Федеральное агентство по образованию РФ

Федеральное агентство по образованию РФ

Уральский государственный технический университет-УПИ

Кафедра химической технологии топлива и промышленной

экологии

Отчет о лабораторной работе №3

ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД АДСОРБЦИОННЫМ МЕТОДОМ

Выполнили: Голубовская К.В.

Зидрашко К.В.

гр. Х-490702

Проверила: Третьякова Н.А.

Цель работы

В работе изучается процесс очистки сточных вод от органических веществ методом адсорбции. В качестве адсорбента используется активный уголь.

При проведении экспериментов необходимо решить следующие задачи:

- провести очистку сточных вод методом адсорбции;

- построить изотерму адсорбции;

- определить дозу активного угля, необходимую для очистки сточной воды до заданной концентрации.

Методика проведения эксперимента

1.Краткое описание метода адсорбционной очистки сточных вод.

Адсорбция является одним из наиболее эффективных методов глубокой очистки сточных вод от растворённых орг. соединений (фенолов, пестицидов, ароматических красителей, ПАВов, и др.) При использовании высокоактивных сорбентов воду можно очистить от загрязняющих веществ до практически нулевых остаточных концентраций. Сорбенты могут извлекать в-ва из воды при любых концентрациях, и весьма малых. Адсорбцию следует применять в тех случаях когда необходима глубокая очистка сточной воды.

2.Методика определения концентрации метиленового голубого.

Концентрацию метиленового голубого в модельном растворе определяют используя калибровочный график.

- Отбирают аликвотную часть модельного раствора(1-3 мл) в мерные колбы по 50 мл и доводят объем до 50 мл дистиллированной водой.

- Определяют оптическую плотность на КФК-3 при длине волны λ=425 нм в кювете с толщиной слоя 3 см. (В качестве раствора сравнения используется дистиллированная вода.)

- Строят калибровочный график: зависимость оптической плотности раствора от его концентрации.

3.Основные формулы

Начальная концентрация метиленового голубого:

С=С_гр*V₂/V₁,

где С_гр – конц. метиленового голубого, опр-ная по калибровочному графику, соответствующая оптической плотности D, мг/л;

V₂ – объем, до которого разбавляли пробу (50 мл)

V₁ – объем аликвоты, мл.

Величина адсорбции

А= (С₀-С_р)V/m

где С₀ - исходная конц. извлекаемого в-ва, мг/л;

С_р - равновесная конц. извлекаемого в-ва в р-ре, мг/л;

V – объем обрабатываемого р-ра, л;

M –масска активного угля, г.

Удельный расход адсорбента при одноступенчатой схеме

m=(С₀-С_к)/А₀

где А₀ – величина адсорбции, рассчитанная из изотермы адсорбции при равновесной концентрации С_к

Удельный расход адсорбента при многопенчатой схеме

m=m₁+m₂+m₃=(С₀-С₁)/А₁+(С₁-С₂)/А₂+(С₂-С₃)/А₃,

где m₁,m₂,m₃ – удельный расход адсорбента на 1,2,3 ступень соответственно;

С₁,С₂,С₃ – конц. орг. веществ в очищенной воде после 1,2,3 ступени.

А_1,А_2,А₃ – значения адсорбции, рассчитанные из изотермы адсорбции при равновесной конц-ции С₁,С₂,С_3.

Экспериментальная часть

1.Построение калибровочного графика

Результаты определения оптических плотностей стандартных растворов

Номер раствора	Объем раствора метиленового голубого С=1 г/л, мл	Содержание метиленового голубого в 50 мл раствора, мг	Концентрация метиленового голубого, мл/л	Оптическая плотность D
	0.00	0.00	0.00
	0.25	0.25	5.0
	0.50	0.50	10.0
	1.00	1.00	20.0
	2.00	2.00	40.0
	3.00	3.00	60.0
	4.00	4.00	80.0

Эти данные использованы для построения калибровочного графика изображенного на рисунке.

2. Определение начальной концентрации метиленового голубого в модельном растворе.

Для определения начальной концентрации метиленового голубого из модельного раствора были отобраны пробы, которые были обработаны в соответствии с методикой определения концентрации метиленового голубого. По найденным значениям оптической плотности растворов по калибровочному графику определили С_гр. Затем по формуле рассчитали начальную концентрацию метиленового голубого в модельном растворе.

Расчет начальной концентрации метиленового голубого в модельном растворе:

С¹=С_гр*V₂/V₁= (мг/л)

С²=С_гр*V₂/V₁= (мг/л)

С³=С_гр*V₂/V₁= (мг/л)

Результаты определения начальной концентрации метиленового голубого в растворе представлены в таблице

Номер раствора	Оптическая плотность, D	Сгр, мг/л	С, мг/л	С0, мг/л

3. Построение изотермы адсорбции

Для построения изотермы адсорбции в течении 30 минут была проведена сорбция метиленового голубого активным углем. После этого в соответствии с методикой была определена равновесная концентрация метиленового голубого в растворе.

Расчет равновесной концентрации метиленового голубого после адсорбции

С_р¹=С_гр*V₂/V₁= (мг/л)

С_р²=С_гр*V₂/V₁= (мг/л)

С_р³=С_гр*V₂/V₁= (мг/л)

С_р⁴=С_гр*V₂/V₁= (мг/л)

С_р⁵=С_гр*V₂/V₁= (мг/л)

С_р⁶=С_гр*V₂/V₁= (мг/л)

С_р⁷=С_гр*V₂/V₁= (мг/л)

Результаты расчета равновесной концентрации метиленового голубого после сорбции и значений адсорбции представлены в таблице.

Номер раствора	Масса АУ, г	С0, мг/л	D после сорбции	Сгр, мг/л	Ср=Сгр*V2/V1, мг/л	А= (С0-Ср)/m, мг/г

По данным таблицы построена изотерма адсорбции

4. Определение дозы активного угля, необходимой для очистки воды до заданной конечной концентрации

По полученной изотерме адсорбции рассчитали удельный расход активного угля, необходимый для очистки воды по заданной концентрации с использованием одноступенчатой схемы очистки и при проведении процесса адсорбции в три ступени.

Расчет удельного расхода адсорбента при одноступенчатой схеме

m=(С₀-С_к)/А₀ =

Расчет удельного расхода адсорбента при многоступенчатой схеме

m=m₁+m₂+m₃=(С₀-С₁)/А₁+(С₁-С₂)/А₂+(С₂-С₃)/А₃=

При использовании трехступенчатой схемы очистки требуется в... раз меньше активного угля, чем при одноступенчатой схеме, для снижения концентрации метиленового голубого от... мг/л до... мг/л.

5. Выводы

Дата добавления: 2015-08-28