Курсовая работа: Промышленная очистка сточной воды машиностроительного предприятия

1.1. Определение концентрации Сr(VI) в модельном стоке после очистки.

По данным измерительной оптической плотности строим калибровочный график по нему определяем концентрацию после очистки.

Концентрацию рассчитывали по формуле:

С(Сr(VI)) = С · 1000 / V

         где: С - содержание Сr(VI), найденное по калибровочному графику, мг/л

          V - объем пробы, взятый для анализа, мл.

        

Определение концентрации модельного раствора с начальным содержанием Сr(VI) 100 мг/л и рH = 2 (кислая среда)

С(Сr(VI)) = 0,04 · 1000 / 40 = 1,0 мг/л

С(Сr(VI)) = 0,05 · 1000 / 50 = 1,0 мг/л

Определение средней концентрации

Сср(Сr(VI)) = (1,0 + 1,0) / 2 =1,0 мг/л

Определение концентрации модельного раствора с начальным содержанием Сr(VI) 200 мг/л и рН = 2 (кислая среда)

С(Сr(VI)) = 0,1 · 1000 / 40 = 2,5 мг/л

С(Сr(VI)) = 0,13 · 1000 / 50 = 2,6 мг/л

Определение средней концентрации

Сср(Сr(VI)) = (2,5 + 2,6) / 2 = 2,55 мг/л

        

Определение концентрации модельного раствора с начальным содержанием Сr(VI) 300 мг/л и рН = 2 (кислая среда)

С(Сr(VI)) = 0,14 · 1000 / 40 = 3,5 мг/л

С(Сr(VI)) = 0,18 · 1000 / 50 = 3,6 мг/л

Определение средней концентрации

Сср(Сr(VI)) =(3,5 + 3,6) / 2 = 3,55 мг/л

        

Определение концентрации модельного раствора с начальным содержанием Сr(VI) 100 мг/л и рН = 7 (нейтральная среда)

С(Сr(VI)) = 0,03 · 1000 / 40 = 0,75 мг/л

С(Сr(VI)) = 0,04 · 1000 / 50 = 0,8 мг/л

         Определение средней концентрации

Сср(Сr(VI)) = (0,75 + 0,8) / 2 = 0,775 мг/л

Определение концентрации модельного раствора с начальным содержанием Сr(VI) 200 мг/л и рН = 7 (нейтральная среда)

С(Сr(VI)) = 0,07 · 1000 / 40 = 1,75 мг/л

С(Сr(VI)) = 0,08 · 1000 / 50 = 1,6 мг/л

Определение средней концентрации

Сср(Сr(VI)) = (1,75 + 1,6) / 2 = 1,675 мг/л

Определение концентрации модельного раствора с начальным содержанием Сr(VI) 300 мг/л и рН = 7 (нейтральная среда)

С(Сr(VI)) = 0,37 · 1000 / 40 = 9,25 мг/л

С(Сr(VI)) = 0,47 · 1000 / 50 = 9,4 мг/л

         Определение средней концентрации

Сср(Сr(VI)) = (9,25 + 9,4) / 2 = 9,325 мг/л

Определение концентрации модельного раствора с начальным содержанием Сr(VI) 300 мг/л и рН = 9 (щелочная среда)

С(Сr(VI)) = 0,02 · 1000 / 40 = 0,5 мг/л

С(Сr(VI)) = 0,15 · 1000 / 50 = 3 мг/л

         Определение средней концентрации

Сср(Сr(VI)) = (0,5 + 3) / 2 = 1,75 мг/л

Определение концентрации модельного раствора с начальным содержанием Сr(VI) 300 мг/л в присутствии хлорид ионов

С(Сr(VI)) = 0,15 · 1000 / 40 = 3,75 мг/л

С(Сr(VI)) = 0,17 · 1000 / 50 = 3,4 мг/л

         Определение средней концентрации

Сср(Сr(VI)) = (3,75 + 3,4) / 2 = 3,575 мг/л

        

Степени очистки рассчитывали по формуле:

Ст.оч. = ((С0 - СК) / С0) · 100%

где: С0 - начальная концентрация СrО42–

 СК - конечная концентрация СrО42–

Определение степени очистки для модельного раствора с содержанием Сr(VI) 100 мг/л, рН = 2

Ст.оч. = ((100 - 1) / 100) · 100 % = 99 %

Определение степени очистки для модельного раствора с содержанием Сr(VI) 200 мг/л, рН = 2

Ст.оч. = ((200 - 2,55) / 200) · 100 % = 99 %

Определение степени очистки для модельного раствора с содержанием Сr(VI) 300 мг/л, рН = 2

Ст.оч. = ((300 - 3,55) / 300) · 100 % = 99 %

Определение степени очистки для модельного раствора с содержанием Сr(VI) 100 мг/л, рН = 7

         Ст.оч. = ((100 - 0,775) / 100) · 100 % = 99 %

Определение степени очистки для модельного раствора с содержанием Сr(VI) 200 мг/л, рН = 7

Ст.оч. = ((200 - 1,675) / 200) · 100 % = 99 %

Определение степени очистки для модельного раствора с содержанием Сr(VI) 300 мг/л, рН = 7

Ст.оч. = ((300 - 9,325) / 300) · 100 % = 99 %

Определение степени очистки для модельного раствора с содержанием Сr(VI) 300 мг/л, рН = 9

Ст.оч. = ((300 - 1,75) / 300) · 100 % = 99 %

Определение степени очистки для модельного раствора с содержанием Сr(VI) 300 мг/л и хлорид ионы

Ст.оч. = ((300 - 3,575) / 300) · 100 % = 99 %

Влияние рН среды на степень очистки

рН среды не влияет на степень очистки. Анионит полностью справился с очисткой при всех значениях рН в изученном интервале (табл. 4, 5, 6)

3.1.2. Определение концентраций хромат - ионов в промывных растворах.

Промывной раствор 100 мг/л (кислая среда)

С(Сr(VI)) = С · 1000/V

С(Сr(VI)) = 0,03 · 1000/1 мл = 30мг/л

 Промывной раствор 200 мг/л (кислая среда)

С(Сr(VI)) = С · 1000/V

С(Сr(VI)) = 0,022 · 1000/1 мл = 22мг/л

Промывной раствор 300 мг/л (кислая среда)

С(Сr(VI)) = С · 1000/V

С(Сr(VI)) = 0,04 · 1000/1 мл = 40мг/л

 Промывной раствор 100 мг/л (нейтральная среда )

С(Сr(VI)) = С · 1000/V

С(Сr(VI)) = 0,08 · 1000/1 мл = 80 мг/л

 Промывной раствор 200 мг/л (нейтральная среда)

С(Сr(VI)) = С · 1000/V

С(Сr(VI)) = 0,085 · 1000/1 мл = 85 мг/л

 Промывной раствор 300 мг/л (нейтральная среда)

С(Сr(VI)) = С · 1000/V

С(Сr(VI)) = 0,02 · 1000/1 мл = 20 мг/л

  Промывной раствор 300 мг/л (щелочная среда)

С(Сr(VI)) = С · 1000/V

С(Сr(VI)) = 0,02 · 1000/1 мл = 20 мг/л

  Промывной раствор 300 мг/л (хлорид ионы)

С(Сr(VI)) = С · 1000/V

С(Сr(VI)) = 0,035 · 1000/1 мл = 35 мг/л

3.1.3. Определение величины адсорбции

a = ((C0-Ck)/m )·V [ммоль/г]

 где: С0 - начальная концентрация СrО42– [моль/л]

 СК - конечная концентрация СrО42– [моль/л]

 m - масса сухого анионита [г]

 V - объем раствора пропущенного через анионитную колонку [л]

 1. Величина адсорбции модельного раствора "Сr(VI) 100 мг/л, рН=2"

а = ((1,92*10-3 - 0,019*10-3)/10) ·0,3=0,0570 ммоль/г

Величина адсорбции модельного раствора "Сr(VI) 200 мг/л, рН=2"

а = ((3,85*10-3 - 0,049*10-3)/10) ·0,3=0,114 ммоль/г

Величина адсорбции модельного раствора "Сr(VI) 300 мг/л, рН=2"

а = ((5,77*10-3 - 0,068*10-3)/10) ·0,3=0,172 ммоль/г

2. Величина адсорбции модельного раствора "Сr(VI) 100 мг/л, рН=7"

а = ((1,92*10-3 - 0,014*10-3)/10) ·0,3=0,0570 ммоль/г

Величина адсорбции модельного раствора "Сr(VI) 200 мг/л, рН=7"

а = ((3,85*10-3 - 0,032*10-3)/10) ·0,3=0,114 ммоль/г

Величина адсорбции модельного раствора "Сr(VI) 300 мг/л, рН=7"

а = ((5,77*10-3 - 0,179*10-3)/10) ·0,3=0,172 ммоль/г

3. Величина адсорбции модельного раствора "Сr(VI) 300 мг/л, рН=9"

а = ((5,77*10-3 - 0,033*10-3)/10) ·0,3=0,172 ммоль/г

4. Величина адсорбции модельного раствора "Сr(VI) 300 мг/л и хлорид ионы"

а = ((5,77*10-3 - 0,068*10-3)/10) ·0,3=0,172 ммоль/г

   Таблица 4

Величины степеней очистки на анионите при начальной концентрации CrO2-4

100мг/л

Начальная концентрация Cr 100 мг/л	Степень очистки %
Концентрация после очистки мг/л С=1,0 С= 0,775	Ст.оч=99 Ст.оч=99

 

Таблица 5 Величины степеней очистки на анионите при начальной концентрации СrО2-4 200 мг/л

Начальная концентрация Cr 200 мг/л	Степень очистки %
Концентрация после очистки мг/л С=2,55 С=1,675	Ст.оч=99 Ст.оч=99

Таблица 6

Величины степеней очистки на анионите при начальной концентрации СrО2-4 300 мг/л

Начальная концентрация Cr 300 мг/л	Степень очистки %
Концентрация после очистки мг/л С=3,55 С=9,325 С=1,75 С=3,575	Ст.оч=99 Ст.оч=99 Ст.оч=99 Ст.оч=99

Таблица 7 Величины адсорбции хромат - ионов в зависимости от разности концентрации

Концентрация доочистки Сr (VI) моль/л (для 100 мг/л)	Концентрация после очистки СrO2-4 моль/л	Величина адсорбции Сr (VI) ммоль/г
С=1,92*10-3	С=0,016*10-3	а=0,0570
Концентрация доочистки Сr (VI) моль/л (для 200 мг/л)	Концентрация после очистки СrО2-4 моль/л	Величина адсорбции Сr (VI) _оль/г
С=3,85*10-3	С=0,040*10-3	а=0,114
Концентрация доочисткм Сr (VI) моль/л (для 300 мг/л)	Концентрация после очистки СrО2-4 моль/л	Величина адсорбции Сr (VI) ммоль/г
С=5,77*10-3	С=0,348*10-3	а=0,172

Рис. 2 Зависимость величины адсорбции от концентрации СrО2-4

Рис. 3 Зависимость величины адсорбции от конечной

концентрации СrО2-4

 

 

В таблицах 4-6 приведены данные по очистке модельных сточных вод, содержащих хромат - ионы, путем ионообменной сорбции на анионите АВ-17-8. Содержание хрома (VI) после пропускания через анионит при всех изученных начальных концентрациях не превышает ПДК (0,05 мг/л по токсикологическому показателю). Степень очистки во всех случаях составляет 99 %.

 На рис. 2 и 3 представлены зависимости величины адсорбции СrО2-4 на анионите от начальной и равновесной (конечной) концентрации, из которых видно, что величина адсорбции увеличивается с увеличением концентрации в изученном интервале практически линейно.

 Проведение, ионного обмена при различных значениях рН (2,7,9) показало независимость степени очистки от кислотности или щелочности среды, хотя не исключено, что в сильно кислой или сильно щелочной среде такое влияние может иметь место.

 Введение ионов хлора также не повлияло на степень очистки по хромат - ионам, что можно объяснить разницей в размерах этих ионов, степенях их гидратации или селективностью ионита по отношению к хромат - ионам. Таким образом хлорид - ионы не мешают удалению хромат - ионов из стоков с помощью анионита.

 Регенерация анионита 5%-ным раствором гидроксида натрия в течение часа и, соответственно, извлечение хромат - ионов не дала положительных результатов. Степень регенерации оказалась недостаточной. По - видимому, необходимо увеличить концентрацию гидроксида натрия или время регенерации.

 Таким образом, можно признать удовлетворительной очистку хром содержащих сточных вод на анионите АВ-17-8, если подобрать подходящие условия регенерации с целью возврата хромат - ионов для повторного использования.

3.2. Очистка сточных вод от цианид - ионов

Зависимость концентрации от оптической плотности полученного раствора приведена в табл. 8

 Таблица 8 Зависимость концентрации цианид-ионов от оптической плотности раствора

№	Содерж. Мкг в 5 см3 р-ра	D1	D2	D3	D4	D5	D6	D ср.
1	0.050	0.015	0.015	0.015	0.015	0.015	0.015	0,015
2	0,075	0,020	0,020	0,020	0,025	0,025	0,025	0,025
3	0,125	0,035	0,035	0,035	0,045	0,045	0,045	0,040
4	0,250	0,075	0,075	0,075	0,075	0,080	0,080	0,075
5	0,500	0,15	0,15	0,15	0,17	0,17	0,17	0,160
6	1,000	0,31	0,31	0,31	0,33	0,33	0,33	0,320
7	1,250	0,39	0,39	0,39	0,41	0,41	0,41	0,400
S=3,25							S D=1,0355

L=,

 где L - определение средней оптической плотности.

 

Рис. 4 Калибровочный график

Зависимость концентрации цианид - ионов от оптической плотности раствора При проведении реагентной очистки содержание цианид - ионов уменьшилось с 8,3 до 0,03 мг/л, что ниже ПДК, степень очистки 99,6 % поэтому возможно использовать реагентную очистку в этом случае.

Глава 4. Экономическая часть

В данной работе проводилась очистка сточной воды машиностроительного предприятия , в процессе которой было использовано оборудование, химическая посуда, химические реактивы. В данной главе просчитаны общие затраты за год на очистку сточных вод адсорбционным методом и реагентным методом.

Материальные затраты

Таблица 9

Название реактива	Ед. Изм.	Цена, руб./ кг, руб./ л	Затраты на хим. показатели
			Кол-во (мл; шт)	Сумма затрат за год
Анионит АВ-17-8	гр	387,4	120	46,44
NaOH	гр	55,76	1200	66,96
NaCI	гр	79,56	1080	85,92
К 2Сr 2О7 (из фиксанала)	шт	128,23	24	3077,52
Н2 SO4 (конц.)	мл	32,13	720	23,04
Н2 SO4 (из фиксанала)	шт	70	12	840
Н3РО4	мл	112,59	360	40,56
Дифенилкарбазид	гр	11,70	60	34,56
Спирт этиловый	мл	98,20	1200	117,6
НCI	мл	36,60	360	5,76
Дистиллированная вода	л	20	240	4,8
Итого:				4338,36

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6