Лабораторна робота 2 дослідження фізико-хімічних властивостей стічних вод. Очищення стічної води методом адсорбції на твердих адсорбентах

Мета роботи: дослідити фізико-хімічні властивості стічних та забруднених вод; провести очищення стічних вод методом адсорбції на твердих адсорбентах; порівняти характеристики забрудненої та очищеної проб води. Зробити висновки щодо якості досліджуваної стічної води та ефективності її адсорбційного очищення.

Дослід 1. Органолептичне дослідження проби стічної води

Завдання: відібрати проби стічної води. Визначити її органолептичні характеристики за наведеними методиками, перманганатну окисність та активну реакцію стічної води (див. лабораторну роботу 1).

1. Відбір проб води. Місце відбору проб залежить від поставленого завдання. Відбір проб може бути одноразовим (нерегулярним) або серійним (регулярним). Проба чи серія проб має бути характерною для місця відбору, а об’єм проби залежить від кількості визначуваних компонентів та обраної методики аналізу. Прості проби одержують одноразовим відбором об’єму води, необхідної для аналізу; змішані є сумішшю простих проб, відібраних одночасно з різних місць досліджуваного об’єкта чи в одному місці через різні проміжки часу (вони характеризують склад води в просторі і часі).

В окремих випадках, якщо стічні води скидаються у водойму, в якій аналізують воду нерегулярно і в різних кількостях, відбирають середню пропорційну пробу (суміш простих проб, об’єм яких пропорційний кількості скинутих стічних вод).

Завдання: Пробу води відберіть у склянку з поліетилену чи боросилікатного скла "пайрекс". Посуд вимийте синтетичними миючими засобами, розчином хлоридної кислоти, скляний – хромовою сумішшю, після чого сполосніть спочатку водопровідною, а потім дистильованою водою. Перед відбором проб посуд 2 − 3 рази промийте водою, яку будете брати для досліджень (для достовірності результатів відберіть одночасно по дві проби).

Посудину заповніть водою вщерть, щоб не залишалося повітря, і закрийте корком. Запишіть місце забору, час, прізвище особи, яка відбирала проби.

2. Температуру вимірюють на місці забору проби термометрами із ціною поділки 0,1 ˚С. Термометр слід тримати у воді не менше 5 хвилин; фіксують температуру, не виймаючи термометр з води. Значення термометри наводять з точністю до 0,5 ˚С.

3. Визначити запах проби води, інтенсивність запаху при кімнатній температурі та при температурі 60 − 100 ˚С. Запах визначають, відкриваючи посудину з пробою після збовтування. Якщо запах визначити неможливо, слід відлити трохи води в колбу, закрити склом і підігріти до 60 ˚С.

4. Визначити наявність завислих речовин (грубодисперсних домішок) в пробах візуальним методом. При цьому досліджують зовнішній вигляд проби: визначають наявність і характер плівки, плаваючих і завислих речовин та піни на поверхні відібраної проби. Наявність осаду та завислих речовин визначають візуально і характеризують кількісно (немає, незначний, помірний, великий), якісно (у вигляді пластівців, мулистий тощо) та за кольором (бурий, сірий, чорний та ін.). Визначають зовнішні зміни води внаслідок стояння: випадіння осаду, утворення кристалів на внутрішній поверхні склянки, утворення каламуті, освітлення тощо.

5. Дослідити колірність води візуальним методом. Дослідження проводять через дві години після відбору проби. Для якісного визначення колірності води профільтровану воду наливають у циліндр з пласким дном із прозорого скла і ставлять його на білий папір. Висота стовпчика води повинна дорівнювати 10 см. Біля нього розміщують такий самий циліндр із дистильованою водою. Розглядають проби в циліндрах зверху при розсіяному денному світлі. Результат визначення описують словесно, вказують на відтінок і інтенсивність забарвлення.

6. Визначити каламутність та прозорість проби води. Досліджувану воду добре збовтують і наливають у циліндр із пласким дном, під яким на відстані 4 см знаходиться спеціальний шрифт (із висотою літер 2 мм і товщиною їх ліній 0,5 мм). Додаючи воду до циліндра, знаходять висоту стовпа води у сантиметрах, за якої читання шрифту не можливе (визначення "за шрифтом"). Аналогічно проводить дослідження "за хрестом". Прозорість визначають у добре освітленому приміщенні на відстані 1 м від вікна. Отриманий результат виражають у сантиметрах висоти стовпа з точністю до 0,5 см.

Дослід 2. Визначення перманганатної окисності стічної води

Визначення проводять візуальним методом порівнюючи досліджувану пробу з контрольним розчином (розчином перманганату калію). Розчин перманганату калію готують з фіксаналу або іншим способом на дистильованій воді та зберігають в темному місці.

Перед визначенням окисності пробу води відстоюють протягом двох годин (якщо потрібно, розчин відфільтровують). Потім у склянку вміщують кілька скляних кульок або уламків пемзи, додають пробу води (об’єм якої було доведено до 100 мл), і 2 − 5 мл розведеної (1:2) сірчаної кислоти. Отриману суміш доводять до кипіння, знімають з плитки і додають 20 мл робочого розчину перманганату калію. У колбу вставляють лійку, доводять суміш до кипіння і кип’ятять протягом 10 хвилин. Початком кипіння вважають появу першої бульбашки.

Якщо у процесі кип’ятіння розчин втрачає колір або буріє, дослідження повторюють з більш розведеними пробами. Одночасно проводять усі вищеописані операції зі 100 мл дистильованої води. Розведення проби вважають правильно підібраним, якщо вона окиснюється від 20 до 60 % об’єму перманганату калію. Якщо результати не вкладаються в зазначені межі, слід змінити розведення проби. Спостерігають за зміною забарвлення розчину з досліджуваною пробою, порівнюючи колір з контрольним розчином. Роблять висновки щодо окисності проби досліджуваної води та стосовно швидкості окиснення органічних домішок.

Дослід 3. Визначення активної реакції стічної води

Для визначення активної реакції проби води потрібно:

1) увімкнути рН-метр у мережу і прогріти 20 − 30 хв;

2) занурити електроди у досліджуваний розчин на 1 − 2 хв та виміряти величину рН за допомогою іонометра (потенціометра) (позначка перемикача „рХ” );

3) зробити висновки щодо кислотності (лужності) досліджуваних проб води.

Дослід 4. Очищення стічної води адсорбцією на твердій поверхні