Методы очистки и анализа воды при производстве сахара

 

2.5 Очистка отработанной  воды.

 

Задачами системы водоснабжения сахарного завода являются не только обеспечение предприятия водой, но и предупреждение загрязнения поверхностных и подземных вод сточными водами и экономное использование водных ресурсов, для чего применяется оборотная система использования воды.

Отработанную воду в зависимости от загрязнения делят на I, II, III  категории.

Вода I категории: содержит аммиак и немного органических примесей, имеет температуру 40-50 С и выше. Эту воду не подвергают очистки и возвращают в водоем оборотной воды.

Вода II категории: транспортерно-моечная вода, содержащая много органических и минеральных примесей. Ее подвергают очистке сначала в радиальном отстойнике, затем в вертикальном. После ее хлорируют для дезинфекции и используют в гидротранспортерах. Осадок, выходящий из отстойника сбрасывают в стоки третьей категории.

Вода III категории: отстой от жомопрессовой воды, осадок из транспортерно - моечной воды, хозяйственно - бытовая вода и др. Эти воды направляют в земляные отстойники - грязенакопители, где осаждаются тяжелые взвешенные примеси, оттуда они стекают на поля фильтрации. Профильтрованная вода попадает в специальный канал, откуда после доочистки и насыщения кислородом сбрасывается в водоемы.                                             ( 9 )   

Естественная биологическая очистка сточных вод основана на способности микроорганизмов в естественных аэробных условиях (на полях фильтрации) или в анаэробных условиях (в прудах - накопителях) расщеплять, окислять и восстанавливать содержащиеся в них органические и некоторые минеральные соединения. При естественном обезвреживании сточных вод требуются большие земельные площади. Поэтому чаще применяют искусственную очистку вод в аэротенках, биологических прудах.                              (7 )

                                                                                                          

3. Практическая часть.

 

  3.1 Определение органолептических показателей воды.

 

       3.1.1 Определение запаха воды.

 

Оборудование и реактивы: колбы, пробка, часовое стекло, водяная баня, термометр, исследуемая вода.

 

Ход работы:

1. Определение запаха при 20 С.

В колбу с притертой пробкой на 250-350 мл отмерили 100 мл испытуемой воды с температурой 20 С. Колбу закрыли пробкой и перемешали. После чего открыли и определили характер и интенсивность запаха, используя таблицу 1.

2. Определение запаха при 60 С.

В колбу налили 100 мл испытуемой воды, закрыли часовым стеклом и подогрели на водяной бане до 50-60 С. Далее содержимое колбы перемешали, сдвигая стекло, быстро определили запах, используя таблицу 1.

Результаты:

При температуре 20 С и 60 С запах не ощущается. Согласно таблице 1, оценка интенсивности запаха - 0 баллов.

                                                                                             Таблица 1.

Интенсивность запаха	Характер появления запаха	Оценка интенсивности (балл).
Нет	Запах не ощущается	0
Очень слабая	Запах обнаруживается при лабораторных исследованиях	1
Слабая	Запах замечается, если обратить внимание.	2
Заметная	Запах легко замечается, вызывает неодобрительный отзыв о воде.	3
Отчетливая	Запах заставляет воздержаться от питья.	4
Очень сильная	Запах сильный, делает воду непригодной для питья.	5

                                                                                                             (3)

   3.1.2. Определение вкуса воды.

 

Оборудование и реактивы: исследуемая вода, термометр.

 

Ход работы:

Исследуемую воду малыми порциями набрали в рот, не проглатывая, задержали 3-5 с. Интенсивность вкуса определили при температуре 20 С и оценили по таблице 2.

Результаты:

У исследуемой воды вкуса не обнаружено, значит, согласно таблице, оценка воды - 0 баллов.

Таблица 2.

Интенсивность вкуса	Характер вкуса	Оценка в баллах.
Нет	Вкуса нет	0
Очень слабая	Вкус обнаруживается при лабораторном исследовании	1
Слабая	Вкус обнаруживается, если обратить внимание	2
Заметная	Вкус легко обнаруживается, вызывает неодобрительный отзыв о воде	3
Отчетливая	Вкус заставляет воздержаться от питья	4
Очень сильная	Вкус сильный, делает воду непригодной для питья	5

                                                                                                                 (3)

    3.1.3. Определение прозрачности воды.

 

Оборудование и реактивы: исследуемая вода, мерный цилиндр, линейка.

 

Ход работы:

1.Для определения прозрачности воды использовали прозрачный мерный цилиндр с плоским дном, в который налили исследуемую воду.

2. Подложили под цилиндр на расстоянии 4 см от его дна шрифт, высота букв которого 2 мм, толщина линий букв – 0,5 мм, и сливали воду до тех пор, пока сверху через слой воды не будет виден этот шрифт.

3. Измерили высоту столба оставшейся воды линейкой и выразили степень прозрачности в сантиметрах. При прозрачности воды менее 3 см водопотребление ограничивается.

Результаты:

Прозрачность - 5 см.                                                                        (10)

 

   3.2. Определение химических показателей воды.

          

1. Определение содержания в воде нитрат - и нитрит- ионов.

 

Реактивы и оборудование: исследуемая вода, раствор дифениламина, предметное стекло, пипетка.

 

Ход работы:

 

1. На часовое или предметное стекло капнули три капли раствора дифениламина, приготовленного на концентрированной серной кислоте, и одну-две капли исследуемой воды.

2. В присутствии нитрат- и нитрит-ионов должно появиться синее окрашивание, интенсивность которого зависит от их концентрации.

Результаты:

В обоих пробах питьевой воды нет синего окрашивания, следовательно, нитратов – 3мг/л, нитритов – 40мг/л.

                                                                                                            (10)

 

2. Определение содержания в воде хлорид – ионов.

 

Оборудование и реактивы: штатив с пробирками, исследуемая вода, раствор нитрата серебра.

 

Ход работы:

1. В пробирку налили 5 мл исследуемой воды.

2. Добавили 3 капли 10-% раствора нитрата серебра.

Результаты:

Приблизительное содержание хлоридов определяют по осадку или помутнению.

Определение содержания хлоридов

Осадок или помутнение	Концентрация хлоридов, мг/л
Слабая муть	1-10
Сильная муть	10-50
Образуются хлопья, но осаждаются не сразу	50-100
Белый объёмистый осадок	Более 300

В пробе воды выпал белый объёмистый осадок (более 300 мг/л).

                                                                                                             (10)

 

 

3. Определение общей жесткости воды.

Оборудование и реактивы: исследуемая вода, буферный раствор (NH4Cl, W%=25% и вода, объемом 500 мл ), индикатор (хромоген черный, NaCl), 0,05 н. раствор трилона Б; 0,05 н. раствор хлорида цинка, колбы, воронка, фильтры, установка для титрования, пипетки.

 

Ход работы:

1 Проведение анализа.

Отмерили с помощью пипетки 100 мл отфильтрованной испытуемой воды, внесли ее в колбу. Затем прибавили 5 мл буферного раствора, 0,1 г сухой смеси индикатора хромогена черного с сухим хлоридом натрия и сразу титровали при сильном взбалтывании 0,05 н. раствором трилона Б до изменения окраски в эквивалентной точке. При этом окраска становится синей с зеленоватым оттенком.

2. Установка поправочного коэффициента.

В колбу налили 10 мл 0,05 н. раствора хлорида цинка и объем довели водой до 100 мл, прибавили 5 мл буферного раствора, 5-7 капель индикатора и титровали раствором трилона Б до изменения окраски в эквивалентной точке, окраска стала синей.

Результаты:

1. Поправочный коэффициент определили  по формуле:

                                        К= 10/V, где

К - поправочный коэффициент;

V - количество раствора трилона  Б, израсходованного на титрование, мл.

Согласно проведенному анализу:

                              К= 10/8,89 = 1,125

2. Общую жесткость воды рассчитываем  по формуле:

                        X = V1*0,05*К *1000   (м-экв/л),   где

                                        V2

    X - общая жесткость воды, м-экв/л;

    V - количество раствора трилона Б, мл;

    V - объем воды, взятой  для анализа, мл.

Используя данные анализа, определили жесткость:

                       X = 8* 0,05*1,125*1000 = 4,50 м-экв/л.

                                       100 

                                                                                                                    ( 5 )

 

 

 

 

4. Определение содержания в воде сульфат – ионов.

 

Оборудование и реактивы:  штатив с пробирками, исследуемая вода, раствор соляной кислдоты, хлорида бария.

 

Ход работы:

1. В пробирку внесли 10 мл исследуемой воды, 0,5 мл соляной кислоты (1:5) и 2 мл 5 %-ного раствора хлорида бария, перемешивают.

 

Результаты:

 По характеру выпавшего осадка  определили ориентировочное содержание сульфатов: при отсутствии мути концентрация сульфат-ионов менее 5 мг/л; при слабой мути, появляющейся не сразу, а через несколько минут, - 5-10мг/л; при слабой мути, появляющейся сразу после добавления хлорида бария, - 10-100 мг/л; сильная, быстро оседающая муть свидетельствует о достаточно высоком содержании сульфат-ионов (более 100 мг/л).

В пробе воды наблюдается слабая муть, появляющаяся не сразу (5-10 мг/л).

                                                                                             (10)

 

5. Определение водородного показателя воды.

 

Оборудование и реактивы: штатив с пробирками, исследуемая вода, индикаторная бумага.

 

Ход работы:

 

Питьевая вода должна иметь нейтральную реакцию (рН около 7). Значение рН воды водоёмов хозяйственного, питьевого, культурно-бытового назначения разрешается в пределах 6,5-8,5.

Значение рН определили двумя способами.

1) Приближённое значение рН определили следующим образом. В пробирку налили 5 мл исследуемой воды, 0,1 мл универсального индикатора, перемешали и по окраске раствора определили рН:

• Розово-оранжевая – рН около 5;
• Светло - жёлтая – 6-7;
• Зеленовато-голубая – 8.

2) Определили рН с помощью универсальной индикаторной бумаги, сравнивая её окраску со шкалой.

Результаты:

В обоих случаях рН воды составил около 7, т.е. среда нейтральная.

                                                                                           (10)

 

 

 

6. Определение содержания железа в воде.

 

Оборудование и реактивы: штатив с пробирками, исследуемая вода, раствор роданида калия, пероксида водорода, концентрированная азотная кислота.

 

Ход работы: 

 

1. В пробирку налили 10 мл исследуемой воды.
2. Добавили 1 каплю концентрированной азотной кислоты, несколько капель раствора пероксида водорода и примерно 0,5 мл раствора роданида калия.

 

Результаты:

При содержании 0,1 мг/л появляется розовое окрашивание, а при более высоком – красное.

При анализе воды нет розового окрашивания, значит концентрация 0,3 мг/л, что соответствует допустимой норме железа в воде.