- •Министерство образования и науки украины
- •Содержание
- •Введение
- •Варианты контрольных заданий для расчетно-графической работы
- •План выполнения расчетно – графической работы
- •Пример выполнения индивидуального задания
- •1. Характеристика объекта исследования.
- •2. Расчет водородного показателя воды
- •2.1. Теоретическая часть
- •Расчет рН растворов сильных и слабых электролитов
- •Сильные электролиты
- •Константы диссоциации слабых кислот и оснований при 25 оС
- •3. Гидролиз солей
- •3.1. Теоретическая часть
- •3.2. Примеры решения индивидуального задания
- •Решение
- •Решение
- •3.3. Индивидуальные задания
- •Состав солей исследуемой воды
- •4. Расчет показателей жесткости воды
- •4.1. Теоретическая часть
- •4.2. Пример решения индивидуального задания
- •Решение
- •Показатели жесткости исследуемой воды
- •4.3 Индивидуальные задания
- •Состав исследуемой воды
- •5. Расчет дозы реагентов для умягчения исследуемой воды
- •5.1. Теоретическая часть
- •5.2. Пример решения индивидуального задания
- •Значения коэффициента Стьюдента
- •6.2. Пример решения индивидуального задания
- •Решение
- •0,146 Г содержится в 100 см3
- •6.3. Индивидуальные задания
- •Содержание взвешенных веществ в исследуемой воде
- •7. Расчетное задание по оценке качества питьевой воды
- •7.1. Теоретическая часть
- •7.2. Пример решения индивидуального задания
- •Состав исследуемой воды
- •Решение
- •Соответствует гСанПиН
- •Содержание главных ионов в воде
- •7.3. Индивидуальные задания
- •8. Графическое выражение результатов анализа воды
- •8.1. Теоретическая часть
- •Состав исследуемой воды
- •8.2. Пример решения индивидуального задания
- •Содержание главных ионов в воде
- •Решение
- •Состав исследуемой воды
- •Гипотетический состав солей
- •8.3. Индивидуальные задания
- •Состав исследуемой воды
- •9. 2. Расчет содержания карбонатных ионов в воде
- •9.1. Теоретическая часть
- •Пример решения индивидуального задания
- •Оценка стабильности воды
- •10.3. Пример решения индивидуального задания
- •Решение
- •10.3. Индивидуальные задания
- •Состав исследуемой воды
- •11. Расчетно - графическое определение величины хлорпоглощаемости воды
- •11.1 Теоретическая часть
- •11.2. Пример решения индивидуального задания
- •Решение
- •Результаты пробного хлорирования воды
- •11.3. Индивидуальные задания
- •Результаты хлорирования воды
- •Литература
10.3. Индивидуальные задания
Условия заданий (табл. 10.16):
Задание № 1. Рассчитать индекс насыщения исследуемой воды;
Задание № 2. Оценить стабильность воды (по табл. 10.15);
Задание № 3. Рекомендовать метод стабилизационной обработки (по табл. 10.15).
Таблица 10.16
Состав исследуемой воды
№ задания |
рНисх |
Температура, оС |
Содержание Ca2+, мг/дм3 |
Щелочность HCO3-, мг-экв/дм3 |
Солесодер- жание, мг/дм3 |
1 |
6,05 |
16 |
40 |
2,23 |
736 |
2 |
8,5 |
15 |
60 |
1,97 |
824 |
3 |
5,5 |
12 |
30 |
2,46 |
995 |
4 |
7,7 |
15 |
122 |
2,25 |
796 |
5 |
6,3 |
11 |
84 |
4,92 |
1188 |
6 |
6,5 |
10 |
100 |
2,05 |
1002 |
7 |
8,9 |
12 |
90 |
3,85 |
1024 |
8 |
8,5 |
13 |
50 |
2,07 |
998 |
9 |
6,5 |
13 |
60 |
2,02 |
942 |
10 |
6,1 |
14 |
90 |
1,90 |
889 |
11 |
6,5 |
16 |
50 |
3,05 |
1112 |
12 |
6,9 |
15 |
120 |
5,49 |
1162 |
13 |
8,8 |
13 |
58 |
3,52 |
958 |
14 |
6,9 |
15 |
94 |
2,54 |
1017 |
15 |
7,3 |
11 |
75 |
1,10 |
1019 |
16 |
6,3 |
10 |
82 |
1,31 |
922 |
17 |
7,4 |
12 |
62 |
1,03 |
1068 |
18 |
6,7 |
13 |
59 |
0,49 |
1204 |
19 |
8,2 |
13 |
85 |
5,33 |
1284 |
20 |
8,3 |
14 |
102 |
0,80 |
902 |
21 |
6,1 |
16 |
66 |
1,97 |
883 |
22 |
6,9 |
15 |
79 |
2,13 |
1106 |
23 |
8,2 |
17 |
90 |
4,28 |
978 |
24 |
8,6 |
15 |
90 |
1,97 |
803 |
25 |
8,5 |
11 |
100 |
3,28 |
787 |
26 |
8,2 |
10 |
95 |
2,95 |
690 |
27 |
8,0 |
12 |
65 |
2,66 |
811 |
28 |
7,9 |
13 |
89 |
2,30 |
740 |
29 |
7,9 |
13 |
95 |
2,16 |
570 |
30 |
8,1 |
14 |
90 |
2,62 |
725 |
Продолжение табл. 10.16
31 |
6,1 |
14 |
95 |
1,84 |
894 |
32 |
6,5 |
16 |
72 |
2,56 |
957 |
33 |
6,9 |
15 |
131 |
3,85 |
1040 |
34 |
8,8 |
13 |
82 |
1,89 |
901 |
35 |
6,9 |
15 |
96 |
2,05 |
1017 |
36 |
7,3 |
11 |
77 |
1,67 |
1012 |
37 |
6,3 |
10 |
64 |
2,95 |
938 |
38 |
7,4 |
12 |
64 |
2,67 |
1152 |
39 |
6,7 |
13 |
59 |
1,97 |
1302 |
40 |
8,2 |
13 |
97 |
5,16 |
1295 |
41 |
8,3 |
14 |
102 |
1,79 |
1007 |
42 |
6,1 |
16 |
60 |
1,49 |
868 |
43 |
6,9 |
15 |
89 |
2,38 |
1116 |
44 |
8,2 |
17 |
92 |
4,11 |
966 |
45 |
8,6 |
15 |
60 |
1,97 |
806 |
46 |
8,5 |
11 |
89 |
3,43 |
793 |
47 |
8,2 |
10 |
93 |
3,07 |
710 |
48 |
8,0 |
12 |
57 |
2,82 |
801 |
49 |
7,9 |
13 |
97 |
2,38 |
725 |
50 |
7,9 |
13 |
99 |
2,16 |
730 |
11. Расчетно - графическое определение величины хлорпоглощаемости воды
11.1 Теоретическая часть
Для обеззараживания воды на водоочистных комплексах используют газообразный хлор и его производные (гипохлорит кальция и натрия), под действием которых бактерии, находящиеся в воде, погибают в результате окисления органического вещества протоплазмы клеток. Хлор также действует и на органические вещества воды, окисляя их.
При растворении газообразного хлора в воде протекает реакция гидролиза с образованием кислот – гипохлоритной (хлорноватистой) и хлоридной (соляной):
Сl2 + H2O = HОCl + HCl
Гипохлоритная кислота очень слабая (Кдис. = 5,0 • 10-8), но является сильным окислителем. В растворах кислота диссоциирует с образованием гипохлорит - иона:
НОС1 = Н+ + ОСl-
В зависимости от рН основными устойчивыми составляющими водных растворов хлора являются С12, НОСl, ОС1-. При рН 6,5 - 8,5 в воде содержатся преимущественно недиссоциированные молекулы гипохлоритной кислоты (НОСl) и гипохлорит - ионы (ОС1-). Поскольку окислительно-восстановительный потенциал гипохлорит-иона (0,4В) меньше, чем гипохлоритной кислоты (1,63В), то с повышением рН обеззараживающее действие хлора снижается.
Эффект обеззараживания воды зависит от биологических особенностей микроорганизмов, бактерицидного действия реагента, устойчивости (резистентности) микроорганизмов к воздействию реагента, состояния водной среды. Высокую устойчивость при обеззараживании проявляют споровые формы микроорганизмов.
На разрушение бактериальных клеток расходуется лишь часть вводимого в воду хлора. Большая часть хлора идет на реакции с разнообразными органическими и минеральными примесями, содержащимися в воде. Эти реакции протекают с различной скоростью в зависимости от рН, температуры, концентрации хлора.
Хлорпоглощаемость воды – это количество хлора (мг/дм3), которое расходуется на окисление органических, легкоокисляющихся неорганических веществ и обеззараживание бактерий в течение 30 минут.
Количество введенного хлора должно быть таким, чтобы после окисления примесей в воде остался некоторый избыток активного хлора – остаточный хлор. Для воды хозяйственно – питьевого назначения оптимальной является доза введенного хлора, которая после 30 минут контакта хлора с водой обеспечивает концентрацию свободного остаточного хлора не менее 0,3 мг/дм3 и не более 0,5 мг/дм3. При этом концентрация связанного остаточного хлора должна быть не менее 0,8 и не более 1,2 мг/дм3 (время контакта 1 час).
Это количество остаточного хлора гарантирует надежное обеззараживание воды и вместе с тем не ухудшает вкуса воды и не вредно для здоровья человека.
Для характеристики качества природных вод служит показатель хлорируемости воды (Ххл.). Это величина обратная хлорпоглощаемости воды. Показатель хлорируемости воды является мерой ее загрязнения разными примесями. Чем чище вода, тем показатель хлорируемости больше.
Необходимую дозу хлора для обеззараживания, в связи со сложной зависимостью хлоропоглощаемости воды от ряда факторов, определяют на основании экспериментально построенной кривой хлорпоглощаемости (рис. 6,7). Вид кривой хлорпоглощаемости зависит от наличия аммиака в воде. В отсутствии аммиака (рис. 6) при увеличении дозы вводимого хлора возрастает концентрация остаточного хлора. Наклон кривой в значительной мере определяется расходованием хлора на побочные реакции окисления. Участок графика, когда остаточный хлор равен нулю, означает, что введенный хлор полностью израсходован на окисление органических веществ воды. Затем концентрация остаточного хлора начинает равномерно расти.
В присутствие в обеззараживаемой воде аммиака (рис. 7) на графике наблюдается максимум и минимум. Максимум на графике остаточного хлора соответствует образованию монохлорамина (NH2Cl), дихлорамина (NHCl2) и треххлористого азота (NCl3). Минимум на кривой обусловлен окислением моно– и дихлораминов свободной хлорноватистой кислотой. Поэтому при хлорировании воды, содержащей аммонийные соединения, величина хлорпоглощаемости определяется только после перелома (минимума) кривой (рис. 7).
Рис. 6. Кривая хлорпоглощаемости воды без аммиака
Рис. 7. Кривая хлорпоглощаемости воды в присутствии аммиака