Akademia Techniczno-Humanistyczna w Bielsku-Białej |
Imię i nazwisko:
|
Rok |
Grupa |
Zespół |
||
|
|
III |
1 |
3 |
||
Pracowania: Technologie wód i ścieków. |
Temat ćwiczenia: Wyznaczanie wskaźników stabilności wody i napowietrzanie wody |
Nr ćwiczenia: |
||||
|
|
4 |
||||
Data oddania sprawozdania:
|
Zwrot do poprawy:
|
Data oddania:
|
Data zaliczenia:
|
Ocena:
|
||
CZĘŚĆ TEORETYCZNA:
Napowietrzanie wody, aeracja wody, jeden z powszechnie stosowanych procesów uzdatniania wody, polega na nasycaniu wody tlenem, najczęściej przez przedmuchiwanie przez nią powietrza. Napowietrzanie wody ma na celu usunięcie niepożądanych gazów (głównie tlenku węgla (IV)), częściowe utlenienie zanieczyszzeń (np. odżelazienie) oraz podniesienie stężenia tlenu rozpuszczonego, jest również istotnym etapem oczyszczania ścieków .
Formy Występowania Dwutlenku Węgla:
CO2 ogólny:
a.) CO2 związany
- węglanowy CO32-
- dwuwęglanowy H CO3-
b.) CO2 wolny
- CO2 równowagi
- CO2 agresywny
Usuwanie Agresywnego Dwutlenku Węgla - (odkwaszanie wody) można przeprowadzic dwoma sposobami:
fizycznym - przez napowietrzanie wody
chemicznym:
wiązanie dwutlenku węgla wodorotlenkiem wapniowym, sodowym lub węglanem sodu
filtrowanie wody przez masy reagujące chemicznie dwutlenkiem wegla
Zasadowość Wody - Jest to zdolność do zobojętniania kwasów mineralnych w określonych
warunkach. Właściwość tę nadają wodzie obecne w niej wodorowęglany, węglany oraz występujące rzadziej wodorotlenki, krzemiany, borany i fosforany.
zasadowość “p” - miareczkowanie 100 cm3 wody 0,1 N HCl wobec fenoloftaleiny (zmiana barwy w zakresie pH 8,2 - 10)
zasadowość “m” - miareczkowanie 100 cm3 wody 0,1 N HCl wobec oranżu metylowego (zmiana barwy w zakresie pH 3,1 - 4,4)
zasadowość ogólna - zm to suma wszystkich związków chemicznych w wodzie, które reagują zasadowo wobec oranżu metylowego (pH 4,5); zasadowość wobec fenoloftaleiny oznacza sumę wszystkich związków które reagują zasadowo powyżej pH 8,3; zasadowość węglanową; zasadowość wodorowęglanową i zasadowość wodorotlenową
Indeks Langeliera - na korozyjność wody wpływa nie tylko ilość dwutlenku węgla i zasadowość wody, ale także inne jej składniki, bardziej rozpowszechnionym wskaźnikiem jest indeks nasycenia węglanem wapnia
Indeks Langeliera wyraża się wzorem:
I = pHs - pHn
Gdzie:
pHs - rzeczywista wartość odczynu wody
pHn - wartość odczynu wody, przy którym znajduje się ona w stanie równowagi
Usuwanie Agresywnego Dwutlenku Węgla - (odkwaszanie wody) można przeprowadzic dwoma sposobami:
fizycznym - przez napowietrzanie wody
chemicznym:
wiązanie dwutlenku węgla wodorotlenkiem wapniowym, sodowym lub węglanem sodu
filtrowanie wody przez masy reagujące chemicznie dwutlenkiem wegla
OBLICZENIA
Obliczyliśmy zasadowość wyrażoną w mg CO2/l, poprzez pomnożenie zasadowości Zm razy 22.
Przykład: zasadowość wody surowej razy 22, czyli 0,9 * 22 = 19,8
Następnie obliczyliśmy wartość S według wzoru:
S = a + b
Przykład: Wolny CO2 wody surowej plus zasadowość wody surowej, czyli 13,2 + 19,8 = 33
(Korzystając z tabeli odczytaliśmy wartość G odpowiadającej obliczonej wartości S).
Przykład: Dla wody surowej wartość G wynosi 32,2
Obliczamy zawartość agresywnego dwutlenku węgla korzystając z wzoru:
X = G - b
Gdzie:
G - wartość odczytana z tabeli na podstawie wartości S
b - zasadowość próbki, mg CO2/dm3
Przykład: zasadowość wody surowej minus wartość G dla tej wody, czyli 32,2 - 19,8 = 12,4
Czas napowietrzania |
Ilość powietrza |
Ilość ml roztworu NaOH |
Wolny CO2 |
Zasadowość Zm |
Zasadowość Wyrażona w mg CO2/l |
Wartość S |
Wartość G |
Agresywny CO2 |
s |
V pow (l/l/h) |
ml |
mg/l |
mval/l |
mg/l |
- |
- |
mg/l |
Woda surowa |
- |
0,6 |
13,2 |
0,9 |
19,8 |
33,0 |
32,2 |
12,4 |
300 |
15 |
0,6 |
13,2 |
1,0 |
22,0 |
35,2 |
34,2 |
12,2 |
600 |
15 |
0,4 |
8,8 |
1,0 |
22,0 |
30,8 |
30,2 |
8,2 |
900 |
15 |
0,3 |
6,6 |
1,0 |
22,0 |
28,6 |
28,1 |
6,1 |
1200 |
15 |
0,2 |
4,4 |
0,9 |
19,8 |
24,2 |
23,9 |
4,1 |
1500 |
15 |
0,2 |
4,4 |
1,0 |
22,0 |
26,4 |
26,0 |
4,0 |
300 |
30 |
0,5 |
11 |
1,0 |
22,0 |
33,0 |
32,2 |
10,2 |
600 |
30 |
0,3 |
6,6 |
1,0 |
22,0 |
28,6 |
28,1 |
6,1 |
900 |
30 |
0,2 |
4,4 |
0,9 |
19,8 |
24,2 |
23,9 |
4,1 |
1200 |
30 |
0,2 |
4,4 |
0,9 |
19,8 |
24,2 |
23,9 |
4,1 |
1500 |
30 |
0,2 |
4,4 |
0,9 |
19,8 |
24,2 |
23,9 |
4,1 |
300 |
60 |
0,3 |
6,6 |
1,0 |
22,0 |
28,6 |
28,1 |
6,1 |
600 |
60 |
0,2 |
4,4 |
1,0 |
22,0 |
26,4 |
26,0 |
4,0 |
900 |
60 |
0,2 |
4,4 |
1,0 |
22,0 |
26,4 |
26,0 |
4,0 |
1200 |
60 |
0,2 |
4,4 |
1,0 |
22,0 |
26,4 |
26,0 |
4,0 |
1500 |
60 |
0,2 |
4,4 |
1,0 |
22,0 |
26,4 |
26,0 |
4,0 |
OBLICZENIA
Obliczyliśmy sucha pozostałość, korzystając z wzoru:
Z = ((a - b) * 1000) / V
Gdzie:
a - ciężar parownicy z osadem, mg
b - ciężar pustej parownicy, mg
V - objętość próbki wody poddanej odparowaniu, cm3
Czyli:
Z = ((76,8905 - 76,8892) * 1000) / 10
Z = 130 mg/l
Następnie wyliczyliśmy wskaźnik stabilności według wzorów
S1 = Zms / Zmn
Gdzie:
Zms - zasadowość wody surowej, mval / dm3
Zmn - zasadowość wody nasyconej węglanem wapnia, mval / dm3
S2 = pHs / pHn
Gdzie:
pHs - odczyn wody surowej
pHn - odczyn wody nasyconej
Czyli:
S1 = 0,9 / 1 = 0,9
S2 = 5,35 / 7,06 = 0,76
Następnie wyliczyliśmy Indeks Langeliera według wzoru:
I = pHs - pHn
Gdzie:
pHs - rzeczywista wartość odczynu wody
pHn - wartość odczynu wody, przy którym znajduje się ona w stanie równowagi
Czyli:
I = 5,35 - 8,18 = - 2,89
WNIOSKI
W naszym przypadku S1 wynosi 0,9 czyli S1 < 1 oraz wskaźnik S2 = 0,76 czyli S2 < 1 co świadczy o tym że woda ma właściwości korozyjne. Indeks nasycenia w naszym przypadku wyniósł - 2,89 co wskazuje na agresywne działanie wody. Z zamieszczonego przez nas do sprawozdania wykresu możemy stwierdzić, że największe zmniejszenie ilości agresywnego CO2, (w przypadku każdej z użytych ilości tlenu (15,30,60)), zachodzi we wszystkich próbach po najdłuższym czasie napowietrzania.