільтр необхідно регенерувати розчином повареної солі чи кислоти.

Реакції зм’якшення води, які протікають на поверхні катіоніту в Na формі, можуть бути подані рівняннями:







Реакція регенерації катіоніта розчином, хлориду натрію протікає за рівнянням




2 Обладнання, прилади, реактиви

1. Лабораторна установка для зм’якшення води (див. рисунок).

2. Секундомір.

3. Мірна скляна склянка місткістю 1 л з поділками.

4. Реактиви для визначення жорсткості води за наведеною нижче методикою.




Рис. 6.   Лабораторна установка для зм’якшення води:

1 – посудина з досліджуваною водою; 2 – посудина з дистильованою водою; 3 – катіонітовий фільтр; 4 – вентиль для подачі дистильованої води; 5 – вентиль для подачі досліджуваної води; 6 – вентиль для регулювання швидкості фільтрування; 7 – вентиль для випуску повітря з установки; 8 – вентиль


^ 3. Проведення роботи

1. Визначають жорсткість досліджуваної води за приведеною нижче методикою (ДСТ 4151-72).

2. Регулюють швидкість фільтрування води, яка має бути під час досліду постійною і рівною 10 м/год. Для цього відкривають повністю вентилі 4 і 8, вентилем 6 регулюють швидкість фільтрування. Швидкість визначають об’ємним способом. Вимірюють секундоміром час наповнення склянки визначеної ємкості. Знаючи витрату і площу перерізу фільтра, обчислюють швидкість фільтрування.

3. Закривають вентиль 4 (вентиль 6 залишають без зміни). Надлишок води зливають, залишаючи над катіонітом її шар висотою 1-2 см. Для цього є вентиль 8.

4. Повністю відкривають вентилі 5 і 8. Через 1 5 хв від початку досліду і далі, через кожні 30 хв протягом досвіду відбирають з колби проби пом’якшеної води для визначення жорсткості.

За годинником відзначають час початку і кінця досліду. Початком його вважається час подачі перших порцій вихідної води в катіонітовий фільтр, кінцем   момент досягнення жорсткості фільтрату, рівної 0,06 – 0,1 м-екв/л (за завданням викладача).

Результати визначень зводять у таблицю (див. далі).


^ 4. Розрахунок робочої обмінної ємності катіоніта

1. Визначають об’єм вихідної води W (м3), що пройшла через катіонітовий фільтр протягом досліду:

W= Q Ч t ,

де Q – витрата води, яка проходить через фільтр, м3/год,

t – час проведення досліду, год:

2. Обчислюють робочу обмінну ємкість катіоніту,(г-екв/м3):



де Жо – жорсткість вихідної води, м-екв/л;

Wкат – об’єм катіоніту завантаженого у фільтр, м3


^ 5. Визначення загальної жорсткості води

Загальну жорсткість питних, підземних і поверхневих вод відповідно до ДСТ 4151-72 визначають комплексометричним методом.

Метод заснований на зв’язуванні іонів кальцію і магнію в комплексні сполуки, що супроводжується зміною фарбування індикатора.


^ 6. Реактиви, посуд, прилади

1. Розчин комплексону Ш (трилон Б, двозаміщена натрієва сіль чотирьохосновний етилендіамитетрауксусної кислоти) з молярною концентрацією 0,025 моль/л: 18,6 м комплексона Ш ч.д.а. розчиняють у дистильованій воді і доводять об’єм до 1л.

2. Буферний розчин.

3. Розчин еріохрому чорного Т.

4 Колби конічні на 250 мл.

5. Піпетки на 5 і 100 мл.

6. Бюретки на 25 мл з краником.

7. рН - метр зі скляним електродом і „електродом порівняння”.


^ 7. Методика виконання роботи

До 100 мл проби додають 5 мл буферного розчину. Після перемішування пробу титрують розчином комплексону Ш в присутності індикатора до переходу червоно-фіолетового фарбування в синє.


8. Розрахунок

Загальну жорсткість X (м-екв/л) визначають за формулою



де V1 – об’єм витраченого комплексону Ш, мл;

К – коефіцієнт для приведення концентрації розчину комплексону Ш до точно молярної концентрації, 0,025;

V – об’єм проби, мл.

Результати округляють за таблицею:


Таблиця 7


Діапазон концентрацій, м-екв/л

0,05–1

1–2

2–5

5–10

Округлення результатів, м-екв/л

0,02

0,05

0,1

0,2


Примітка. Надкислотні чи надлужні проби перед дослідженням нейтралізують. Титрування повинне продовжуватися не більше 5 хв.


Таблиця 8.


Час початку і кінця досліду

Тривалість фільтроциклу, t год

Витрата води, Q, м3\год

Швидкість фільтрування, м/год

Об’єм катіоніту у фільтрі,Wкат м3

Жорсткість вихідної води, Ж0, м-екв/л

Жорсткість фільтрату, м-екв/л

Робоча обмінна ємкість катіоніту, Ероб, г-екв/м3

Паспортна обмінна ємкість катіоніту, г-екв/м3

Через 15 хв після початку досліду

Через 45 хв після початку досліду

Через 75 хв після початку досліду



































1   2   3   4

Схожі:

Харківська національна академія міського господарства методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з курсу iconМіністерство освіти І науки України Харківська національна академія міського господарства методичні вказівки до виконання лабораторних робіт
Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з дисципліни "Харчова хімія" (для студентів 1 – 2 курсів денної та заочної форм...
Харківська національна академія міського господарства методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з курсу iconХарківська національна академія міського господарства методичні вказівки
Методичні вказівки для виконання лабораторних робіт з курсу «арм менеджера» (для студентів 5 курсу спеціальностей 050201 «Менеджмент...
Харківська національна академія міського господарства методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з курсу iconМіністерство освіти І науки України Харківська національна академія міського господарства методичні вказівки до лабораторних робіт з колоїдної хімії
Методичні вказівки до лабораторних робіт з колоїдної хімії (для студентів 3 курсу денної форми навчання спеціальності 092601 – „Водопостачання...
Харківська національна академія міського господарства методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з курсу iconМіністерство освіти І науки, молоді та спорту україни харківська національка академія міського господарства методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з дисциплін «Топографія»
Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з дисципліни «Топографія», «Геодезія», для студентів спеціальностей 080101 «геодезія,...
Харківська національна академія міського господарства методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з курсу iconХарківська національна академія міського господарства о. Ю. Нікітченко о. В. Чеботарьова
Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з дисципліни «Безпека життєдіяльності» для студентів 1 курсу денної та заочної...
Харківська національна академія міського господарства методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з курсу iconХарківська національна академія міського господарства
Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з курсу «Електротехнічні матеріали» (для студентів 2 курсу денної І заочної форм...
Харківська національна академія міського господарства методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з курсу iconХарківська національна академія міського господарства
До виконання лабораторних робіт з курсу "електропостачання міст та промислових підприємств"
Харківська національна академія міського господарства методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з курсу iconМіністерство освіти І науки україни харківська національна академія міського господарства методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з дисципліни
Механічне обладнання рухомого складу міського електричного транспорту” (для студентів 3-4 курсу денної І заочної форм навчання спеціальності...
Харківська національна академія міського господарства методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з курсу iconХарківська національна академія міського господарства методичні вказівки до виконання практичних робіт з курсу
Електротехнічні системи електроспоживання” та 050701 „Електротехніка та електротехнології”
Харківська національна академія міського господарства методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з курсу iconХарківська національна академія міського господарства о. Д. Стешенко Методичні вказівки
Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни “Технологія готельної справи” для студентів 3 курсу денної форми навчання напряму...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи