Фотометрический метод определения массовой концентрации цианидов основан на превращении цианида в хлорциан и взаимодействии последнего с пиридином и барбитуровой кислотой [12].

 Методика определение цианидов

 Нужно взять 5 мл испытуемой воды и параллельно сделать холостую пробу при рН=5¸8. Добавить 0,2 мл хлорамина Т 0,1 % и 0,6 мл смешанного реактива (15см3 пиридин и 3г барбитуровой кислоты, 3см3 HClк в колбе емкостью 50 см3 ). Пробу выдержать 10 мин и затем измерить оптическую плотность на фотоколориметре.

 Построение калибровочного графика

 Измерение проводят при l=540 нм, толщина кюветы 10 мм, холостая проба - вода.

Для построения калибровочного графика готовят стандартный раствор. 1мл стандартного раствора содержит 0,5 мкг/дм3 цианидов.

Глава 3. Результаты и их обсуждение

3.1. Очистка сточных вод от хромат–ионов

Расчет полной обменной емкости.

На доведение рН р-ра до 10-11было израсходовано раствора NaCI 10 мл

а) Затрачено на титрование 6мл 0,1 н р-ра НСl

б) Затрачено на титрование 6,5 мл НСl

Средний объем равен 6,25 мл

СNaOH = CHCl · VHCl / VNaCI = 0,1 · 6,25/10 = 0,0625 моль/л

ПОЕ = Vобщ · СNaOH / m анионита

где: Vобщ - суммарный объем раствора, содержащий вытесненную из смолы щелочь, л

 С - концентрация щелочи, моль/л

ПОЕ = 88 · 0,0625/10 = 0,55 ммоль/г

Построение калибровочного графика

 Таблица 3

Рис.1. Калибровочный график. Зависимость оптической плотности от концентрации СrО2-4.

1.1. Определение концентрации Сr(VI) в модельном стоке после очистки.

По данным измерительной оптической плотности строим калибровочный график по нему определяем концентрацию после очистки.

Концентрацию рассчитывали по формуле:

С(Сr(VI)) = С · 1000 / V

         где: С - содержание Сr(VI), найденное по калибровочному графику, мг/л

          V - объем пробы, взятый для анализа, мл.

Определение концентрации модельного раствора с начальным содержанием Сr(VI) 100 мг/л и рH = 2 (кислая среда)

С(Сr(VI)) = 0,04 · 1000 / 40 = 1,0 мг/л

С(Сr(VI)) = 0,05 · 1000 / 50 = 1,0 мг/л

Определение средней концентрации

Сср(Сr(VI)) = (1,0 + 1,0) / 2 =1,0 мг/л

Определение концентрации модельного раствора с начальным содержанием Сr(VI) 200 мг/л и рН = 2 (кислая среда)

С(Сr(VI)) = 0,1 · 1000 / 40 = 2,5 мг/л

С(Сr(VI)) = 0,13 · 1000 / 50 = 2,6 мг/л

Определение средней концентрации

Сср(Сr(VI)) = (2,5 + 2,6) / 2 = 2,55 мг/л

Определение концентрации модельного раствора с начальным содержанием Сr(VI) 300 мг/л и рН = 2 (кислая среда)

С(Сr(VI)) = 0,14 · 1000 / 40 = 3,5 мг/л

С(Сr(VI)) = 0,18 · 1000 / 50 = 3,6 мг/л

Определение средней концентрации

Сср(Сr(VI)) =(3,5 + 3,6) / 2 = 3,55 мг/л

Определение концентрации модельного раствора с начальным содержанием Сr(VI) 100 мг/л и рН = 7 (нейтральная среда)

С(Сr(VI)) = 0,03 · 1000 / 40 = 0,75 мг/л

С(Сr(VI)) = 0,04 · 1000 / 50 = 0,8 мг/л

         Определение средней концентрации

Сср(Сr(VI)) = (0,75 + 0,8) / 2 = 0,775 мг/л

Определение концентрации модельного раствора с начальным содержанием Сr(VI) 200 мг/л и рН = 7 (нейтральная среда)

С(Сr(VI)) = 0,07 · 1000 / 40 = 1,75 мг/л

С(Сr(VI)) = 0,08 · 1000 / 50 = 1,6 мг/л

Определение средней концентрации

Сср(Сr(VI)) = (1,75 + 1,6) / 2 = 1,675 мг/л

Определение концентрации модельного раствора с начальным содержанием Сr(VI) 300 мг/л и рН = 7 (нейтральная среда)

С(Сr(VI)) = 0,37 · 1000 / 40 = 9,25 мг/л

С(Сr(VI)) = 0,47 · 1000 / 50 = 9,4 мг/л

         Определение средней концентрации

Сср(Сr(VI)) = (9,25 + 9,4) / 2 = 9,325 мг/л

Определение концентрации модельного раствора с начальным содержанием Сr(VI) 300 мг/л и рН = 9 (щелочная среда)

С(Сr(VI)) = 0,02 · 1000 / 40 = 0,5 мг/л

С(Сr(VI)) = 0,15 · 1000 / 50 = 3 мг/л

         Определение средней концентрации

Сср(Сr(VI)) = (0,5 + 3) / 2 = 1,75 мг/л

Определение концентрации модельного раствора с начальным содержанием Сr(VI) 300 мг/л в присутствии хлорид ионов

С(Сr(VI)) = 0,15 · 1000 / 40 = 3,75 мг/л

С(Сr(VI)) = 0,17 · 1000 / 50 = 3,4 мг/л

         Определение средней концентрации

Сср(Сr(VI)) = (3,75 + 3,4) / 2 = 3,575 мг/л

Степени очистки рассчитывали по формуле:

Ст.оч. = ((С0 - СК) / С0) · 100%

где: С0 - начальная концентрация СrО42–

 СК - конечная концентрация СrО42–

Определение степени очистки для модельного раствора с содержанием Сr(VI) 100 мг/л, рН = 2

Ст.оч. = ((100 - 1) / 100) · 100 % = 99 %

Определение степени очистки для модельного раствора с содержанием Сr(VI) 200 мг/л, рН = 2

Ст.оч. = ((200 - 2,55) / 200) · 100 % = 99 %

Определение степени очистки для модельного раствора с содержанием Сr(VI) 300 мг/л, рН = 2

Ст.оч. = ((300 - 3,55) / 300) · 100 % = 99 %

Определение степени очистки для модельного раствора с содержанием Сr(VI) 100 мг/л, рН = 7

         Ст.оч. = ((100 - 0,775) / 100) · 100 % = 99 %

Определение степени очистки для модельного раствора с содержанием Сr(VI) 200 мг/л, рН = 7

Ст.оч. = ((200 - 1,675) / 200) · 100 % = 99 %

Определение степени очистки для модельного раствора с содержанием Сr(VI) 300 мг/л, рН = 7

Ст.оч. = ((300 - 9,325) / 300) · 100 % = 99 %

Определение степени очистки для модельного раствора с содержанием Сr(VI) 300 мг/л, рН = 9

Ст.оч. = ((300 - 1,75) / 300) · 100 % = 99 %

Определение степени очистки для модельного раствора с содержанием Сr(VI) 300 мг/л и хлорид ионы

Ст.оч. = ((300 - 3,575) / 300) · 100 % = 99 %

Влияние рН среды на степень очистки

рН среды не влияет на степень очистки. Анионит полностью справился с очисткой при всех значениях рН в изученном интервале (табл. 4, 5, 6)

3.1.2. Определение концентраций хромат - ионов в промывных растворах.

Промывной раствор 100 мг/л (кислая среда)

С(Сr(VI)) = С · 1000/V

С(Сr(VI)) = 0,03 · 1000/1 мл = 30мг/л

 Промывной раствор 200 мг/л (кислая среда)

С(Сr(VI)) = С · 1000/V

С(Сr(VI)) = 0,022 · 1000/1 мл = 22мг/л

Промывной раствор 300 мг/л (кислая среда)

С(Сr(VI)) = С · 1000/V

С(Сr(VI)) = 0,04 · 1000/1 мл = 40мг/л

 Промывной раствор 100 мг/л (нейтральная среда )

С(Сr(VI)) = С · 1000/V

С(Сr(VI)) = 0,08 · 1000/1 мл = 80 мг/л

 Промывной раствор 200 мг/л (нейтральная среда)

С(Сr(VI)) = С · 1000/V

С(Сr(VI)) = 0,085 · 1000/1 мл = 85 мг/л

 Промывной раствор 300 мг/л (нейтральная среда)

С(Сr(VI)) = С · 1000/V

С(Сr(VI)) = 0,02 · 1000/1 мл = 20 мг/л

  Промывной раствор 300 мг/л (щелочная среда)

С(Сr(VI)) = С · 1000/V

С(Сr(VI)) = 0,02 · 1000/1 мл = 20 мг/л

  Промывной раствор 300 мг/л (хлорид ионы)

С(Сr(VI)) = С · 1000/V

С(Сr(VI)) = 0,035 · 1000/1 мл = 35 мг/л

3.1.3. Определение величины адсорбции

a = ((C0-Ck)/m )·V [ммоль/г]

 где: С0 - начальная концентрация СrО42– [моль/л]

 СК - конечная концентрация СrО42– [моль/л]

 m - масса сухого анионита [г]

 V - объем раствора пропущенного через анионитную колонку [л]

 1. Величина адсорбции модельного раствора "Сr(VI) 100 мг/л, рН=2"

а = ((1,92*10-3 - 0,019*10-3)/10) ·0,3=0,0570 ммоль/г

Величина адсорбции модельного раствора "Сr(VI) 200 мг/л, рН=2"

а = ((3,85*10-3 - 0,049*10-3)/10) ·0,3=0,114 ммоль/г

Величина адсорбции модельного раствора "Сr(VI) 300 мг/л, рН=2"

а = ((5,77*10-3 - 0,068*10-3)/10) ·0,3=0,172 ммоль/г

2. Величина адсорбции модельного раствора "Сr(VI) 100 мг/л, рН=7"

а = ((1,92*10-3 - 0,014*10-3)/10) ·0,3=0,0570 ммоль/г

Величина адсорбции модельного раствора "Сr(VI) 200 мг/л, рН=7"

а = ((3,85*10-3 - 0,032*10-3)/10) ·0,3=0,114 ммоль/г

Величина адсорбции модельного раствора "Сr(VI) 300 мг/л, рН=7"

а = ((5,77*10-3 - 0,179*10-3)/10) ·0,3=0,172 ммоль/г

3. Величина адсорбции модельного раствора "Сr(VI) 300 мг/л, рН=9"

а = ((5,77*10-3 - 0,033*10-3)/10) ·0,3=0,172 ммоль/г

4. Величина адсорбции модельного раствора "Сr(VI) 300 мг/л и хлорид ионы"

а = ((5,77*10-3 - 0,068*10-3)/10) ·0,3=0,172 ммоль/г

   Таблица 4

Величины степеней очистки на анионите при начальной концентрации CrO2-4

100мг/л

Таблица 5 Величины степеней очистки на анионите при начальной концентрации СrО2-4 200 мг/л

Таблица 6

Величины степеней очистки на анионите при начальной концентрации СrО2-4 300 мг/л

Таблица 7 Величины адсорбции хромат - ионов в зависимости от разности концентрации

Рис. 2 Зависимость величины адсорбции от концентрации СrО2-4

Рис. 3 Зависимость величины адсорбции от конечной

концентрации СrО2-4

В таблицах 4-6 приведены данные по очистке модельных сточных вод, содержащих хромат - ионы, путем ионообменной сорбции на анионите АВ-17-8. Содержание хрома (VI) после пропускания через анионит при всех изученных начальных концентрациях не превышает ПДК (0,05 мг/л по токсикологическому показателю). Степень очистки во всех случаях составляет 99 %.

 На рис. 2 и 3 представлены зависимости величины адсорбции СrО2-4 на анионите от начальной и равновесной (конечной) концентрации, из которых видно, что величина адсорбции увеличивается с увеличением концентрации в изученном интервале практически линейно.

 Проведение, ионного обмена при различных значениях рН (2,7,9) показало независимость степени очистки от кислотности или щелочности среды, хотя не исключено, что в сильно кислой или сильно щелочной среде такое влияние может иметь место.

 Введение ионов хлора также не повлияло на степень очистки по хромат - ионам, что можно объяснить разницей в размерах этих ионов, степенях их гидратации или селективностью ионита по отношению к хромат - ионам. Таким образом хлорид - ионы не мешают удалению хромат - ионов из стоков с помощью анионита.

 Регенерация анионита 5%-ным раствором гидроксида натрия в течение часа и, соответственно, извлечение хромат - ионов не дала положительных результатов. Степень регенерации оказалась недостаточной. По - видимому, необходимо увеличить концентрацию гидроксида натрия или время регенерации.

 Таким образом, можно признать удовлетворительной очистку хром содержащих сточных вод на анионите АВ-17-8, если подобрать подходящие условия регенерации с целью возврата хромат - ионов для повторного использования.

3.2. Очистка сточных вод от цианид - ионов

Зависимость концентрации от оптической плотности полученного раствора приведена в табл. 8

 Таблица 8 Зависимость концентрации цианид-ионов от оптической плотности раствора

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6