Порядок работы.

1 . Собрать установку для фильтрования под вакуумом согласно схеме (рис.2). Вырезать бумажный фильтр по размеру воронки Бюхнера, уло­жить в воронку и смочить водой. Включить водоструйный насос и убедиться в наличии разряжения под фильтром по показаниям мано­метра.

Рис.2. Схема установки для фильтрования

1. Воронка Бюхнера.

2. Колба Бунзена.

3. Фильтрат.

4. Водоструйный насос.

2. Приготовить суспензию хромата свинца, для чего в 4 стака­на поместить по 20 г твердого хромата свинца, в каждый залить 150 мл воды и тщательно перемешать.

3. Перенести первую порцию суспензии в воронку для фильтро­вания. При появлении первых капель фильтрата включить секундомер и начать измерение времени фильтрования. Добавлять раствор таким образом, чтобы над слоем осадка постоянно был слой жидкости. Как только последняя порция жидкости отфильтруется, остановить отсчет времени, отключить вакуум и слить фильтрат в мерный ци­линдр. Результаты измерения занести в таблицу. Аналогичную опера­цию провести с остальными порциями суспензии. Учесть, что на фильтре происходит накопление осадка.

Таблица

Зависимость продолжительности фильтрования от массы осадка

N	Объем филь­трата, V см3	Масса осадка, г	Время филь­трации, , с	Сопротивление Rф.п.
1 2 3 4	150 150 150 150	20 40 60 80

Обработка результатов.

1. Замерить площадь фильтрующей перегородки.

2. По справочнику определить вязкость фильтрата (вода).

3. Разрежение, создаваемое водоструйным насосом, составляет приблизи­тельно 20 мм.рт.ст.

4. Построить график для определения постоянных фильтрования.

5. Рассчитать по уравнению (14) удельное сопротивление фильтровальной перегородки.

Контрольные вопросы.

1) Описать процессы механического обезвоживания осадков: отстаива­ние, центрифугирование, фильтрование.

2) Классификация процессов фильтрования, цикл фильтрования, типы аппаратов.

3) Количественные закономерности фильтрования. Основное ра­бочее уравнение фильтрования, удельное объемное сопротивление осадка. Факторы, влияющие на скорость фильтрования и полноту от­деления твердой фазы.

Использованная литература.

1) Очистка и рекуперация промышленных отходов/ Максимов В.Ф., Вольф И. В., Винокурова Т. А. и др.: Учебник для вузов. -М.: "Лесн. пром-сть, 1989. - 416 с.

2) А.Н. Зеликман, Г. М. Вольдман, Л. В. Беляевская. Теория гидроме­таллургических процессов.- М. :Металлургия, 1975.

Лабораторная работа № 14. Кондиционирование осадков промышленных сточных вод. Обработка осадков органическими флокулянтами

Цель работы - изучить влияние органического флокулянта на скорость осаждения труднорастворимого осадка.

Большинство осадков, образующихся в процессах очистки про­мышленных и бытовых сточных вод, в том числе гальванические шла­мы, представляют собой суспензии труднорастворимых и трудноосаж­даемых соединений. Для успешного обезвоживания таких систем необ­ходима их предварительная подготовка - кондиционирование, которое состоит в улучшении водоотдающих свойств путем изменения структу­ры осадков и форм их связи с водой. От этого зависит производи­тельность обезвоживающих аппаратов, чистота отделяемой воды, а также чистота и степень обезвоживания осадков.

Кондиционирование можно осуществлять несколькими способами, различающимися по характеру физико-химического воздействия на структуру и свойства обрабатываемого осадка. В практике утилиза­ции осадков промышленных сточных вод наиболее широко применяются химические (реагентные) способы обработки осадков. При реагентной обработке происходит коагуляция - совокупность процессов, приво­дящих к агрегации и укрупнению тонкодисперсных и коллоидных час­тиц, образование крупных хлопьев, сопровождаемое разрывом соль­ватных оболочек и образованием новых связей в системе осадок-коа­гулянт-вода.

Для реагентной обработки осадков используют минеральные и органические соединения - коагулянты и флокулянты. В качестве ми­неральных коагулянтов применяют соли железа, алюминия и гидроксид кальция. Эти реагенты вводят в обрабатываемый осадок в виде 10% растворов. Наиболее эффективным является хлорид железа (111), ко­торый применяется в сочетании с гидроксидом кальция. Дозы внесе­ния в среднем составляют : 5 - 8 и 15 - 20 % (на сухое вещество обрабатываемого осадка).

Из органических флокулянтов наибольшее распространение полу­чил синтетический полиакриламид (ПАА). Полиакриламид имеет форму­лу

(-СН₂-СНNH₂-)_n.

где n равно (50 - 200) [103].

Флокулянты вводятся в осадок так же, как и минеральные реагенты, в виде растворов концентрацией 0.01 -0.5% по активной части сухой массы. Доза введения флокулянтов при фильтровании составляет от 0.2 до 1.5% сухого вещества осадка.

В данной работе изучают действие флокулянта на осадок труд­норастворимого фторида кальция, образующегося по реакции

2 NaF + CaCl₂ = CaF₂ + 2 NaCl

при обезвреживании сточных вод, содержащих ионы фтора.