1.Обезвреживание сточных вод методом нейтрализации
Общие сведения
Сточные воды многих промышленных предприятий содержат избыточное количество кислот или щелочей. Согласно действующим нормативам сброс сточных вод в городские канализационные сети и в открытые водоемы допустимы только при величинах рН 6,5-8,5. Если рН стоков выходит за эти пределы, то сточные воды подвергают нейтрализации, под которой понимают снижение концентрации в них свободных водородных или гидроксидных ионов. Также нейтрализация (самостоятельно или в сочетании с другими методами) применяется при решении различных технических задач, в частности: простого обезвреживания сточных вод, получения осветленной воды, уплотнения осадка обезвреженного шлама, обессоленной воды, утилизации компонентов сточных вод, создания оборотного водоснабжения.
Высокая концентрация ионов водорода в сточных водах обусловлена наличием в них свободных минеральных (серная, соляная, азотная, фосфорная, плавиковая) кислот и в значительно меньшей степени – органических. Избыточная концентрация гидроксильных ионов возникает при наличии в растворах щелочей (гидроксидов калия, натрия, аммония и щелочно-земельных металлов).
Реактивы и средства измерения:
1.CuSO4 (растворы 1-2 г/л CuSO4 + 10 мл/л H2SO4)
2. Трилон Б, 0,05 н 9.Мерный цилиндр на 50 мл
3.Мурексид (1:100 NaCl) 10.Колбы – 150 мл (5 шт.)
4. NH4OH (1:1) 11.Воронки -5 шт.
7. NaOH 1н или Са(OH)2 1 н 12.Фильтры – синяя лента
8.Стакан на 100-150 мл (5 шт.) 13.Микробюретка для трилона-Б
14.Бюретка с NaOH-1н и Са(OH)2 -1н. 15.рН-метр
Ход работы:
1. Отработка методики анализа кислых растворов на содержание меди.
2. Определение концентрации ионов меди в предложенной сточной воде с концентрацией Сисх, мг/л.
3. Нейтрализация исследуемых сточных вод до рН=3, 5, 6, 7, 8, 9 растворами NaOH, Са(OH)2. Для проведения нейтрализации отбирают 5 проб исследуемого раствора объемом по 50 мл с помощью мерного цилиндра в стаканчики объемом не менее 150 мл. В них проводят нейтрализацию при перемешивании на магнитной мешалке и при постоянном замере значений рН на рН-метре. По достижении необходимой величины рН (или близкого к нему значения) растворы при перемешивании выдерживаются 1-2 минуты. Результаты измерений заносят в таблицу 1.
4. Отделение осадка после нейтрализации методом фильтрования (фильтр - синяя лента).
5. Определение концентрации ионов Cu2+ в фильтрате с остаточной концентрацией Сост, мг/л. Сравнение ее с ПДК.
6. Определение степени извлечения металла α.. Результаты занести в таблицу 2.
7. Графическое построение и анализ зависимости степени извлечения ионов меди α = Сост/ Сисх*100% от рН раствора.
8. Оформление выводов и рекомендаций.
Методика анализа содержания ионов меди
5 мл раствора соли меди разбавить дистиллированной водой до 50 мл, прибавить мурексид на кончике шпателя, титровать трилоном Б до изменения цвета (или 3-4 капли), добавить аммиак (1:1) до перехода окраски в зеленоватую и продолжать титровать трилоном Б до сиреневого цвета.
Расчет результатов анализа проводят по формуле:
C = V*0,025M*1000 / a мг/л, где V, мл – объем трилона Б, израсходованный на титрование ионов металла, А, мл – объем аликвоты, взятой на титрование.
Примечание: 0,025 М раствор соответствует 0,05 н.
Таблица 1
Расход реагентов на нейтрализацию сточной воды
Исходн. раствор | Конц. Кисло-ты, мл/л | Исходн конц. Ме, мг/л | Нейтра- лизующий раствор, С, мг/л | Объем растворов, затраченных для достижения рН, мл | |||||
3 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | ||||
Таблица 2
Определение степени извлечения ионов металла
Компонент раствора | рН нейтрализован-ных растворов | Остаточная концентрация Сост | Степень извлечения металла, % | ПДК, мг/л |
Вопросы для коллоквиума
1. Назовите методы очистки сточных вод от ионов металлов. Поясните сущность каждого из них.
2. Перечислите способы нейтрализации сточных вод.
3. Дайте понятие ПДК.
4. Поясните физиологическое действие меди на человека и животных.
5. Дайте определение рН.
6.Расскажите порядок работы на рН-метре и фотоэлектроколориметре.
