WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 |
Федеральное агентство по образованию Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет Факультет инженерно-экологических систем Кафедра водоснабжения ТЕХНОЛОГИЯ ОЧИСТКИ ПРИРОДНЫХ ВОД Методические указания к лабораторным работам по очистке природных вод для студентов специальности 270112 – водоснабжение и водоотведение – всех форм обучения Санкт-Петербург 2009 1 УДК 628.16.9 Рецензент А. В. Подпорин, канд. техн. наук, доцент каф. водоснабжения (СПбГАСУ) Предисловие Технология очистки природных вод: методические указания Практика проектирования сооружений по подготовке воды в хозяйк лабораторным работам по очистке природных вод для студентов спественно-питьевом и производственном водоснабжении показывает, что циальности 270112 – водоснабжение и водоотведение – всех форм обудля обоснования выбора методов подготовки и определения основных чения / В. Б. Гусаковский, Е. Э. Вуглинская, Н. И. Зуев; СПбГАСУ. – СПб., расчетных параметров сооружений водоподготовки необходимы резуль2009. – 24 с.

таты технологических анализов, проведенных в лабораторных и полупроизводственных условиях на каждой конкретной воде. Данные техноВ соответствии с программой «Водоснабжение» изложена цель каждой ралогических анализов нужны также для предварительного определения боты, приведено описание лабораторной установки, порядок проведения работы, условий эксплуатации сооружений с последующим их уточнением в прометодика обработки результатов исследований и их анализ.

изводственных условиях. К этому можно добавить, что внедрение ноВыполнение лабораторных работ позволит студентам глубже изучить и усвых технологий подготовки воды, новых реагентов также базируется воить сущность технологических процессов подготовки воды и получить навыки, необходимые для проведения самостоятельных научных исследований. на результатах технологических анализов воды. Отсюда вытекает вывод, Дано описание пяти лабораторных работ, проводимых для закрепления что квалифицированный специалист в области подготовки воды должен и углубления теоретических знаний по вопросам осветления и обесцвечивания владеть методикой проведения технологических анализов воды, обраприродных вод.

ботки и оценки их результатов. Именно этому посвящен цикл лабораторных работ по технологии очистки природных вод, проводимых со студентами на базе лаборатории кафедры водоснабжения. Выполнение лабораторных работ позволит студентам глубже изучить и усвоить сущТабл. 7. Ил. 4.

ность технологических процессов подготовки воды и получить навыки, необходимые для проведения самостоятельных научных исследований.

Методические указания написаны на основе многолетнего опыта проведения лабораторных работ на кафедре водоснабжения СПбГАСУ (ЛИСИ).

В методических указаниях изложена цель каждой работы, приведены описание лабораторной установки, порядок проведения работы, методика обработки результатов исследований и их анализ.

Методические указания подготовлены таким образом, что они одновременно являются рабочими журналами, которые выдаются студентам кафедрой в электронном виде (либо под ксерокопирование) перед началом цикла лабораторных работ. В задачу студента входит изучение Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет, методических материалов по конкретной работе, которую он будет выполнять в очередной раз, а после выполнения работы – составление отчета (приложение).

2 Лабораторная работа 1 с толщиной слоя l = 50 мм. В кювету для сравнения в качестве контрольного раствора наливается дистиллированная вода. Кювета с дистиллятом устанавливается в дальнее отделение кюветодержателя. При раОпределение показателей качества воды боте с кюветами следует соблюдать следующие правила:

Цель работы – отработка методик и приобретение навыков для рабочие поверхности кювет должны перед каждым измерением определения показателей качества воды на приборах, используемых тщательно промываться. При установке кювет в кюветодержатели нельзя в лаборатории кафедры водоснабжения.

касаться пальцами рабочих (торцевых) поверхностей кюветы. Наличие При выполнении лабораторных работ по технологии очистки призагрязнений или капель раствора на рабочих поверхностях кюветы природных вод необходимо осуществлять многократный контроль ряда поводит к получению неверных измерений;

казателей качества воды, таких как цветность, мутность, рН, щелочность жидкость наливается в кюветы до метки на боковой стенке кюветы;

и жесткость. Для определения этих показателей используются различ- не следует наклонять кювету с жидкостью при установке ее в кюные методы анализа и соответствующие приборы. Умение быстро ветодержатель.

и качественно определять параметры указанных показателей воды не- Фотометр КФК-2МП при выполнении лабораторных работ используется для измерения мутности на длине волны 315 нм.

обходимо студентам для того, чтобы успеть выполнить работы в отведенное учебное время и выявить закономерности технологического процесса.

Порядок проведения работы на фотометре КФК-2МП Определение цветности и мутности воды В процессе проведения работы необходимо:

Для определения цветности и мутности воды использован фотоко1) перед каждым измерением провести проверку «нулевого отсчелориметрический метод анализа, основанный на поглощении света мо- та», для чего при открытой крышке кюветного отделения нажать клавилекулами анализируемого вещества в видимой области спектра. шу Ш(0). На цифровом табло справа от мигающей запятой высвечиваетВ практической фотоколориметрии пользуются понятием оптичес- ся значение 0,001 < n < 1,000, а слева символ «0» – ноль.

кой плотности раствора, величина которой прямо пропорциональна мо- На основании построения градуировочного графика для каждого прибора определен коэффициент b, который перед началом измерений лярному коэффициенту светопоглощения, концентрации поглощающего необходимо ввести в память вычислительного блока, для чего нажать вещества и толщине слоя раствора. При постоянном значении толщины клавишу b, затем СБР. На цифровом табло слева от мигающей запятой слоя графическое изображение зависимости оптической плотности высвечивается символ «b»;



от концентрации представляет прямую линию, которая проходит через набрать с помощь клавиатуры значение коэффициента b, которое начало координат при отсутствии поглощения света растворителем.

высвечивается справа от мигающей запятой;

На практике это позволяет, измерив оптическую плотность исходной нажать клавишу УТВ – коэффициент вводится в память;

воды, по градуировочным графикам определить мутность или цветность.

нажать клавишу Ш(0);

В лаборатории кафедры водоснабжения для определения цветнос2) в кюветное отделение установить кювету с исследуемой водой;

ти и мутности воды используются колориметры фотоэлектрические кон3) ручку перемещения кюветодержателя перевести влево ( ) центрационные (фотометры) КФК-2МП и КФК-3. Принцип действия до упора, тем самым в световой поток вводится кювета с дистиллятом;

фотометра основан на сравнении световых потоков, прошедших через 4) закрыть крышку кюветного отделения ( ), нажать клавишу К(1).

контрольный и исследуемый растворы. Эти растворы помещают в кювеНа цифровом табло слева от мигающей запятой загорается символ «1»;

ты из оптического кварцевого стекла с выбранной толщиной слоя. Толщина слоя указана на рабочей (боковой) поверхности кюветы над метвое положение ( ), тем самым в световой поток вводится кювета с иской. Для определения цветности и мутности воды применяются кюветы следуемой водой;

4 6) нажать клавишу Д(5). На цифровом табло слева от мигающей 3) установить в дальнее гнездо кюветного отделения кювету с дисзапятой появляется символ «5». Отсчет справа от мигающей запятой со- тиллятом, а в ближнее – кювету с исследуемой водой;

ответствует оптической плотности исследуемой воды; 4) ручку перемещения кюветодержателя перевести влево ( ) 7) нажать клавишу С(4). На табло слева от мигающей запятой появ- до упора, тем самым в световой поток вводится кювета с дистиллятом;

ляется символ «4». Отсчет справа от мигающей запятой соответствует 5) закрыть крышку кюветного отделения ( ), нажать клавишу значению измеряемого показателя мутности воды; Г – на табло слева высветится символ «Г»;

6) нажать клавишу Е. Слева от мигающей запятой высветится сим), открыть крышку кюветного отделения ( ), нажать клавишу Ш(0); вол «Е», а справа – начальный отсчет оптической плотности 0.000 ± 0.002.

9) операции по пп. 2–8 провести три раза и окончательное значение Если отсчет установлен с большим отклонением – нажать клавиши Г и Е измеряемой величины определить как среднее арифметическое получен- повторно, соблюдая паузу 3–5 секунд;

ных значений. ) и нажать клавишу Нуль;

Примечание. При определении мутности в последующих лабора- 8) закрыть крышку ( ), нажать клавишу Е;

торных работах измерение производить только один раз. Это связано 9) ручку перемещения кюветодержателя перевести вправо ( ) с быстрым осаждением взвеси даже в кювете, что приводит к ошибкам до упора, при этом в световой пучок вводится кювета с исследуемой вопри длительном нахождении пробы в фотометре. дой. Отсчет на цифровом табло справа от мигающей запятой соответДля удобства символы последовательности операции вынесены ствует оптической плотности исследуемой воды;

на панель приборов в следующем виде: 10) нажать клавишу С. На табло слева от мигающей запятой появится символ «С». Отсчет на цифровом табло справа от мигающей b; СБР; УТВ; Ш(0); ( ); ( ); К(1); ( ); Д(5); С(4); ( ); ( ); Ш(0). запятой соответствует значению измеренного показателя цветности исследуемой воды;

Фотометр КФК-3 при выполнении лабораторных работ использу- 11) перевести ручку перемещения кюветодержателя влево ( ), ется для измерения цветности на длине волны 350 нм. Значение длины открыть крышку кюветного отделения ( ), нажать клавишу Нуль.

волны, нм, высвечивается на цифровом табло под символом «l». Повторить операцию по пп. 3–11 три раза и вычислить среднее арифметическое значение измеряемой величины.

Порядок проведения работы на фотометре КФК-3 Символы последовательности операций вынесены на панель прибора в следующем виде:

Следует:

1) перед каждым измерением провести проверку «нулевого отчеНуль; F; ( ); ( ); Г; Е; ( ); Нуль; ( ); Е; ( ); С; ( ); ( ); Нуль.

та» n0, для чего при открытой крышке кюветного отделения нажать клавишу Нуль. На цифровом табло, справа от мигающей запятой, высвечиОпределение рН и щелочности на рН-метре «HANNA» вается значение 0,005 < n0 < 0,200, слева – символ «0»;

2) для каждого прибора на основании построения градуировочноОдним из основных показателей качества воды является водородго графика рассчитан коэффициент факторизации F. Перед началом ный показатель рН. Как известно, рН = – lg CH+, где CH+ – концентрация работы необходимо ввести этот коэффициент в память вычислительного водородных ионов.

блока, для чего нажать клавишу F – на цифровом табло слева от мигаюДля измерения рН используют рН-метры, действие которых оснощей запятой высветится символ «F»; набрать с помощью клавиатуры вано на прямой потенциометрии, т. е. измерении величины электродного значение F, соответствующее данному прибору, которое высветится спрапотенциала, и нахождении на основе этого измерения концентрации вова от мигающей запятой.





дородных ионов в исследуемой воде. При измерении рН используется 6 ионоселективный стеклянный электрод в паре со вспомогательным хлор- дождаться стабилизации показания рН (2-3 мин) и записать измесеребряным электродом сравнения. Эти электроды, помещенные в ис- ренное значение рН;

следуемую воду, образуют электрохимический элемент. рН-метр изме- выставить уровень HCl в бюретке на нулевое значение;

ряет ЭДС этого элемента и преобразует его в соответствующую величи- поместить носик бюретки над стаканчиком с исследуемой водой ну рН. и по капле вводить в стакан с пробой соляную кислоту до тех пор, пока Схема установки представлена на рис. 1. рН-метр не покажет значение 4,5;

по делениям на бюретке определить объем израсходованной кислоты VHCl;

включить рН-метр на функцию °С;

выключить мешалку;

вылить воду из стаканчика в «простоквашницу»;

пользуясь «промывалкой», тщательно вымыть дистиллированной водой электроды и стаканчик;

заполнить стаканчик дистиллированной водой и поместить в него электроды.

Щелочность, мг-экв/л, определяется расчетом по формуле Щ = (NHCl 1000 VHCl)/ Vпробы, где NHCl – нормальность раствора НС1, NHCl = 0,1 н; Vпробы – объем пробы, Vпробы = 100 мл; VHCl – объем кислоты, пошедшей на титрование, мл.

При этих условиях Щ = VHCl.

Примечание. Извлечение электродов из воды производить только Рис. 1. Схема установки:

после включения функции °С.

1 – магнитная мешалка; 2 – активатор; 3 – стаканчик;

4 – рН-метр; 5 – электроды; 6 – бюретка с HCl Определение жесткости Порядок проведения работы Для определения жесткости воды используется 0,1 н раствор трилона Б, аммиачный буферный раствор и эриохром черный в качестве При выполнении измерений следует:

индикатора.

включить рН-метр на функцию °С, нажав соответствующую клаПорядок проведения работы вишу;

вынуть электроды рН-метра из стаканчика с дистиллированной При проведении работы следует:

водой и вылить ее из стаканчика в «простоквашницу»;

отобрать в колбу 100 мл исследуемой воды;

налить в стаканчик 100 мл исследуемой воды, поставить на магввести в колбу с исследуемой водой из бюретки 5 мл буферного нитную мешалку и положить в него активатор;

раствора и добавить небольшое количество индикатора, в результате рапоместить электроды рН-метра в стаканчик с пробой и включить створ окрасится в розовый цвет;

мешалку;

из бюретки по капле вводить в колбу с пробой трилон Б до тех включить функцию измерения рН, нажав на соответствующую пор, пока раствор не изменит цвет на синий;

клавишу;

8 Лабораторная работа по делениям на бюретке определить объем израсходованного трилона Б.

Жесткость, мг-экв/л, определяется расчетом по формуле Определение осаждаемости взвешенных веществ в природной воде Ж = (Nтр.Б 1000 V тр.Б )/ Vпробы, Цель работы – построение графика осаждаемости взвеси в воде и где Nтр.Б – нормальность раствора трилона Б, Nтр.Б = 0,1 н; Vпробы – объем определение по опытным данным расчетной скорости осаждения взвеси пробы, Vпробы = 100 мл; Vтр.Б – объем трилона Б, пошедший на титрование, мл. в отстойниках.

При этих условиях Ж = Vтр.Б. Осветление воды отстаиванием достигается за счет гравитационного осаждения частиц, имеющих плотность бльшую, чем плотность Отчет о выполненной работе воды. Скорость осаждения частиц зависит от их размеров, формы и плотности, а также от коэффициента сопротивления воды движению частиц.

Каждая бригада должна провести определение показателей качеВзвешенные частицы природных вод обычно состоят из частиц неодиства для двух проб воды. В первой пробе превалирующим показателем наковых размеров, формы и плотности. Скорость осаждения такой появляется цветность (окрашенная вода), во второй пробе – мутность (залидисперсной взвеси характеризуется кривой ее осаждаемости, которая мутненная вода). В первой пробе необходимо определить цветность, рН, позволяет определить расчетную скорость осаждения взвеси для полущелочность и жесткость. Во второй пробе – соответственно мутность, чения требуемого эффекта осветления. Кривая осаждаемости взвеси строрН, щелочность и жесткость. Результаты опытов заносятся в табл. 1.

ится по результатам опытных данных, полученных в процессе технологического анализа для каждой исследуемой воды. Технологический анаТаблица лиз проводится в лабораторной работе на искусственно замутненной воде.

В качестве замутнителя использован дробленый мрамор.

Показатели Мутность Цветность Щелочность Жесткость Опыты проводятся на установке, схема которой приведена на рис. 2.

воды, воды, рН воды, воды, мг/л град воды мг-экв/л мг-экв/л Проба Проба Проба h Рис. 2. Схема установки:

1 – цилиндр с исследуемой водой; 2 – магнитная мешалка;

3 – сифон; 4 – колбочка; 5 – стаканчик 10 Порядок выполнения работы Лабораторная работа Работа выполняется в указанной далее последовательности:

Определение оптимальных доз реагентов 1) включить магнитную мешалку и дождаться равномерного расдля обесцвечивания воды пределения взвеси в стакане (ориентировочно 2–3 мин);

2) начать отстаивание, для чего выключить мешалку и засечь время;

Цель работы – определение оптимальных доз реагентов для обес3) по истечении расчетного времени отстаивания (начать с максицвечивания исследуемой воды путем пробного коагулирования при коамального) отобрать сифоном первые 50 мл воды в стаканчик, а послегуляции в свободном объеме.

дние 50 мл в колбочку;

Pages:     || 2 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.