CC BY
17
ВЛИЯНИЕ СИЛИКАТА НАТРИЯ НА ОЧИСТКУ ВОДЫ КОАГУЛЯЦИЕИ
Л. А. Кульский, А. М. Когановский, Т. М. Ровинская Из Института общей и неорганической химии Академии наук УССР
В литературе неоднократно приводились данные об ускорении процессов образования и оседания хлопьев при введении силиката натрия в воду, очищаемую сернокислым алюминием.
Однако имеющиеся в литературе материалы не позволяли судить о том, как отражаются добавки силиката на обесцвечивании окрашенных речных вод коагулянтом, поскольку влияние силиката было исследовано в основном в условиях очистки мутных неокрашенных вод.
Целью наших исследований была проверка эффективности добавок силиката натрия при очистке окрашенных речных вод коагулянтами на примере очистки воды Днепра.
Для уточнения оптимальных соотношений серной кислоты и силиката нами был приготовлен ряд смесей, в которых серная кислота была прибавлена в различных количествах (от 37 до 450% от весового содержания ЫагО). Все приготовленные таким образом растворы силиката прибавляли к воде с цветностью 85°, в которую затем вводили сернокислый глинозем (ШО мг). Доза кремнекислоты составляла 30% от дозы коагулянта. Наилучшие условия хлопьеобразования и оседания наблюдались при прибавлении кислоты в количестве 75% от весового содержания Ыа.О. При этом соотношении кислоты к растворимому стеклу в рабочих растворах силиката достигается наибольшая скорость застудневания.
Время, необходимое для вызревания активной кремнекислоты, зависит от концентрации растворимого стекла и количественного соотношения в нем №гО и 5102. Чем выше концентрация кремнекислоты и меньше в растворимом стекле соотношение КтагО и БЮг, тем скорее наступает застудневание раствора. В нашей работе это соотношение составляло 0,33.
В целях удобства работы мы выбрали раствор с концентрацией 0,98% ЭЮг. Время «вызревания» такого раствора было 1 час 30 минут — 1 час 40 минут. Выдерживание подкисленного раствора силиката натрия в течение более длительного времени, чем необходимо для его вызревания, приводит к коагуляции кремнекислоты, что делает его непригодным для использования. В производственных условиях рационально применять более разбавленные растворы, время вызревания которых составляло бы 4—8 часов, поскольку такие растворы медленнее коагулируют.
Опыты проводили в стеклянных цилиндрах емкостью 250 мл. Раствор активной кремнекислоты прибавляли за 10 минут до введения коагулянта. Наблюдения за ходом оседания проводили в течение 2 часов. После этого пробы отфильтровывали от осадков и в фильтратах определяли цветность, щелочность, рН, содержание железа по общепринятой методике.
Содержание кремнекислоты определяли колориметрически с молиб-деновокислым аммонием по следующей прописи: к 20 мл исследуемой воды прибавляли 4 мл 10% СНзСООН и 4 мл 10% (МН<)2 М0О4. Пробу помещали на 5 минут в кипящую водяную баню, затем прибавляли 2 мл насыщенного раствора ЫагБОз и колориметрировали через 15 минут. Исследования проводили на воде, окрашенной торфяной вытяжкой, и на днепровской воде в период весеннего паводка.
В первой серии опытов было исследовано влияние активной кремнекислоты на эффект очистки окрашенных речных вод сернокислым глиноземом при температуре 0—2" и 19—20°.
Эти опыты показали, что прибавление кремнекислоты к сернокислому глинозему значительно ускоряет оседание хлопьев независимо от
температуры воды. При очистке днепровской воды с цветностью 56" доза сернокислого глинозема 100 мг/л не обеспечивала даже появления хлопьев в течение 2 часов. При предварительном введении кремнекислоты в количестве 30% от дозы коагулянта хлопьеобразование начиналось уже через 25 минут, т. е. сразу за камерон реакции, оседание хлопьев начиналось через 45 минут и через 75 минут полностью заканчивалось, что соответствует первой половине отстойника.
Аналогичный эффект наблюдался и при очистке искусственно окрашенной воды. Что касается влияния добавок кремнекислоты на эффект обесцвечивания воды, то, как видно из табл. 1, прибавление кремнекисло-
Таблица 1
Влияние добавок кремнекислоты на эффект обесцвечивания воды сернокислым
глиноземом
Доза сернокислого глинозема (в мг/л) Доза силиката (30% от дозы коагулянта) (в мг/л) Показатели очищенной воды, окрашенной торфяной вытяжкой Показатели очищенной днепровской воды весеннего паводка
температура 0—2° температура 20° температур» 20°
цветность содержание SiO, (в мг/л) цветность содержание Si02 (в мг/л) цветность содержание SiOj (в мг/л)
100 — 41° 10,0 54° 14,5 26° 5,09
100 30 41° 13,8 52° 17,5 30° 5,9
150 — 32° 11,6 40° 13,1
150 45 33° 12,7 39° 16,9
200 — 24° 12,7 32° 15,0
200 60 24° 12,2 30° 17,3
Примечание: Цветность воды, окрашенной торфяной вытяжкой, до очистки была 100°, щелочность 3,4 мг экв/л, рН*7,4; цветность днепровской воды весеннего паводка до очистки составляла 56°, щелочность 1,65 мг. экв/л, рН 7,4.
ты в количестве 30% от дозы коагулянта практически не приводит к обесцвечиванию воды. Цветность воды, очищенной в присутствии силиката натрия, не только не уменьшается, но в некоторых случаях даже повышается на 2—4'. Содержание кремнекислоты в воде, очищенной сернокислым алюминием, при применении силиката повышается на 2—4 мг/л.
Ввиду того что часть водопроводов пользуется в качестве коагулянта хлорным железом, нами также было проверено влияние добавок кремнекислоты к хлорному железу на эффект очистки воды.
Результаты опытов показали, что прибавление активной кремнекислоты к воде при очистке ее хлорным железом не только не ускоряет процессы хлопьеобразования и оседания, но даже заметно замедляет их. Цветность воды при этом не уменьшается, а в отдельных случаях даже повышается (табл. 2).
Содержание остаточного железа в воде, очищенной хлорным железом, в случае предварительного введения силиката возрастает, достигая 0,8 мг/л, что приблизительно в 2'/з раза превышает нормы ГОСТ на питьевую воду (0,2—0,3 мг/л).
В третьей серии опытов мы сравнили эффективность добавок к сернокислому глинозему активной кремнекислоты и хлорного железа. Использование хлорного железа совместно с сернокислым глиноземом было нами исследовано ранее (1) и показано, что такая смесь (смешанный коагулянт) обладает хорошими показателями в отношении быстроты
Таблица 2
Влияние добавок кремнекислоты на аффект обесцвечивания воды хлорным железом
Доза Лоза Показатели очищенной воды, окрашенной торфяной выгяжкой Показатели очищенной днепровской воды весеннего паводка в период
коагу- силиката натрия (в мг/л) температура 19—20° температура 19—20°
(в мг/л) цветность содержание Ре (в мг/л) доза РеС13 (в мг/л) ! доза силиката 1 натрия (в мг/л) цветность содержание Ре (в мг/л)
50 _ 32° 0,1 40 _ 20= —
50 10,0 32° 0,35 ' 40 20 27° 0,49
50 15,0 37° 0,8
50 20,0 40° 0,58
50 25, С 40° 0,69
Примечание. Вода, окрашенная торфяной вытяжкой, до очистки имела цветность 100°, щелочность 3,4 мг. экв/л, рН 7,4; днепровская паводковая вода имела цветность 56°, щелочность 1,65 мг. экв/л, рН 7,4.
образования хлопьев и их осаждения. Выбранные нами дозы силиката и хлорного железа составили 30% от дозы сернокислого глинозема. Опыты проводили при температурах Ъ—Т и 19—20°.
Оказалось, что ускорение образования и оседания хлопьев при прибавлении к сернокислому глинозему хлорного железа значительно больше, чем при прибавлении такого же количества активной кремнекислоты (независимо от температуры воды). Кроме того, прибавление хлорного железа значительно снижает цветность воды (табл. 3). Количество остаточного железа в воде, очищенной сернокислым глиноземом с добавками хлорного железа (смешанный коагулянт), не превышает 0,14—0,16 мг'л.
Таблица 3
Сравнение эффективности очистки воды сернокислым глиноземом с добавками силиката и хлорного железа
Доза сернокислого глинозема (в мг/л) Доза силиката натрия (30% от дозы коагулянта) (в мг/л) Доза хлорного железа (В № г/л) Показатели очищенной воды, окрашенной торфяной вытяжкой Показатели очищенной днепровской воды весеннего паводка
температура 5—7° температура 20° температура 20°
цветность содержание 5Ю2 (в мг/л) цветность ■ содержание БЮ, (в мг/л) содержание Ре (в мг/л) цветность содержание БЮ2 (в мг/л)
100 _ _ 53° 11,9 54= 14,5 — 26= 5,09
100 ' 3' — 51° 13,55 521 17,5 — 30 5.9
100 — 30 24° 11,9 23= 12,1 0,14 14= —
200 — — 24° 12,2 32- 15,0 — —. —
200 • 60 — 25е 13,0 30= 17,3 — —
200 — 60 10е 11,65 13° 12,0 0,14
Примечание. Показатели воды, окрашенной торфяной вытяжкой до очистки: цветность 1,00°, щелочность 3.4 мг. экв/л, рН 7,4; показатели днепровской паводковой воды до очистки: цветность 56°, щелочность 1,65 мг. экв/л, рН 7,4.
Выводы
1. Показано, что прибавление силиката натрия к сернокислому глинозему приводит к улучшению процессов хлопьеобразования и оседания и что при очистке воды хлорным железом процессы хлопьеобразования
зт оседания в присутствии силиката затрудняются. В обоих случаях прибавки силиката не влияют на эффект обесцвечивания воды.
2. Проведено сравнение эффективности добавок к сернокислому глинозему силиката и хлорного железа. Показано, что добавки хлорного железа к сернокислому глинозему (смешанный коагулянт) вызывают более значительное усиление хлопьеобразования и оседания, чем такое же количество активированного силиката.
Кроме того, добавки хлорного железа к сернокислому алюминию в отличие от активной кремнекислоты обусловливают улучшение обесцвечивания воды.
3. На основании проведенных исследований следует считать, что для • улучшения обесцвечивания воды при очистке окрашенных вод коагулянтами прибавки силиката нежелательны.
ЛИТЕРАТУРА
Кульский Л. А., Когановский А. М. и Гороновский И. Т., Укр. хим. жури., 1949, т. XV, в. 4, стр. 432—441. — Малишевский Н. Г., в кн.: Материалы 2-го совещания по вопросам очистки питьевых и промышленных вод, стр. 9, Киев, 1953,— Bay lis J. R., Water Works a. Sewerage, 1937, v. 83, p. 469—473; v. 84, •p. 221—225; 1938, v. 85, p. 855—858.
Поступила 18/VIT 195» r.
•k
К ВОПРОСУ ОБ ОБЩЕТОКСИЧЕСКОМ ДЕЙСТВИИ СЕРНИСТОГО ГАЗА
Доцент В. А. Литкенс
•Из Свердловского института гигиены труда и кафедры гигиены труда Свердловского
медицинского института
Получение цветных металлов из сульфидных руд, серной кислоты и^ колчеданов и пиритных концентратов, сжигание сернистых углей и мазутов связано со значительным выделением и выбросами в воздух рабочих помещений и в окружающую атмосферу больших количеств сернистого газа.
Токсикологически сернистый газ принято относить к так называемым раздражающим газам, а действие его на организм вследствие неизжитых ■еще локалистических представлений связывать с местным «прижигающим» действием на слизистые оболочки организма. Хроническое общетоксическое действие сернистого газа большинством авторов игнорируется. До сих пор существует еще ложное и вредное представление о привыкании организма к действию сернистого газа, что дезориентирует практических работников в отношении борьбы с потерями сернистого газа в воздух.
Так называемое привыкание к сернистому газу, по нашим многолетним наблюдениям, — лишь проявление патологически измененной реакции обонятельного анализатора в результате длительного вдыхания ■сернистого газа. В производственной обстановке такая токсическая ан-•осмня лишает рабочего возможности своевременно и правильно реагировать на начинающееся повышение концентрации сернистого газа в воздухе рабочего помещения.
Общетоксическое действие сернистого газа доказано исследованиями ряда отечественных авторов. И. В. Сидоренков (1950) в эксперименте показал, что абсорбированный в дыхательных путях сернистый газ можно
