РОЗДІЛ 2
ОБ’ЄКТИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ
2.1. Об’єкти досліджень
2.1.1. Металічний алюміній
Металічний алюміній у вигляді стружки отримували з Броварського заводу
алюмінієвих конструкцій за ТУ 6-09-3742-74.
2.1.2. Дигідроксосульфат алюмінію та основні сульфати алюмінію
Структурна формула молекули дигідроксосульфату алюмінію ДГСА містить дві
гідроксидні та дві сульфатні групи – Al2(OH)2(SO4)2. Основною характеристикою
коагулянту є молекулярне співвідношення (модуль основності - Мо) SO3/Al2O3. Для
ДГСА воно становить 2,0.
Основні сульфати алюмінію (ОСА) представлені сумішшю ДГСА та сульфату алюмінію.
В залежності від співвідношення їх у розчині, модуль основності знаходиться в
інтервалі 2,0 < Мо < 3,0.
2.1.3. Флокулянти:суміш солей полігексаметиленгуанідин хлориду тафосфату ,
полідиалілдиметиламоній хлорид
В роботі використовувалися флокулянти «Валеус» тм (далі Валеус) та
полідиалілдиметиламоній хлорид (далі ПоліДАДМАХ).
Флокулянт Валеус - знезаражуючий реагент, суміш хлориду і фосфату
полігексаметиленгуанідину.
Молекулярна маса полімеру: 8 000 – 40 000, ТУ У 24.1-31826657.002-2002, ЗАТ
«Українські екологічні технології».
Флокулянт поліДАДМАХ – катіонний полімер
Молекулярна маса 20000…1000000, SNF S.A. (Франція).
2.1.4. Коагулянти сульфат алюмінію, оксихлорид алюмінію
В роботі використовувалися коагулянт сульфат алюмінію – Al2(SO4)3·18H2O,
відповідно ГОСТ 12966-85.
Коагулянт гідроксохлорид алюмінію Al2(OH)5Cl·6H2O, відповідно ТУ У
19155069.001–1999.
2.1.5. Штам бактерій Escherihia coli
В якості модельних мікроорганізмів використовували лабораторні штами Escherihia
coli 1257, отриманий з колекції державного науково-дослідного інституту
стандартизації і контролю медичних біологічних препаратів ім. Л.А.Тарасевича
(Москва).
2.2. Методики проведення експерименту
2.2.1. Синтез ДГСА та ОСА
Суть процесу отримання основного сульфату алюмінію полягає у взаємодії
металічного алюмінію з сульфатом алюмінію за реакцією:
2Al + 2Al2(SO4)3 + 6H2O + aq = 3Al2(OH)2(SO4)2 + 3H2 + aq (2.1)
Якщо реагенти дозували в розрахунку на молярне співвідношення SO3/Al2O3, що
дорівнювало 2, то отримували ДГСА згідно реакції (1). При дозуванні реагентів
на молярне співвідношення більше 2 отримували суміш ДГСА і сульфату алюмінію.
Схема лабораторної установки отримання ДГСА і основних сульфатів алюмінію
представлена на рис. 2.1.
Подрібнену алюмінієву стружку знежирювали 10%-м розчином соди (Na2CO3 ) або
лугу (NaOH ), злегка підігрітим до 40-30 °С протягом 20-30 хв. Потім, промивали
дистильованою водою і висушували в повітряному термостаті при температурі
100-105 °С протягом 2-3 годин. Охолоджували до кімнатної температури. Потім
наважку алюмінію, яка заповнювала весь об’єм реактора 4 (рис 2.1), зважували на
технічних вагах і поміщали в реактор 4. Воду в термостаті 1 нагрівали до
заданої температури 60-90 °С. Температуру в термостаті підтримували на заданому
рівні за допомогою контактного термометра 2. Температура в водяній сорочці 3,
підтримувалась циркулюючою водою із термостата, яка циркулювала за допомогою
насосу. В реактор заливали попередньо виміряний об’єм розчину сульфату алюмінію
заданої концентрації так, щоб він покрив весь алюміній в реакторі. Розчин
сульфату алюмінію попередньо нагрівали до заданої температури. Водень, що
виділявся в процесі реакції направляли в мірний циліндр 6, який мав водяний
затвор 7. Об’єм водню, що виділявся і витісняв воду в мірному циліндрі,
фіксували через певні проміжки часу.
Після закінчення досліду відкривали затискувач Мора 5 і випускали розчин ДГСА
або основного сульфату алюмінію, який потім аналізували на вміст Аl2O3,
сульфат-йону згідно стандартних методик ГОСТу 12966-85 «Алюминия сульфат
технический очищенный. ТУ».
Алюміній промивали дистильованою водою і висушували в повітряному термостаті і
зважували на технічних вагах. За різницею мас (до і після досліду) вираховували
кількість розчиненого алюмінію, яку звіряли з кількістю виділеного водню та
алюмінію в розчині основної солі. Таким чином, проводили дослідження з
розчиненням алюмінію залежно від температури та концентрації сульфату алюмінію
тощо.
Рис. 2.1. Схема лабораторної установки для отримання ДГСА та ОСА: 1 – водяний
термостат; 2 – контактний термометр; 3 – скляний реактор з водяною „сорочкою”;
4 – завантаження (Al, Fe); 5 – зажим Мора; 6 – мірний циліндр; 7 – водяний
затор.
2.2.2. Метод вивчення коагуляційних властивостей коагулянтів та флокулянтів
Досліди проведені з прив’язкою очищення води на очисних спорудах станції, де
час перебування води в змішувачі – 1 хв, камері реакції – 20 хв, відстійниках –
4 год.
При проходженні часу перебування води в камерах реакції проводили контроль
лужності мг-екв/дм3; в відстійниках визначали залишковий алюміній мг/дм3,
каламутність мг/дм3 та кольоровість град. кольоровості, окиснюваність мг
О2/дм3.
Швидкість утворення пластівців спостерігали в динаміці на протязі всього
досліду і порівнювали з швидкістю утворення останніх в досліді з сульфатом
алюмінію.
Для проведення експерименту використовували лабораторну установку рис. 2.2.,
конструкція якої дозволяє моделювати режим роботи змішувача, камери реакції та
відстоювання.
Річкову воду заливали в ємності об’ємом 2 дм3 і включали перемішування (140
об/хв), після чого в ємності вводили попередньо віддозовані коагулянти. Воду
активно перемішували протягом 1 хв., після чого зменшували кількість обертів до
45 об/хв. Перемішування в такому режимі підтримували протягом 20 хв., під час
якого відбувалось утворення осаду. Після цього відключали мішалки і воду
залишали відстоюватися 30 хв. По завершенн
- Київ+380960830922