Лабораторная работа №6 Изучение основных свойств осадка сточных вод

Цель работы: изучить основные свойства осадков промышленных и бытовых сточных вод (СВ); ознакомиться с влиянием флокулянтов на эффективность обезвоживания.

Теоретические сведения

Осадок сточных вод, образующийся в процессе очистки СВ, характеризуется различным составом и свойствами, которые в свою очередь зависят от конкретных условий образования СВ, метода их очистки, условий эксплуатации очистных сооружений и т.д.

Основными свойствами, которые в достаточной мере характеризуют осадок СВ, являются его влажность, зольность, плотность и концентрация твердой фазы.

Ход выполнения работы [10]

Приборы и реактивы: аналитические весы; технические весы; сушильный шкаф; муфельная печь; гомогенизатор; воронка Бюхнера; колба Бунзена; эксикаторы; фарфоровые чашки и тигли; фильтровальная бумага с белой полосой; стаканы на 50, 100, 150, 200 мл; стеклянные палочки; осадки СВ и анодный шлам.

Определение влажности осадка

Влажность осадка W (%), характеризуется отношением массы воды к общей массе влажного осадка

(6.1)

где М_вл.о – масса влажного осадка, кг;

М_воды – масса воды, кг.

В настоящей лабораторной работе для определения влажности используются три вида осадков: анодные шламы (образуются в гальванических ваннах при растворении анодов); гальванические шламы (образуются при очистке гальванических СВ); осадки городских очистных сооружений канализации (ГОСК) (образуются при очистке хозяйственно-бытовых СВ). Определение влажности производится следующим образом. На технических весах отвешивается по 10 г каждого из указанных осадков в предварительно взвешенных с точностью до 0,01 г химических стаканах (на 50 мл). Затем осадки отфильтровываются под вакуумом на установке, представленной на рисунке 6.1 (бумажный фильтр, который используется для фильтрации, должен быть предварительно взвешен с точностью до 0,01 г).

Рис. 6.1. Лабораторная установка для фильтрования осадка:

1 – воронка Бюхнера; 2 – колба Бунзена

После этого фильтры из воронки Бюхнера вместе с осадками помещаются в предварительно взвешенные с точностью до 0,01 г фарфоровые чашки и высушиваются в сушильном шкафу при 105°С в течение 1 часа.

Затем они охлаждаются в эксикаторе и взвешиваются. Начальная влажность исходных осадков W_n (%)

, (6.2)

где — масса стакана с влажным осадком, г; — масса пустого стакана, г; — масса чашки с высушенным осадком на фильтре, г; — масса пустой фарфоровой чашки и фильтра, г.

Определение зольности осадка

Зольность характеризует содержание в осадке минеральных примесей. Для определения зольности высушенные осадки (используются навески после определения влажности, освобожденные от фильтров) помещаются в фарфоровые тигли, предварительно прокаленные (в начале занятия их необходимо поставить в муфельную печь и через 15-20 мин поместить в эксикатор) и взвешенные на аналитических весах. Затем тигли с осадком помещают в муфельную печь и в течение 20 мин прокаливают при температуре 800°С. После этого их охлаждают в эксикаторе и взвешивают на аналитических весах.

Зольность осадка, 3 (%), определяется по формуле

(6.3)

где m₅ – масса тигля с прокаленным осадкам, г; m₆ – масса пустого тигля, г; m₇ – тигля с навеской высушенного осадка, г.

Определение плотности осадка

Плотность осадка характеризует массу единицы его объема и выражается отношением массы всех составных компонентов осадка к его объему, т.е.:

(6.4)

где m — масса осадка со всеми включениями, кг; V — объем осадка, м³.

Для определения плотности осадков СВ и анодного шлама их заливают в мерные стаканы (на 50 мл), предварительно взвешенные с точностью до 0,01 г, и взвешиваются на технических весах. Далее по формуле (6.4) определяется их плотность.

Определение концентрации твердой фазы осадка

Количество находящихся в 1 м³ осадка твердых частиц сухого вещества, называется его концентрацией – С (кг/м³), и выражается формулой

(6.5)

где W_H – влажность исходного осадка, %; – плотность осадка, кг/м³.

Задание

Данные, полученные при проведении экспериментов внести в таблицу 6.1. На основании табличных данных сделать вывод об основных свойствах осадков производственных и бытовых сточных вод и анодного шлама.

Таблица 6.1