Расчет.

Окисляемость по Кубелю (X) в мгО2/л вычисляют по формуле:

Х=(а – b)*к*0,01*8*1000/ V = (а – b)*к*80/ V

где а - объем 0,01 N раствора перманганата калия, израсходованного на титрование пробы, мл;

b - объем 0,01 N раствора перманганата калия, израсходованного на титрование холостой пробы, мл;

к - поправочный коэффициент к нормальности раствора перманганата калия;

V — объем пробы, взятой для анализа, мл; 8 - эквивалент кислорода.

Определение коэффициента К

К только что оттитрованной пробе прибавляют 10 мл (из бюретки, точно!) 0,01 N раствора щавелевой кислоты и титруют перманганатом калия 0,01 N раствором до слабо-розового окрашивания. Если на 10 мл щавелевой кислоты пошло точно 10 мл перманганата калия , то коэффициент К равен единице.

Коэффициент К вычисляют по формуле:

К = V1/ V2

где V1 - объем прилитого 0,01 N раствора щавелевой кислоты (10 мл); V2 - объем 0,01 N раствора перманганата калия, пошедший на

титрование 10 мл 0,01 N раствора щавелевой кислоты.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Что такое окисляемость?

2.Виды окисляемости.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3.Определение основных свойств осадка

Цель работы: Познакомиться с основными свойствами осадков сточных вод и методами их определения.

ПРИБОРЫ И ОБОРУДОВАНИЕ

1.Сушильный шкаф.

2.Муфельная печь.

3.Водяная баня.

4 Аналитические весы с разновесами.

5 Фарфоровые чашки.

6 Стеклянные бюксы.

7.фарфоровые тигли.

8.Осадок городских сточных вод.

9.Электрические плитки.

10.Прибор для ускоренного определения влажности.

11.Металлические чашки со стеклами.

12.Технические весы с разновесами.

Работа рассчитана на 4 часа (2 занятия).

ОБЩАЯ ЧАСТЬ

Типы осадков и их характеристика

В практике очистки городских сточных вод различают следующие типы осадков:

1.сырой осадок, выпадавший в первичных отстойниках;

2.активный ил, задерживаемый во вторичных отстойниках после биологической очистки;

3.осадок первичных отстойников, сброженный в метантенках, двухъярусных отстойниках или септиках;

4.активный ил, сброженный в метантенках;

5.сброженная смесь осадка первичных отстойников и активного ила.

На очистных сооружениях промышленных предприятий образуются осадки или шламы производственных сточных вод.

Сырой осадок первичных отстойников представляет собой студенистую суспензию серого или светло-коричневого цвета. Вследствие большого количества органических веществ сырой осадок подвержен быстрому загниванию, при загнивании приобретает темно-серый или черный цвет и издает неприятный кислый запах. Осадки первичных отстойников имеют влажность 90-97% и вследствие своей структуры и большого количества коллоидных веществ плохо отдают воду. Основную часть сухого вещества осадка составляют органические вещества, количество которых достигает 70%. Осадки первичных отстойников имеют pH от 6,5 до 7,5, температуру, практически равную температуре осветляемых сточных вод 15-18оС и объемный вес в пределах I.

Активный ил или биопленка, образующиеся в результате биологической очистки сточных вод, имеют влажность от 99,6 до 95% в зависимости от степени уплотнения и принятого метода очистки сточных вод. Твердая фаза активного ила представляет собой аморфную хлопьевидную массу, состоящую из аэробных бактерий и микроорганизмов с адсорбированными на их поверхности различными веществами из сточных вод. Суспензия активного ила имеет светло-серый или бурый цвет. В свежем виде активный ил почти не имеет запаха, но быстро загнивает и тогда приобретает специфический неприятный запах.

Сброженный осадок первичных отстойников или сброженный активный ил, а также их смеси представляют собой суспензию черного или темно-серого цвета влажностью 94-98% (при сбраживании в септиках и двухъярусных отстойниках влажность осадка более низкая).

При сбраживании осадка в мезофильных условиях (температура брожения 33-35°С) или термофильных (температура брожения 53-55°С) условиях органическое вещество осадка распадается (процент распада зависит от химического состава осадка), благодаря чему сброженные осадки не загнивают и не издают неприятного запаха.

Производственные осадки или шламы производственных сточных вод весьма разнообразны по составу и свойствам и зависят от типа производства и от принятого технологического процесса.

Основными свойствами осадка являются его влажность, зольность, плотность (объемная масса), концентрация взвешенных веществ и удельное сопротивление.

Ход выполнения работы

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ ОСАДКА

Отношение массы воды, содержащейся в осадке, к массе сырого осадка, выраженное в процентах, дает величину влажности.

От влажности зависят пластично-вязкие свойства осадка, его объем и

вес.

Вода, находящаяся в осадке, подразделяется на свободную, коллоидносвязанную и гигроскопическую.

Взависимости от того, какая вода определяется в осадке, различают обычную влажность и гигроскопическую.

При определении обычной влажности удаляется свободная вода и коллоидно-связанная и осадок находится в воздушно-сухом состоянии.

Впредварительно прокаленную и взвешенную с точностью до 0,01 г фарфоровую чашку отвешивают 50 г хорошо перемешанного осадка и высушивают его на водяной бане досуха, после чего ставят в сушильный шкаф и сушат при температуре 105*t до постоянной массы. Затем охлаждают в эксикаторе и взвешивают.

Влажность осадка в процентах определяют из выражения:

Х= (в – с)*100/а ,

где Х - влажность осадка в %; а - масса осадка, г; '

в - масса чашки с сырым осадком, г; с - масса чашки с высушенным осадком, г.

Ускоренное определение влажности

Сущность ускоренного метода заключается в высушивании небольшой

навески осадка, помещенной между двумя мощными лампами на 10-15 мин. Две электрические лампы (мощностью каждая 200 Вт) с отражателями из белой жести, изготовленными в виде конуса, закрепляются в штативе в вертикальной плоскости. Между лампами помещают асбестовую сетку

200×200 мм.

Расстояние между лампами определяют опытным путем так, чтобы времени нагрева t сек соответствовала оптимальная температура асбестовой сетки.

Перед началом работы прибор прогревают в течение 5 мин. Навеску осадка в 10 г распределяют ровным слоем по дну (оно должно быть плоским) алюминиевой чашки диаметром 90-100 мм и высотой 1012 мм. Чашку с навеской ставят на асбестовую сетку между лампами и высушивают ь течение 10-15 мин. После этого чашку снимают с сетки и покрывают часовым стеклом, при конденсации влаги на стекле навеску сушат еще 0,5-1 мин. и взвешивают.

Расчет: Х = (в – с)*100/10 ,

где Х - влажность осадка в %; 10 - масса осадка, г;

в - масса чашки с сырым осадком, г; с - масса чашки с высушенным осадком, г.

Гигроскопическая влажность

Гигроскопическая влажность осадка обуславливается частицам воды, адсорбированными поверхностью твердых частиц осадка.

Осадок, находящиеся в состоянии гигроскопической влажности, является воздушно-сухим.

Величину гигроскопической влажности дает процентное отношение массы гигроскопической воды, содержащейся в осадке к массе воздушносухого осадка.

Методика определения

В предварительно просушенный и взвешенный стеклянный бюкс отвешивают 1 г воздушно-сухого осадка. Затем бюкс с .навеской помещают в сушильный шкаф, где при температуре 105°С осадок сушат в течение 5 ч при открытом бюксе.

Осадок после такой сушки из воздушно-сухого становится абсолютно сухим. По окончании сушки бюкс закрывают крышкой, охлаждают в эксикаторе и взвешивают.

Расчет: Х = (в – с)*100/а ,

где Х - гигроскопическая влажность в %;

а- масса осадка, г;.

в- масса бюкса с осадком до сушки, г;

с - масса бюкса с осадком после сушки, г.

Зольность

Осадки городских сточных вод состоят из минеральных (зольных/) и органических (беззольных) веществ.

При прокаливании навески абсолютно сухого осадка органические вещества выгорают и улетучиваются в виде газов и водяных паров, а минеральные остаются в виде золы.

Зольностью (Р) называется процентное отношение массы золы, оставшейся после прокаливания, к массе абсолютно сухого осадка.

Потеря при прокаливании (беззольное вещество) будет соответственно

100 % -Р.

Методика определения

В предварительно прокаленный и взвешенный тигель отвешивает 1 г абсолютно сухого осадка.

Тигель с навеской прикрывают крышкой и в вытяжном шкафу ставят на электричекую плитку с асбестовой сеткой тля озоления осадка. Озоление ведут осторожно, чтобы осадок частично не улетел с газами, образующимися при сгорании пробы. После озоления тигель прокаливают до постоянного веса в муфельной печи при температуре 600-800°С. Затем тигель охлаждают в эксикаторе и взвешивают.

Расчет: Р = (с – а)*100 /в,

где Р - зольность, %; а - вес тигля, г;

в - масса абсолютно сухого осадка, г; с - вес тигля с навеской после прокаливания, г.

В осадке бытовых стопных вод количество золы колеблется от 20 до 30 %, а количество беззольного вещества соответственно от 70 до 80 %. Примесь к бытовым водам производственных сточных вод может сильно изменить зольность осадка в ту или иную сторону.

Определение плотности осадка

Плотность Р, кг/м3, осадка характеризует массу единицы его объема и выражается отношением массы всех составных компонентов осадка к его объему, т.е. Р = m/V ,

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

Цилиндр емкостью 100 см3 взвешивают на технических весах и помещают в него осадок, встряхивая цилиндр на ладони после каждого добавления осадка. Цилиндр, заполненный осадком до метки 100 см3, вновь

где Р - плотность осадка, кг/м3; а, - масса цилиндра с осадком, кг;

вt - масса цилиндра без осадка, кг;