РОЗДІЛ 2
ОБ’ЄКТИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ
В роботі використовувались дніпровська вода, деснянська вода та стічна вода ВАТ
„Київський картонно-паперовий комбінат”, що надходить на локальні очисні
споруди і стічна вода, яка надходить на загальні очисні споруди комбінату,
стічна вода ВАТ „Стиролбіотех” (табл.2.1). Також використовувались модельні
суспензії: бентоніту в водопровідній воді з концентрацією 100 мг/дм3, каоліну в
водопровідній воді з концентрацією 20, 100 мг/дм3, гумату натрію в
водопровідній воді з концентрацією 10, 15, 20 мг/дм3 (табл.2.1). Для синтезу
коагулянтів використовували технічний гідроксид алюмінію (ТУ 48-5-128-89), що
містить 52,5-53,7% АІ2О3, 0,017% SiO2, 0,029% Fe2O3, 0,3% (Na2O+K2O) (в
перерахунку на Na2O) та 10,27% води, металевий алюміній, 33%-ву соляну кислоту
(х.ч., ГОСТ 3118-77), кальцій хлористий та магній сірчанокислий. Для порівняння
як коагулянти використовували: сульфат алюмінію, гідроксоалюмінат натрію, 5/6
гідроксохлорид алюмінію, отриманий з металевого алюмінію, поліоксихлорид
алюмінію „АКВА-АУРАТ®30”.
2.1 Отримання алюмінієвих коагулянтів
2.1.1 Отримання гідроксоалюмінату кальцію з гідроксоалюмінату натрію та хлориду
кальцію
До 50 г розчину гідроксоалюмінату натрію, отриманого з технічного гідроксиду
алюмінію та 70-% лугу додавали при перемішуванні 123 см3 розчину хлориду
кальцію, що містив 9,85 г сухого хлориду кальцію. Розчин гідроксоалюмінату
натрію містив 20,94 г діючої речовини. Отриманий в результаті реакції осад
відфільтровували на скляному пористому фільтрі, промивали водою. Маса осаду
гідроксоалюмінату кальцію складала 60 г, вологість 69 %, кількість основної
речовини в осаді 18,6 г. Склад осаду підтвердили елементним аналізом осаду на
вміст алюмінію та кальцію.
Таблиця 2.1
Характеристики середовищ
Показники
Дніпров
ська вода
Київська водопровідна вода
Стічна вода ВАТ „ККПК”
Стічна вода ВАТ „Стиролбіотех”
Температура, 0С
17-20
18-21
27
14,5
рН
6,3-8,2
6,3-7,8
6,5-7,46
6,8-7,71
Каламутність, мг/дм3
2-70
0-3
7700-700
775-260
Лужність, мг/дм3
2,0-4,0
2,0-4,0
Твердість, мг/дм3
2,7-4,3
2,7-4,3
Хлориди, мг/дм3
10-22
10-22
33,4-47,0
76,2
Сульфати, мг/дм3
20-34
20-34
230-380
75,6
ХПК, мг/дм3
360-570
478
Азот амонійний, мг/дм3
0,82-2,61
23,2
Фосфати
0,039
2,57
Нітрати, мг/дм3
0,1-5,8
3,1
Хром, мг/дм3
0,04-0,08
За межею визначення
Загальний солевміст, мг/дм3
250-350
250-350
2.1.2. Отримання гідроксоалюмінату магнію з гідроксоалюмінату натрію і сульфату
магнію
До 25 г розчину алюмінату натрію, що містив 12,75 г алюмінату натрію, додавали
при перемішуванні 80 см3 розчину сульфату магнію концентрацією 84 мг/дм3.
Одержаний осад відфільтровували на скляному пористому фільтрі, промивали водою.
Маса осаду гідроксоалюмінату магнію складала 51,43 г, вологість осаду складала
79 %, кількість основної речовини - 10,7 г. Склад підтвердили елементним
аналізом. Осад аналізували на вміст алюмінію та магнію.
2.1.3. Отримання гідроксохлоридів алюмінію
а) отримання 1/3 гідроксохлориду алюмінію:
До 28 см3 розчину соляної кислоти (с=1,18 г/дм3, концентрація 330 г/дм3), який
містив 10,95 г НСІ додавали по частинам 51,43 г вологого осаду
гідроксоалюмінату магнію, в якому містилось 10,7 г Мg[Al(OH)4]2. Суміш
перемішували впродовж 8-10 годин в кислотостійкому реакторі, обладнаному
зворотнім холодильником і мішалкою при температурі 70-1000С при атмосферному
тиску. Нерозчинний залишок, що не прореагував, відфільтровували на скляному
пористому фільтрі (mос=20 г). Об’єм отриманого коагулянту після фільтрування і
розведення складав 47 см3, концентрація - 65 г/дм3 по АІ2О3. Хімічний склад 1/3
гідроксохлориду підверджено елементним аналізом на вміст алюмінію, хлору та
магнію.
б) отримання 2/3 гідроксохлориду алюмінію:
До 30 см3 розчину соляної кислоти (с=1,18 г/дм3, концентрація 392 г/дм3), який
містив 11,8 г НСІ додавали по частинам 60 г вологого осаду гідроксоалюмінату
кальцію, який містив 18,6 г Са[Al(OH)4]2. Синтез відбувався в кислотостійкому
реакторі, обладнаному мішалкою і зворотнім холодильником при температурі
80-900С. Процес перебігав впродовж 8 годин до повного розчинення осаду. В
результаті отримали коагулянт з концентрацією 87,5 г/дм3 по АІ2О3. Склад 2/3
гідроксохлориду алюмінію підтверджено елементним аналізом.
в) отримання 5/6 гідроксохлориду алюмінію:
До 4,3 г отриманого 2/3 гідроксохлориду додавали порошок алюмінію в кількості
1,2 г, суміш нагрівали 5-6 годин в реакторі при температурі 90-1000С на
масляній бані при постійному перемішуванні. Порошок повністю розчиняється з
виділенням водню. Концентрація отриманого коагулянту склала 90 г/дм3 по АІ2О3.
Склад коагулянту підтверджено елементним аналізом.
2.2. Освітлення води відстоюванням і фільтруванням
Для зниження каламутності дніпровської, деснянської води та модельних суспензій
бентоніту, каоліну, а також для зниження кольоровості дніпровської води та
розчинів гумату натрію до проби води об’ємом 100 см3 додавали розраховану дозу
коагулянту (2-50 мг/дм3 по АІ2О3), воду інтенсивно перемішували 2-3 хвилини,
потім плавно перемішували 15 хвилин і відстоювали 2 години. Після відстоювання
визначали каламутність, кольоровість та в деяких випадках об’єм осаду і
залишковий вміст алюмінію в розчині. При вивченні кінетики освітлення
каламутність та кольоровість визначали щогодини впродовж 12 годин. Відстояну
воду пропускали через насипний фільтр з зернистим завантаженням (піском) із
витратою 10 см3/хв. Внутрішній діаметр фільтру складав 30 мм, висота
фільтруючої загрузки 210 мм. Після чого у відібраній пробі визначали залишкову
каламутність та кольоровість
- Київ+380960830922