Обеззараживание природной воды хлорированием с аммонизацией при подготовке питьевой воды

Отчет по лабораторной работе № 2

Общие положения

Для обеспечения продленного действия хлора в практике обеззараживания воды применяется хлорирование с аммонизацией. При такой обработке перед вводом хлора в обрабатываемую воду добавляются аммонийные соединения или аммиак. В результате образуются монохлорамины NH₂Cl и дихлорамины NHCl₂, называемые свободным активным хлором. Он также обладает бактерицидными свойствами, но более слабыми, чем свободный активный хлор.

Решающую роль при этом играют правильно взятые соотношения аммиака и хлора, а также порядок и интервал в последовательности введения реагентов. Выбор этих условий производится в лаборатории путем пробной хлораммонизации.

Кривая «остаточный хлор – введенный хлор» при обычном хлорировании для большинства вод имеет прямолинейный характер, а при хлорировании с аммонизацией – может иметь непрямолинейный характер с ярко выраженным изломом. Первая точка перегиба соответствует образованию монохлорамина с меньшим, чем у хлора, окислительно-восстановительным потенциалом. Вторая точка перегиба соответствует моменту окисления образовавшегося монохлорамина избыточным хлором. Т.е. такая кривая для большинства вод имеет вид с первоначальным подъемом величины остаточного хлора, затем спадом и далее вторичным подъемом, который характеризуется пропорциональным изменением дозы остаточного хлора в зависимости от дозы введенного хлора. Максимум на кривой соответствует времени, когда весь имеющийся в воде аммиак израсходован на образование хлораминов, минимум – полному разрушению хлораминов.

Необходимую дозу хлора в воде определяют, как и при обычном хлорировании, по графику зависимости содержания остаточного хлора от количества введенного хлора. Для сохранения бактерицидных свойств в течение длительного времени концентрация связанного остаточного хлора в воде после контакта в течение 1 часа должна быть в пределах 0,8 - 1,2 мг/л (между максимумом и минимумом на кривой). Указанная концентрация хлора дает гарантию того, что вода обеззаражена. Соотношение дозы хлора и аммиака зависит от качества исходной воды. Обычно оптимальной, обеспечивающей образование монохлораминов, является доза аммиака в 5-6 раз меньше дозы хлора.

Приборы и посуда

Колбы конические на 250 мл с пробками – 10 шт.

Цилиндр на 100 мл

Пипетки градуированные на 1 мл, 2 мл, 5 мл

Бюретка на 25 мл

Резиновая груша

Часы

Шпатель

Реактивы

Хлорная вода

КI – кристаллический (или 5% - ный раствор)

Ацетатный буферный раствор (рН=4,6)

Na₂S₂O₃ - 0,005 Н раствор

Крахмал – 0,5% - ный раствор

NH₄Cl – раствор

Порядок выполнения работы

Предварительно определяют содержание активного хлора в хлорной воде. Для этого в коническую колбу на 250 мл отбирают пипеткой 5 мл хлорной воды и доводят объм до 100 мл дистиллированной водой. Добавляют 0,5 г кристаллического КI (или 5 мл 5% - ного раствора) и 5 мл ацетатного буферного раствора (рН=4,6). Содержимое колбы перемешивают и через 3 минуты титруют 0,005 Н раствором Na₂S₂O₃ до получения светло-желтой окраски, прибавляют 1 мл 0,5% - ного раствора крахмала и дотитровывают до исчезновения синего окрашивания.

Содержание активного хлора в мг/л вычисляют по формуле

С_хл=

где N – нормальность раствора Na₂S₂O₃;

V₁ – объем раствора Na₂S₂O₃, прошедший на титрование, мл;

V₂ – объем исследуемой воды, взятой для титрования, мл.

Результаты округляют следующим образом:

В 10 конических колб на 250 мл наливают цилиндром по 100 мл исследуемой воды, добавляют определенное количество раствора NH₄Cl (задается преподавателем) и рассчитывают дозу аммиака. Затем последовательно в каждую из колб приливают пипеткой разное количество хлорной воды по соотношению дозы аммиака к дозе хлора 1:1, 1:2, 1:3, 1:4, 1:5, 1:6, 1:7, 1:8, 1:9 и 1:10. Содержимое каждой колбы перемешивают, закрывают пробкой и оставляют на 1 час. Затем определяют остаточный хлор последовательно в каждой колбе аналогично активному хлору в хлорной воде, добавляя необходимые реактивы непосредственно в колбу с исследуемой водой.

Результаты определения остаточного хлора заносят в таблицу. По полученным данным строят график зависимости содержания остаточного хлора в мг/л от дозы введенного хлора в мг/л, по которому определяют оптимальную дозу хлора и оптимальное соотношение доз аммиака и хлора для обеззараживания хлорированием с аммонизацией природной воды при подготовке питьевой воды.

Отчет по лабораторной работе заканчивается выводом.

Таблица

Результаты опытов по определению оптимальной дозы хлора

и оптимального соотношения доз аммиака и хлора для

обеззараживания воды