Порядок проведення лабораторної роботи

Лабораторна робота № 1

ОЧИЩЕННЯ ЗАБРУДНЕНОЇ ВОДИ ЗА ДОПОМОГОЮ

КОАГУЛЯЦІЇ

Мета роботи : ознайомитися з одним із методів водопідготовки та

очищення стічних вод.

1.1 Загальні відомості

Природні води перед їх використанням для технічних і

побутових потреб, а також стічні води перед їх скиданням у водойми

повинні бути, по можливості, максимально очищені від забруднень.

Природні, а тим більше стічні води, крім розчинених домішок, містять

нерозчинні речовини органічної і неорганічної природи у вигляді

колоїднодисперсних частинок (суспензії

ґрунту, емульсії жиру, мікроорганізми й т.п

Найбільш ефективним методом очищення великої кількості води

від колоїднодисперсних частинок є коагуляція (від лат. сoagulum -

згусток) - об’єднання дрібних частинок дисперсної фази у великі

агрегати з наступним їх осадженням. В якості

коагулянтів широко застосовуються солі алюмінію й заліза, які при

розчиненні у воді піддаються гідролізу і утворюють нерозчинні

Частинки гідроксиду утворюють колоїд, який взаємодіє з

часточками забруднень і викликає їх коагуляцію. У цьому випадку має

місце так звана гетерокоагуляція, при якій дві колоїдні системи

коагулюють одна одну. Далі відбувається досить швидка

седиментація (від англ. sedimentation – осадження) укрупнених

частинок дисперсної фази і вода освітлюється.

Найменша концентрація С_n коагулянту, що викликае коагуляцію,

називається порогом коагуляції.

Для прискорення седиментації у воду після коагулянту додають

флокулянт

Молекули кремнієвої кислоти легко полімеризуються і з’єднують

пластівці коагулянту, внаслідок чого прискорюється осадження й

ущільнюється осад.

1.2 Контрольні запитання

1. Коротко сформулюйте принципи класифікації дисперсних

систем. Яка різниця між колоїдами, суспензіями, емульсіями й пінами?

Наведіть приклади стійких дисперсних систем, з якими ви стикаєтесь

у повсякденному житті.

Різновид дисперсних систем.

Дисперсійне середовище	Дисперсна фаза	Назвадисперсної системи	Приклади дисперсних систем
Газ	Рідина	Аерозоль	Туман, хмари, карбюраторна суміш бензину з повітрям в двигуні автомобіля.
Тверде речовина	Аерозоль	Дим, зміг, пил в повітрі
Рідина	Газ	Піна	Газовані напої, збиті вершки
Рідина	Емульсії	Молоко, майонез, рідкі середовища організму (плазма крові, лімфа), рідкий вміст клітин (цитоплазма, кариоплазма)
Тверде речовина	Золь, суспензія	Річковий і морський мул,будівельні розчини, пасти.
Тверде речовина	Газ	Тверда піна	Кераміка, пінопласти, поліуретан, поролон, пористий шоколад.
Рідина	Гель	Желе, желатин, косметичні та медичні засоби (мазі, туш, помада)
Тверде речовина	Твердий золь	Гірські породи, кольорові скла, деякі сплави.

Коло́їд — речовина, що складається з дуже маленьких часток матерії (дисперсна фаза), які присутні в іншому матеріалі.

Суспензія — дисперсна система з рідким дисперсійним середовищем та твердою диспергованою (дисперсною) фазою, частинки якої достатньо великі, щоб протидіяти броунівському руху. Складається з двох взаємно нерозчинних рідин, одна з яких рівномірно розподілена в другій у вигляді найдрібніших крапель

Піна – структурована дисперсна система, що складається з бульбашок газу(пари), – дисперсна фаза, – які розділені тонкими плівками рідини, – дисперсійне середовище.

2. Чому в якості коагулянтів використовують саме солі алюмінію та

заліза?

Тому що, саме саме солі алюмінію та заліза, при

розчиненні у воді піддаються гідролізу і утворюють нерозчинні

гідроксиди, частинки якого утворюють колоїд, який взаємодіє з

часточками забруднень і викликає їх коагуляцію.

3. Які технологічні процеси застосовуються для переробки осаду,

одержаного після коагуляційного очищення води?

???????

Порядок проведення лабораторної роботи

Дослід 1. Визначення ефективної концентрації коагулянту.

Приготувати необхідну для дослідження кількість забрудненої

води, для чого жменю грунту заколотити у трьох літрах води.

Приготувати розчин коагулянту, для чого зважити на технічних

терезах 1 г кристалічного Al2(SO4)3·18H2O і розчинити його в 200 мл

води. Після чого налити по 400 мл забрудненої води в шість склянок

місткістю 500 мл. Одну склянку залишити для контролю, а в п’ять

інших додати відповідно 5, 10, 15, 20 і 25 мл розчину коагулянту.

Відразу ж після внесення коагулянту вміст кожної склянки

необхідно інтенсивно перемішувати протягом 1 хвилини, потім

залишити розчин відстоюватися. Через 5-10 хвилин оцінити процес

освітлення води візуально у порівнянні з контрольною склянкою.

Заповнити таблицю, користуючись якісними оцінками коагуляції:

''відсутня'', ''задовільно'', ''добре'', ''відмінно''. Обчислити концентрацію

коагулянту в розчині в мг/л.

Найменша концентрація, якій відповідає помітна коагуляція, є

ефективною концентрацією, придатною для очищення води.

Висновок: в залежності від доданого компонента змінюється його структура, відбувається процес коагуляції, тобто осідання часточок мула. Можемо прослідкувати залежність збільшення осідання частико зі збільшенням вмісту коагулянта в речовині.

Дослід 2. Використання флокулянту для прискорення процесу

седиментації.

Налити по 400 мл забрудненої води у дві склянки місткістю 500

мл додати в кожну визначену вами ефективну кількість коагулянту й

перемішати вміст протягом 1 хвилини. Після цього одну колбу

залишити відстоюватися, а в другу додати краплину силікатного клею

й перемішати. Через 3–5 хвилин візуально порівняти швидкість

коагуляції й щільність осаду в обох склянках.

Висновок: коагуляція відбувається в посудинах однаково, проте під час додавання флокулянта в одну зі скляних посудин, степінь компактності осаду зростає.