Методика и условия проводимых экспериментальных исследований Описание и характеристика использованных в исследованиях магнитов и устройств для обработки жидкости (стр. 5 из 7)
Ход определения.
К 100 мл исследуемой пробы добавляют 0,3 мл метилового оранжевого. Титруют HCl (0,1 н) до изменения окраски раствора. Щёлочность вычисляется по формуле:
p=
, гдеa-объём израсходованной на титрование HCl
k-поправочный коэффицент
8. Мутность.
Мутность воды вызвана присутствием тонкодисперсных примесей, обусловленных нерастворимыми или коллоидными неорганическими и органическими веществами различного происхождения (илов, водной растительности, микроорганизмов и др). Обычно применяется измерение единиц мутности по формазину (ЕМФ) или по каолину (мг/л).Норматив питьевой воды по мутности-не более 2,6 ЕМФ.Мутность определяется турбидиметрически.
9.Цветность.
Цветность природных вод обусловлена главным образом присутствием гумусовых веществ и соединений трёхвалентного железа, а также присутствием таниновых веществ, дающих с солями железа окрашенные соединения. Количественно все виды цветности выражают в градусах, принимая за 1 градус цветность раствора, содержащего в 1 л 1 мг Pt4+ и 0,5 мг Co2+ (платинокобальтовая шкала). Колеблется от единиц до тысяч градусов. Для питьевой воды цветность должна быть не более 20 градусов. Определяется колориметрически.
3.Результаты экспериментальных исследований влияния постоянного магнитного поля на состав и качество воды.
3.1. Результаты экспериментальных исследований по магнитной обработке природной артезианской воды.
Для исследования влияния постоянного магнитного поля на состав природной воды был проведён забор артезианской воды в г.Павлово из скважины, расположенной на территории ОАО «Павловский ордена Почёта завод художественных металлоизделий». Дата проведения забора-23.06.09.
Также был проведён забор природной артезианской воды в г.Нижнем Новгороде из скважины, расположенной на территории ОАО «Оргсинтез». Дата проведения забора-08.07.09.
Была проведена обработка вод в устройстве по п.2.1.2.
Результаты исследований отображены в таблицах 5, 6.
По опытным данным таблиц 5,6 установлено, что за счёт магнитной обработки природной артезианской воды в условиях воздействия четырьмя постоянными магнитами, каждый из которых характеризуется остаточной индукцией 0,38 Тл, произошли следующие изменения:
1.Реакция среды (pH) омагниченной воды возросла с 7,2 до 7,46 (г.Павлово) и с 6 до 6,95 (г.Нижний Новгород), и вода приобрела нейтральный характер.Это объясняется переводом ионов в малодиссоциированные соединения, образованием комплексных ионов, приводящих к нейтрализации гомогенной системы [13] .
2.Содержание твёрдой фазы, присутствующей в воде в виде нерастворимых взвешенных веществ и определяющей мутность воды, а в некоторых случаях и цветность, после магнитной обработки уменьшается:
-взвешенные вещества-с 138 до 60 мг/дм3 (г.Павлово) и с 536 до 465,5 мг/дм3 (г.Нижний Новгород);
-мутность-с 0,3 до 0,12 ЕМФ (г.Павлово) и с 2,1 до 1,05 ЕМФ (г.Нижний Новгород);
-цветность-с 20 до 10 град. (г.Павлово) и с 10 до 5 град. (г.Нижний Новгород).
Это объясняется тем, что произошла агрегация взвесей под влиянием магнитного поля с последующим удалением агрегатов отстаиванием.
3.Количество растворённых примесей, присутствующих в природной воде, представленных солями жёсткости, катионами Fe3+, Fe2+, Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl-, SO42+ и т.д., выраженных сухим остатком, а также электропроводностью растворённых солей, щёлочностью, после магнитной обработки уменьшилось, что является положительным фактором в процессе обработки природной воды. Как правило, для обессоливания воды в технологии водоочистки применяют дорогостоящие и сложные процессы, такие, как ионный обмен, мембранное обессоливание, термические методы. Поэтому метод магнитной обработки перспективен для реализации в процессе обессоливания как при самостоятельной, так и при комбинированной обработке в сочетании с существующими способами.
3.2.Результаты экспериментальных исследований по магнитной обработке модельных железосодержащих вод с различной концентрацией железа общего.
Поскольку целью исследований является оценка метода обессоливания, умягчения и обезжелезивания природной воды путём магнитной обработки, на основе природной артезианской воды была приготовлена модельная железосодержащая вода с различной концентрацией железа общего-в диапазоне от 1 до 5 мг/дм3.
Модельная железосодержащая вода была приготовлена на основе природной воды (г.Павлово, завод художественных металлоизделий) с добавлением шестиводного хлорида железа (FeCl3·6H2О). Концентрация железа в исходной модельной воде составляла 100 мг/дм3, различные концентрации железа получали разбавлением исходной модельной железосодержащей воды.
Была проведена обработка вод в устройстве по п.2.1.2.
Результаты исследований отображены в таблице 7 и на рис.3-4.
На рисунке 3 отражена зависимость реакции среды (pH) от концентрации железа общего в модельной воде, прошедшей магнитную обработку, в устройстве, оборудованном четырьмя постоянными магнитами.
Показатель pH выбран потому, что он объективно может охарактеризовать соотношение водородных и гидроксильных ионов. Метод определения pH является точным, электрометрическим, показывающим постоянную величину в природной воде веществ, диссоциирующих на H+ и OH- ионы. В чистой воде молярные концентрации этих ионов равны и составляют при 25°C 10-7 ммоль/л.
[H+]=10-pH
pH=-lg [H+] (~pH 7)
На рисунке 4 отражена зависимость электропроводности от концентрации железа общего в модельной воде, прошедшей магнитную обработку, в устройстве, оборудованном четырьмя постоянными магнитами.
Показатель удельной электропроводности был выбран потому, что электролиты в растворе диссоциируют на анионы и катионы. В очень разбавленных растворах сильных электролитов происходит практически полная диссоциация, в то время как степень диссоциации слабых электролитов определяется величиной константы диссоциации соли, кислоты или основания, а степень диссоциации двух последних зависит также и от pH раствора. Наличие ионов обуславливает электропроводность водных растворов.
В большинстве природных вод электропроводность служит показателем концентрации органических и неорганических электролитов (солей).
По опытным данным таблицы 7 и зависимостям, приведённым на рис.3-4., установлено, что во всех случаях наблюдается снижение по показателям сухой остаток (снижение в среднем на 4,8-17,2%), электропроводность (в среднем на 4,8-9%), общая жёсткость (в среднем на 4,3-22,8%), железо общее (в среднем на 17,6-100%); повышение водородного показателя.
Таким образом, общая тенденция по уменьшению содержания твёрдой фазы (взвешенных веществ), растворённых солей, установленная ранее при очистке природной артезианской воды под воздействием магнитного поля сохранилась. Омагничивание железосодержащей воды позволяет снизить концентрацию растворённого железа до 17,6-100% в зависимости от его исходного содержания.
4.Результаты экспериментальных исследований по магнитной обработке природной артезианской воды на различных установках и изменении её свойств в зависимости от количества магнитов.
Для исследований была взята природная артезианская вода с территории ОАО «Павловский ордена Почёта завод художественных металлоизделий».
Условия магнитной обработки не изменились в сравнении с предыдущими экспериментами:
-время обработки 6 часов
-температура обработки-20°C
-время отстаивания системы-1 час
-число оборотов мешалки-200 мин-1
Изменялись только устройства, следовательно, и количества магнитов: 1 л воды был обработан в устройстве по п.2.1.1., 1 л воды был обработан в устройстве по п.2.1.2., 1 л воды был обработан в устройстве по п.2.1.3.-двумя,четырьмя и шестью магнитами соответственно.
Результаты магнитной обработки приведены в таблице 8 и на рис.5.
На рис. отражены зависимости величины pH и электропроводности от числа магнитов в воде, прошедшей магнитную обработку.
По опытным данным таблицы 8 и рис.4. установлено, что воздействие магнитного поля двух и шести магнитов приводит к результатам, отличным от зависимостей, установленных ранее при обработке воды четырьмя магнитами.
Получены следующие данные:
1.В воде, обработанной на установке, оснащённой двумя постоянными магнитами, каждый из которых характеризуется остаточной индукцией 0,38 Тл реакция среды (pH) понизилась с 7,63 до 7,59; на установке, оснащённой четырьмя постоянными магнитами, реакция среды повысилась с 7,2 до 7,46, а в случае с водой, оснащённой шестью постоянными магнитами она уменьшилась на 13,1%-с 7,63 до 6,63, из чего можно сделать вывод, что вода, прошедшая магнитную обработку на установках, оснащённых двумя и шестью магнитами, стала более кислой, особенно при обработке воды шестью магнитами.
2.В воде, обработанной на установке, оснащённой двумя постоянными магнитами содержание твёрдой фазы практически не изменилось-содержание взвешенных веществ незначительно снизилось, мутность увеличилась, цветность же осталась неизменной:
-взвешенные вещества-с 303,5 до 297,5 мг/дм3;
-мутность-с 0,15 до 0,3 ЕМФ;
-цветность-20 град.
В воде, обработанной шестью постоянными магнитами твёрдая фаза снизилась, но не столь существенно, как в воде, обработанной четырьмя постоянными магнитами-мутность воды возросла:
-взвешенные вещества-с 303,5 до 256 мг/дм3;
-мутность-с 0,15 до 0,31 ЕМФ;
-цветность-с 20 до 10 град., в то время как в воде, обработанной на установке, оснащённой четырьмя постоянными магнитами, содержание твёрдой фазы снизилось существенно:
- взвешенные вещества-с 138 до 60 мг/дм3;
-мутность-с 0,3 до 0,12 ЕМФ;
-цветность-с 20 до 10 град.
3.Количество растворённых примесей снизилось примерно в таком же отношении: наиболее радикальные изменения наблюдаются в составе воды, прошедшей магнитную обработку четырьмя постоянными магнитами.