10.3. Индивидуальные задания

Условия заданий (табл. 10.16):

Задание № 1. Рассчитать индекс насыщения исследуемой воды;

Задание № 2. Оценить стабильность воды (по табл. 10.15);

Задание № 3. Рекомендовать метод стабилизационной обработки (по табл. 10.15).

Таблица 10.16

Состав исследуемой воды

№ задания	рНисх	Температура, оС	Содержание Ca2+, мг/дм3	Щелочность HCO3-, мг-экв/дм3	Солесодер- жание, мг/дм3
1	6,05	16	40	2,23	736
2	8,5	15	60	1,97	824
3	5,5	12	30	2,46	995
4	7,7	15	122	2,25	796
5	6,3	11	84	4,92	1188
6	6,5	10	100	2,05	1002
7	8,9	12	90	3,85	1024
8	8,5	13	50	2,07	998
9	6,5	13	60	2,02	942
10	6,1	14	90	1,90	889
11	6,5	16	50	3,05	1112
12	6,9	15	120	5,49	1162
13	8,8	13	58	3,52	958
14	6,9	15	94	2,54	1017
15	7,3	11	75	1,10	1019
16	6,3	10	82	1,31	922
17	7,4	12	62	1,03	1068
18	6,7	13	59	0,49	1204
19	8,2	13	85	5,33	1284
20	8,3	14	102	0,80	902
21	6,1	16	66	1,97	883
22	6,9	15	79	2,13	1106
23	8,2	17	90	4,28	978
24	8,6	15	90	1,97	803
25	8,5	11	100	3,28	787
26	8,2	10	95	2,95	690
27	8,0	12	65	2,66	811
28	7,9	13	89	2,30	740
29	7,9	13	95	2,16	570
30	8,1	14	90	2,62	725

Продолжение табл. 10.16

31	6,1	14	95	1,84	894
32	6,5	16	72	2,56	957
33	6,9	15	131	3,85	1040
34	8,8	13	82	1,89	901
35	6,9	15	96	2,05	1017
36	7,3	11	77	1,67	1012
37	6,3	10	64	2,95	938
38	7,4	12	64	2,67	1152
39	6,7	13	59	1,97	1302
40	8,2	13	97	5,16	1295
41	8,3	14	102	1,79	1007
42	6,1	16	60	1,49	868
43	6,9	15	89	2,38	1116
44	8,2	17	92	4,11	966
45	8,6	15	60	1,97	806
46	8,5	11	89	3,43	793
47	8,2	10	93	3,07	710
48	8,0	12	57	2,82	801
49	7,9	13	97	2,38	725
50	7,9	13	99	2,16	730

11. Расчетно - графическое определение величины хлорпоглощаемости воды

11.1 Теоретическая часть

Для обеззараживания воды на водоочистных комплексах используют газообразный хлор и его производные (гипохлорит кальция и натрия), под действием которых бактерии, находящиеся в воде, погибают в результате окисления органического вещества протоплазмы клеток. Хлор также действует и на органические вещества воды, окисляя их.

При растворении газообразного хлора в воде протекает реакция гидролиза с образованием кислот – гипохлоритной (хлорноватистой) и хлоридной (соляной):

Сl₂ + H₂O = HОCl + HCl

Гипохлоритная кислота очень слабая (Кдис. = 5,0 • 10^-8), но является сильным окислителем. В растворах кислота диссоциирует с образованием гипохлорит - иона:

НОС1 = Н⁺ + ОСl^-

В зависимости от рН основными устойчивыми составляющими водных растворов хлора являются С1₂, НОСl, ОС1^-. При рН 6,5 - 8,5 в воде содержатся преимущественно недиссоциированные молекулы гипохлоритной кислоты (НОСl) и гипохлорит - ионы (ОС1^-). Поскольку окислительно-восстановительный потенциал гипохлорит-иона (0,4В) меньше, чем гипохлоритной кислоты (1,63В), то с повышением рН обеззараживающее действие хлора снижается.

Эффект обеззараживания воды зависит от биологических особенностей микроорганизмов, бактерицидного действия реагента, устойчивости (резистентности) микроорганизмов к воздействию реагента, состояния водной среды. Высокую устойчивость при обеззараживании проявляют споровые формы микроорганизмов.

На разрушение бактериальных клеток расходуется лишь часть вводимого в воду хлора. Большая часть хлора идет на реакции с разнообразными органическими и минеральными примесями, содержащимися в воде. Эти реакции протекают с различной скоростью в зависимости от рН, температуры, концентрации хлора.

Хлорпоглощаемость воды – это количество хлора (мг/дм³), которое расходуется на окисление органических, легкоокисляющихся неорганических веществ и обеззараживание бактерий в течение 30 минут.

Количество введенного хлора должно быть таким, чтобы после окисления примесей в воде остался некоторый избыток активного хлора – остаточный хлор. Для воды хозяйственно – питьевого назначения оптимальной является доза введенного хлора, которая после 30 минут контакта хлора с водой обеспечивает концентрацию свободного остаточного хлора не менее 0,3 мг/дм³ и не более 0,5 мг/дм³. При этом концентрация связанного остаточного хлора должна быть не менее 0,8 и не более 1,2 мг/дм³ (время контакта 1 час).

Это количество остаточного хлора гарантирует надежное обеззараживание воды и вместе с тем не ухудшает вкуса воды и не вредно для здоровья человека.

Для характеристики качества природных вод служит показатель хлорируемости воды (Ххл.). Это величина обратная хлорпоглощаемости воды. Показатель хлорируемости воды является мерой ее загрязнения разными примесями. Чем чище вода, тем показатель хлорируемости больше.

Необходимую дозу хлора для обеззараживания, в связи со сложной зависимостью хлоропоглощаемости воды от ряда факторов, определяют на основании экспериментально построенной кривой хлорпоглощаемости (рис. 6,7). Вид кривой хлорпоглощаемости зависит от наличия аммиака в воде. В отсутствии аммиака (рис. 6) при увеличении дозы вводимого хлора возрастает концентрация остаточного хлора. Наклон кривой в значительной мере определяется расходованием хлора на побочные реакции окисления. Участок графика, когда остаточный хлор равен нулю, означает, что введенный хлор полностью израсходован на окисление органических веществ воды. Затем концентрация остаточного хлора начинает равномерно расти.

В присутствие в обеззараживаемой воде аммиака (рис. 7) на графике наблюдается максимум и минимум. Максимум на графике остаточного хлора соответствует образованию монохлорамина (NH₂Cl), дихлорамина (NHCl₂) и треххлористого азота (NCl₃). Минимум на кривой обусловлен окислением моно– и дихлораминов свободной хлорноватистой кислотой. Поэтому при хлорировании воды, содержащей аммонийные соединения, величина хлорпоглощаемости определяется только после перелома (минимума) кривой (рис. 7).

Рис. 6. Кривая хлорпоглощаемости воды без аммиака

Рис. 7. Кривая хлорпоглощаемости воды в присутствии аммиака