Файл: Министерство образования Тверской области Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение.pdf

124
Таблица 5
Результаты исследования
№ пробы
Центрифугирование
Фильтрование
Мутность, мг/л
Мутность, мг/л до после до после
1
Удалить из воды примеси 2 группы, применяя химический метод коагулирования, основанный на введении в систему электролита. При этом происходит процесс укрупне- ния кооллоидных частиц, уменьшается степень дисперсности диспергированного вещест- ва, т.е. коллоидные растворы разрушаются (коагулируют).
Вещество, коагулирующее дисперсную фазу коллоидной системы, называется коа- гулянтом. В практике водоподготовки в качестве коагулянта применяется, в основном, сульфат алюминия А1 2
(SО
4
)
3
. Дозу коагулянта определяют по формуле: где М – мутность воды.
Опыт 3. Коагуляция.
В пробе сточной воды № 1 определить мутность на фотоэлектроколориметре и рас- считать дозу коагулянта – Al
2
(SO
4
)
3
Так как для коагуляции примесей используется 10%-ный раствор сульфата алюми- ния, необходимо рассчитать объем Al
2
(SO
4
)
3
, идущий на осаждение примесей по формуле: где – плотность 10%-го раствора Al
2
(SO
4
)
3
;
– объем сточной воды; С = 10% - концентрация коагулянта.
Внести пипеткой рассчитанный объем Al
2
(SO
4
)
3
в 50 мл сточных вод, определив предварительно объем 1-й капли. (Для этого накапать пипеткой в цилиндр 1 мл раствора и по количеству капель рассчитать объем одной капли).
Через 10-15 минут наблюдать коагуляцию примесей. Профильтровав воду через бумажный фильтр, измерить мутность очищенной воды (мл) и определить степень очист- ки воды данным методом: где М – мутность исходной воды; М
1
– мутность после коагуляции.
Результаты опыта представить в виде таблицы 6.
Таблица 6
Результаты коагуляционной обработки воды
N про- бы
Коа- гу- лянт
(хим. ф-ла)
Д
к
, мг/л
V
Al
2
(SO
4
)
3
,
л
V
капли
, мл
Кол-во капель
Al
2
(SO
4
)
3
Время хлопьеоб- разования, мин.
Мутность, мг/л исход- ной во- ды после коагуля- ции
Опыт 4. Адсорбция.
Удалить из воды примеси III группы, учитывая, что при относительно высоком со- держании в производственных сточных водах растворенных органических веществ, пред- ставляющих техническую ценность, например, фенолов и жирных кислот, эффективным

125 методом очистки является экстракция органическими растворителями – экстрагентами.
Экстракционный метод очистки производственных сточных вод основан на распределе- нии загрязняющего вещества в смеси 2-х взаимонерастворимых жидкостей соответствен- но его растворимости в них.
Для удаления из сточной воды газов, ароматических органических веществ, напри- мер, красителей, использовали адсорбцию активированным углем и силикагелем.
В две пробирки налить раствор красителя (проба № 2). В одну поместить гранулы активированного угля (4-5 штук) и встряхивать 5-7 минут. Раствор отфильтровать от взве- си угля и сравнить его окраску с окраской исходного раствора в первой пробирке.
Сделать вывод об адсорбционной способности активированного угля.
Опыт 5. Фильтрование через нейтрализующие материалы.
Удалить из воды примеси IV группы, принимая во внимание, что для удаления из воды ионов растворенных веществ используют методы осаждения, нейтрализации, пере- вод ионов в малодиссоциированные соединения, ионный обмен, окисление и др.
Гетерогенный ионный обмен – это процесс обмена между ионами, находящимися в растворе и ионами, присутствующими на поверхности твердой фазы – ионитами. При этом из воды извлекаются и утилизируются ценные примеси: соединения мышьяка, фос- фора, а также хром, цинк, свинец, ртуть и т.д., ПАВ, радиоактивные вещества.
Большинство производственных сточных вод содержат щелочи и кислоты. С целью предупреждения коррозии очистных сооружений, трубопроводов, биохимических процес- сов в биологических окислителях и водоемах эти воды подвергают нейтрализации.
В сточной воде (V = 50 мл) № 3 измерить рН на иономере до и после пропускания через колонку с загрузкой известняком (мелом, известью) (отфильтровать).
Измерить рН воды после 2-х кратного пропускания ее через колонку.
Результаты опыта представить в виде таблицы 7.
Таблица 7
Результаты исследований
№ пробы
Метод очистки
Загрузка рН сточной воды
Исходный
После фильтрования
1-го
2-го
Опыт 6. Образование малорастворимых соединений.
Ионы тяжелых и цветных металлов удаляют введением NаОН или СаО, что приво- дит к осаждению малорастворимых гидроксидов.
В 2 пробирки налить 2 мл исследуемой воды, содержащей ионы Fе (III). В одну из них добавить 1-2 капли КNCS (реактив на ионы Fе (III)). Наблюдать характерное окраши- вание. Написать уравнение реакции. В другую пробирку добавить микрошпатель СаО и встряхивать 1-1,5 мин. После центрифугирования, добавить в жидкую фазу КNСS, срав- нить с окраской в пробирке 1. Сделать вывод о возможности очистки воды от тяжелых металлов данным методом.

126
Задача 3. Определите класс опасности осадка сточных вод массой М = 10 кг сле- дующего состава: песок – 90%, серебро – 2%, алюминий – 5%, муравьиная кислота – 3%.
Значения показателей опасности возьмите из Приложения.
Приложение
На дом: оформить отчет о практической работе в виде файла MS Word.

127
Раздел 5. Организация обращения с опасными отходами.
Тема 5.2. Использование и обезвреживание опасных отходов.
Занятие 51
ПР № 16: Оценка опасности шламов
машиностроительного предприятия.
Тип занятия: формирование умений и навыков.
Форма занятия: практическая работа.
Цель занятия: выработка новых умений и навыков.
Образовательные задачи занятия:
- применить навыки определения класса опасности опасных отходов в нестандарт- ной ситуации;
- научиться оценивать опасность шламов сложного состава.
Воспитательные задачи занятия:
- развитие понимания сущности и социальной значимости получаемой профессии, устойчивого интереса к ней;
- воспитание информационной культуры.
Развивающие задачи занятия: продолжить развитие умений
- организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество;
- осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективно- го выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития;
- использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональ- ной деятельности;
- работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами;
- ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной дея- тельности.
Обеспечение занятия: методические указания к практическим работам, персональ- ные компьютеры, приложения MS Office.
Структура занятия:
1) Организационный этап.
2) Целеполагание.
3) Актуализация знаний (фронтальный опрос).
4) Выполнение практических заданий.
5) Контроль результатов выполнения практической работы.
6) Подведение итогов занятия, выставление оценок.
7) Домашнее задание, пояснения по его выполнению.
Практические задания:
1. Отходы отработанного активированного угля содержат одно из органических веществ:
№ варианта
Органическое вещество в отходе
1, 6
Хлороформ
2, 7
Четыреххлористый углерод
3, 8
Бензол
4, 9
Перхлорэтилен
5, 10
Толуол
Опасность отхода определяется наличием в нем органического вещества.

128
Уголь подвергли обезвреживанию, при этом содержание органического загряз- няющего вещества снизилось до 0,1%.
Справочные данные для загрязняющих веществ приведены в табл. 4.1.
Рассчитать класс опасности отхода отработанного угля до и после обезвреживания.
2. Шлам от мойки машин и механизмов содержит низкокипящие нефтепродукты, индустриальные масла. Класс опасности в воздухе рабочей зоны по нефти 3-й; ЛД
50
(ле- тальная доза по индустриальным маслам) равна 12000 мг/кг. Определить класс опасности шлама, загрязненного нефтепродуктами, индустриальными маслами.
3. Определить класс опасности отхода производства фторсолей, если в его состав входят сера, натрия сульфат и натрия фторид. Значение ПДК в почве для серы 160 мг/кг, для сульфат-иона – 160 мг/кг, для фторида натрия – 10 мг/кг. Растворимость в воде суль- фата натрия в пересчете на сульфат-ион – 35,8 г в 100 г воды, фторида натрия в пересчете на фторид-ион – 1,95 г в 100 г воды, сера в воде практически не растворима.
Порядок выполнения работы
1. Определение класса опасности промышленных отходов на основе ПДК хи-
мических веществ в почве.
Расчет индекса опасности ведут по формуле: где ПДК
i
– предельно допустимая концентрация токсичного химического вещества, содержащегося в отходе, в почве, мг/кг; S – коэффициент, отражающий растворимость в воде, безразмерный и равный растворимости данного химического вещества в граммах на
100 г воды при 25°С, деленной на 100, величина S находится в интервале от 0 до 1, при растворимости больше 100 г в 100 г воды S принимается равным 1; С
в
– содержание дан- ного компонента в общей массе отхода, массовая доля; i – порядковый номер данного компонента.
Примечание. Цифры, помеченные звездочкой, указывают растворимость в пересче- те на токсичный компонент-металл.
Величину К
i округляют до первого знака после запятой.

129
В случае, когда опасность отхода определяется по катиону или аниону токсичного компонента отхода, используется растворимость компонента в пересчете на катион (ани- он).
2. Определение класса опасности при отсутствии ПДК химических веществ в
почве.
Расчет индекса опасности ведут для каждого компонента отхода, используя вели- чину ЛД
50
для данного компонента (ЛД
50
– средняя смертельная доза при введении в же- лудок, мг/кг), при наличии в справочнике нескольких значений ЛД
50
принимают мини- мальное значение.
Расчет индекса опасности ведут по формуле: где F – безразмерный коэффициент летучести данного компонента, равный отно- шению давления насыщенного пара индивидуального компонента при температуре 25°С и
760 мм рт.ст., значение F находится в интервале от 0 до 1; летучесть определяют только для веществ, имеющих температуру кипения при 760 мм рт.ст. не выше 80°С.
3. Определение класса опасности при отсутствии ПДК химических веществ в
почве и ЛД
50
.
При отсутствии ПДК в почве и ЛД
50
для некоторых компонентов отходов, но при наличии величин классов опасности в воздухе рабочей зоны в уравнение из п. 2 подстав- ляют условные величины ЛД
50
, ориентировочно определяемые по показателям класса опасности в воздухе рабочей зоны с помощью следующих данных:
4. Определение суммарного индекса опасности.
Рассчитав К
i для отдельных компонентов отхода, выбирают несколько (не более трех) ведущих компонентов отходов, имеющих наименьшее значение К
i
, причем К
1
< К
2
<
К
3
Затем ведут расчет индекса опасности отхода по трем ведущим компонентам при условии 2K
1
≥ K
3
; по двум ведущим компонентам при условии 2K
1
≥ K
2
, но 2K
1
≤ K
3
где n – количество ведущих компонентов отхода, n ≤ 3.
После расчета K
Σ
определяют класс опасности отхода по табл. 4.2 при расчете на основе ПДК в почве или по табл. 4.3 при расчете на основе ЛД
50

130
Рассчитать класс опасности отхода на основе ПДК в почве на основе ЛД
50
и исходя из класса опасности веществ в воздухе рабочей зоны.
Справочные данные о ведущих компонентах отходов и их содержании в отходах приведены в табл. 4.4.
На дом: оформить отчет о практической работе в виде файла MS Word.

131
Раздел 5. Организация обращения с опасными отходами.
Тема 5.2. Использование и обезвреживание опасных отходов.
Занятие 52
ПР № 17: Расчет параметров валковой и молотковой дробилок
для измельчения полимерных отходов.
Тип занятия: формирование умений и навыков.
Форма занятия: практическая работа.
Цель занятия: выработка новых умений и навыков.
Образовательные задачи занятия:
- изучить метод переработки полимерных отходов;
- ознакомиться с конструкцией и принципом работы дробилок для получения про- дукта грубого помола;
- научиться рассчитывать параметры дробилок различной конструкции для измель- чения полимерных отходов.
Воспитательные задачи занятия:
- развитие понимания сущности и социальной значимости получаемой профессии, устойчивого интереса к ней;
- воспитание информационной культуры.
Развивающие задачи занятия: продолжить развитие умений
- организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество;
- осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективно- го выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития;
- использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональ- ной деятельности;
- работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами;
- ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной дея- тельности.
Обеспечение занятия: методические указания к практическим работам, персональ- ные компьютеры, приложения MS Office.
Структура занятия:
1) Организационный этап.
2) Целеполагание.
3) Актуализация знаний (фронтальный опрос).
4) Выполнение практических заданий.
5) Контроль результатов выполнения практической работы.
6) Подведение итогов занятия, выставление оценок.
7) Домашнее задание, пояснения по его выполнению.
Теоретическая часть
Измельчениемназывают процесс разрушения кусков твердого материала при кри- тических внутренних напряжениях, создаваемых в результате какого-либо нагружения и превышающих соответствующий предел прочности. Напряжения в материале могут соз- даваться механическим нагружением, температурными воздействиями, ультразвуковыми колебаниями и др. Наибольшее применение в современном производстве имеют механи- ческие способы измельчения.
В технологии переработки пластмасс, к процессам измельчения прибегают в двух случаях:

132 а) измельчение полимерных материалов для их использования в специальных тех- нологических процессах (напыление, нанесение покрытий) или для их повторного исполь- зования (дробление отходов); б) измельчение исходных компонентов композиционных материалов (наполнители, красители, твердые реагенты и др.).
Хрупкие материалы можно измельчать раздавливанием, ударом или срезом. Пла- стичные и эластичные материалы лучше измельчаются срезом и истиранием. В большин- стве видов оборудования для измельчения эти процессы накладываются друг на друга.
Выбирая метод измельчения, необходимо руководствоваться величиной разру- шающего напряжения при сжатии. По этому показателю все измельчаемые материалы де- лятся на три класса: с низкой (до 10 МПа), средней (от 10 до 50 МПа) и высокой (свыше
50 МПа) механической прочностью. Хрупкий или пластический характер разрушения ма- териала определяет выбор метода измельчения: удар или срез.
В зависимости от размеров частиц исходного материала и готового продукта про- цессы измельчения подразделяются на пять групп, которые представлены в таблице 2.1.
Основной характеристикой процесса измельчения является степень измельчения, которая определяется соотношением средневзвешенных размеров частиц материала до и после измельчения:
Степень измельчения отражает технологию и определяет параметры измельчите- лей. Степень измельчения, достигаемая на одной машине, для большинства видов дро- бильного оборудования не превышает 3…7.
С целью обеспечения эффективности измельчение материала от исходной до ко- нечной крупности осуществляется, как правило, в несколько приемов, с последователь- ным переходом от крупного дробления к более мелкому и к помолу с постадийным разде- лением материала по классам.
Следовательно, процесс измельчения целесообразно осуществлять последователь- но на нескольких измельчителях. Каждый отдельный измельчитель выполняет часть об- щего процесса, называемую стадией измельчения.
В то же время следует отметить, что увеличение стадий дробления приводит к по- вышению капитальных затрат на строительство заводов, переизмельчению материала и к удорожанию эксплуатации завода. Поэтому выбор схемы измельчения следует осуществ- лять из условия обеспечения минимального числа стадий дробления. Однако, в ряде слу- чаев только применение многостадийных схем (четырех- и пятистадийных) обеспечивает получение готового продукта в необходимом объеме и высокого качества.
Энергозатраты, нагрузки на элементы измельчителей и качество продукта зависят от прочности, хрупкости, твердости, упругости, абразивности и плотности твердых мате- риалов.