Файл: Бучило Э. Очистка сточных вод травильных и гальванических отделений.pdf

Сигнал о последнем (параметре поступает в том слу­ чае, 'когда превышается заданное значение.

Проектирование технологических процессов и уста­ новок, работающих с применением злектродиализеров, осуществляют после проведения соответствующих иссле­ дований и определения основных характеристик установ­ ки и условий ее работы. В особенности большое значе­ ние для получения оптимальной (Производительности имеет правильный выбор скорости протекания жидкости в межмембранных камерах. От этого зависит гранич­ ная плотность тока в электродиализере.

Расчет четырехпоточных злектродиализеров требует предварительного знания ряда добавочных факторов, определяющих главный и побочный процесс.

В четырехпоточном электродиализере протекают прежде всего процессы, основанные на двойном обмене ионов между двумя электролитами, поэтому в качестве главного процесса 'принимают тот, в котором получают концентрированный электролит, состоящий из специаль­

дозаторы. Для перекачки сточных вод или тяжелых реа­ гентов применяют преимущественно вихревые насосы с соответствующим химическим сопротивлением. Это на­ сосы низкого давления (до 10 ат), но имеют высокую производительность.

Устройства, применяемые для дозирования, пред­ ставляют собой резервуары, на объем (которых следует подать определенные количества реагента.

В настоящее время применяют измерительные, бо­ лее совершенные устройства. При этом дозаторы івьр полняют роль лишь промежуточных резервуаров.

112

Подачу реагентов из дозатора можно осуществлять самотечным способом, сжатым воздухом или с помощью

.перекачки насосами.

В автоматически управляемых установках дозировку реагентов проводят с помощью ротационных или порш­ невых насосов с возможностью регулировки их произво­ дительности; в других установках наиболее часто встре­ чается самотечная подача реагентов — например при химическом обезвреживании сточных вод периодическим способом с заглубленными в землю камерами реакции.

В группе вспомогательных устройств специальную роль играют различные из'мерителыно-регулирующие и управляющие устройства. Например, измерители pH и гН, концентрации Сг и GN, а также проводимости.

Г л а в а VI

КОНТРОЛЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Рациональное управление водным хозяйствам в тра­ вильных и гальванических отделениях, а также приме­ нение эффективных методов очистки сточных вод требу­ ет контр'Оля и управления іза указанными технологиче­ скими процессами. Контрольные функции состоят в про­ ведении анализов и замеров некоторых физико-химиче­ ских величин, существенных для протекания контроли­ руемого технологического 'процесса.

Замеры и анализы могут быть периодическими или непрерывными. Обычно сложные химические анализы воды и сточных вод проводят периодически, независимо от применяемых методов очистки. В то же время ча­ стота инструментальных замеров физико-химических ве­ личин зависит от характера применяемых технологиче­ ских процессов. Стремятся проводить некоторые заме­ ры непрерывным способом с одновременной регистраци­ ей результатов, что дает возможность осуществлять сравнительный контроль.

I. Х И М И Ч Е С К И Й А Н А Л И З

Химический состав технологической воды и сточных вод определяют с помощью соответствующих лабора­ торных анализов. Пределы анализов зависят от цели

из

получаемой при этом информации. В промышленной практике не требуется полного химического анализа по­ ды или сточных вод, так как для текущей эксплуатации достаточна ограниченная информация о важнейших за­ грязнениях.

-При этом различают анализы, служащие для непо­ средственного управления технологическим процессом и контрольные анализы информационного характера.

Для химического анализа воды необходимо выпол­ нение следующих определений: жесткости -общей и кар­ бонатной; основности, т. е. щелочности свободной (р) и общей (т)\ окисляемости; сухого остатка общего и пос­ ле прокаливания; концентрации хлоридов; концентра­ ции .сульфатов; общей концентрации железа.

Химический анализ сточных вод, в зависимости от их вида, включает -выполнение следующих определений: основности (щелочности); кислотности; -содержания жи­ ров; детергентов; активного хлора; -сухого остатка об­ щего и п-о-сле -прокаливания; концентрации хлоридов; сульфатов; цианидов; цианатов; железа; хрома; тяже­ лых металлов.

Приведенные ниже методы анализа воды заимство­ ваны из литературы [45—49]*.

Химический анализ технологической воды

Определение общей и карбонатной жесткости воды

Жесткостью воды называется такое свойство воды, которое свя­ зано с присутствием в ней ионов Са2+ и Mg2+. В соответствии со стандартом Польши за № P-N = 55/C-32000 жесткость воды опреде­ ляется содержанием раствор енмых -в -ней солей кальция -и іма-пни-я, -вы­ раженным в миллиграммах в 1 л воды (-мг-экв/л). В повседневном обиходе применяют также единицу жесткости воды, называемую не­ мецким іград-у-еом (°-Н), -п-ричем 1QH -соответствует содерж-ан-ию ІЮ ім,г CaO или 7,19 мг -MgO -в 1 л воды.

Взаимосвязь между единицами жесткости воды и их эквива­ лентами приведена в табл. 9.1

1 В ООСР пользуются следующими -методами, изложенными в литературе:

Унифицированные методы анализа вод. -Под. ред. Ю. Ю. Лурье,

изводственных сточных вод. Изд. 3-е. М., «Химия», 1966, 280 с. с ил. а также соответствующие ГОСТы. ' '

}14

ионов кальция и магния, может быть также .представлена в виде суммы карбонатной жесткости, вызываемой присутствием в воде бикарбонатов, карбонатов или гидроокисей кальция и магния, и некарбонатной жесткости, вызываемой присутствием в воде хлоридов, сульфатов и силикатов кальция и магния.

В некоторых случаях общая жесткость воды выражается в виде оуммы известковой и магниевой жесткости. Вода с жесткостью до

определяют комялексонометрическим методом, применяя в качестве реагента двунатриевую соль этилендвуаминочетырехуксусной кисло­ ты, называемую комплексоном III или трилоном Б. Характерной чертой этого соединения является способность реагировать с двух, трех- и четырехвалентными катионами в отношении моль на моль. Эти реакции приводят к образованию комплексных соединений, в которых ион металла (кальция, магния) связан с остатком этилен­ двуаминочетырехуксусной кислоты не только главными валентностя­ ми, но и ковалентными связями.

Для сокращения времени анализа перед определением общей жесткости ко.міплексоно'метрическвм методом в исследуемой пробе воды определяют карбонатную жесткость.

Определение карбонатной жесткости

Необходимые реактивы

1. 0,1-н. раствор соляной кислоты. 2. 0,1%-ный раствор ме­ тилоранжа.

Порядок определения

К 100 с.м3 исследуемой воды добавляют 2—3 капли метилоран­ жа и титруют 0,1-н. раствором соляной кислоты до изменения жел­ того цвета индикатора на померанцевый.

'В приведенных условиях 1 см3 0,1-н. раствора соляной кислоты соответствует 2,8°Н (I мг-экв/л) карбонатной жесткости.

115

Определение общей жесткости

Необходимые реактивы

1. Двунатриевый версениан1— раствор около 0,01 моль. 3,7 г двухводного двунатриевого версениана и 0,1 г кристаллического магниевого хлорида растворяют в 1 л воды двухкратной диецилля-

анализа достаточно щепотки индикатора.

3. Буферный раствор. 54 г хлористого аммония и 360 см3 25 %- ной аммиачной воды. Дистиллированной водой доводят общий объем раствора до 1 л.

4.U,01-м. раствор хлорида кальция.

5.Ojl-н. раствор соляной кислоты.

6.Сульфид натрия — кристаллический.

Устанавливают титр версениана «атрия (ікоміплексона Ш ): в коническую колбу емкостью 200—300 см3 вливают 25 см3 дистил­ лированной воды, 25 см3 0 01-молярного раствора хлористого нат­ рия, 2 см3 буферного раствора и щепотку индикатора. После пере­ мешивания раствор титруют приготовленным раствором трилона Б до изменения цвета на голубой или зеленый с коричнево-голубым оттенком.

Молярность раствора трилона Б подсчитывают по формуле

рование 25 см3 0,01-мольного раствора хлорида кальция.

Порядок определения

К пробе воды объемом 100 см3 после определения карбонатной жесткости добавляют 0,5 ом3 0,1-я. соляной кислоты и кипятят до полного растворения карбонатов. После охлаждения до 40—50°С добавляют 5 см3 буферного раствора, один кристаллик сульфата натрия (для связывания ионов железа), щепотку индикатора и тит­ руют раствором трилона Б до изменения цвета на голубой.

Общую жесткость подсчитывают по формуле

V— объем исследуемой пробы воды, см3.

Общую жесткость воды можно также определить и с помощью метода Варта — Пфейфера в соответствии со стандартом PN/C-04556.

Этилендиаминтетраацетат натрия, или комплексен III, трилон Б.

116

Этот стандарт применим для воды с жесткостью выше 5°Н. Супу ность метода заключается в мтределешіи количества смеси Варта — Пфейфера, расходованной на осаждение ионов Са2+ и Mg2+ после предварительной нейтрализации воды раствором 0,1-н. соляной кис­ лоты в присутствии метилоранжа.

Необходимые реактивы

іі. Ojl-ін. раствор соляиой кислоты. 2. Смесь Варта — Пфейфера, получаемая смешиванием ів равных количествах 0,1-н. растворов гидроокиси натрия и карбоната натрия (ЫагСОз). С целью опреде­ ления титра следует і2і5 см3 ѳ.той смеси растворить в ,100 ом3 дистил­ лированной воды и в присутствии метилоранжа титровать 0,1-н. ра­ створом соляной кислоты. 3. Раствор 0,1% метилоранжа.

Порядок определения

100 см3 исследуемой воды следует титровать 0,1-н. раствором соляной кислоты в присутствии трех капель метилоранжа до изме­ нения цвета на луковичный, а затем добавить точно 26 см3 смеси Варта — Пфейфера (если жесткость воды больше 25°Н, то добавля­ ют 50 юм3 этой смеси). Затем раствор (необходимо кипятить <в тече­ ние 5 мин и после остывания перелить в мерную колбу емкостью

руют 0,11-и. растворам соляной кислоты ів присутствии одной капли метилоранжа.

Общую жесткость X в немецких градусах подсчитывают из вы­ ражения

воде, образуют гидроокисные ионы (ОН~), основность же m вклю­ чает кроме ионов (ОН-), образующихся с растворенных в воде щелочей, а также и гидрокарбонаты, карбонаты, однозамещенный

1 1 7