Рассчитайте материальный баланс процесса очистки сточных вод в количестве Q. В сточных водах содержится 600 (Х) мг/дм3 взвешенных веществ, Y сульфида натрия. Для полного осаждения сульфидов вводят раствор Fe2(SO4)3 с концентрацией С и дополнительно Z сульфата железа в качестве коагулянта для полного осаждения взвешенных веществ. Образующуюся серную кислоту нейтрализуют известковым молоком (10 г/дм3 Ca(OH)2). Оседающий шлам имеет влажность W. Степень выделения взвешенных веществ 96 %, сульфидов — до остаточной концентрации 0,2 мг/дм3, а содержание гипса в очищенной воде 0,2 % масс. Данные для решения задачи приведены в табл. 3.7 по вариантам.
Таблица 3.7. Данные для задачи 3.7
Номер варианта Q, м3/ч X, мг/дм3 Y, мг/дм3 С, % Z, мг/дм3 W, %
16 19 610 90 13 185 98,2
Решение
Определяем необходимое количество коагулянта для осветления 19 м3/ч сточной воды:
19 м3/ч · 0,185 кг/м3 = 3,515 кг/ч.
Масса коагулянта Fe2(SO4)3 необходимого для осветления сточной воды, с учетом концентрации раствора, составит 27,03 кг (расчет = 3,515*100/13=27,03).
Для обеспечения протекания полного гидролиза коагулянта по реакции
Fe2(SO4)3+3H2O→2Fe(OH)3↓+3H2SO4
необходимо нейтрализовать образующуюся серную кислоту. Согласно приведенному уравнению при введении 3,515 кг Fe2(SO4)3 (молярная масса-400 г/моль) образуется серной кислоты
mсерной к-ты=3,515∙3∙98400=2,58 кг
и золей гидроксида железа (II) (молярная масса — 90 г/моль)
mFe(OH)3=3,515∙107152=2,47 кг
Нейтрализация H2SO4 протекает по реакции:
H2SO4+Са(ОН)2→СаSO4↓+ 2H2O
На нейтрализацию 2,584 кг серной кислоты уходит:
mCa(OH)2=2,584∙7498=1,95 кг
При этом образуется сульфат кальция (гипс):
mCaSO4=2,584∙13698=3,59 кг
Также в сточных водах присутствует сульфид натрия (90 мг/дм3, что по количеству для 19 м3/ч сточной воды составляет: 19 м3/ч · 0,090 кг/м3 = 1,71 кг/ч.)
. Для полного осаждения сульфидов вводят раствор Fe2(SO4)3
Осаждение сульфидов проходит по реакции:
Na2S+ Fe2(SO4)3→ Na2SO4+ Fe2S3↓
1,71кг Y Z X
Na2S+ Fe2(SO4)3→ Na2SO4+ Fe2S3↓
78 400 142 208
Согласно приведенному уравнению
образуется Fe2S3
mFe2S3=1,71∙20878=4,56 кг
образуется Na2SO4:
mNa2SO4=1,71∙14278=3,11 кг
расходуется Fe2(SO4)3:
mFe2(SO4)3=1,71∙40078=8,77 кг
Масса раствора Fe2(SO4)3 расходуемого на полное осаждение сульфидов, с учетом концентрации раствора, составит 67,46кг (8,77*100/13=67,46).
Образовавшийся в процессе реакции осаждения сульфидов натрия сульфат натрия, также в дальнейшем участвует в реакции с известковым молоком:
Na2SO4+ Са(ОН)2→СаSO4↓+ 2 NaOН
На реакцию с 3,11 кг сульфат натрия уходит :
mCa(OH)2=3,11∙74142=1,62 кг
При этом образуется сульфат кальция (гипс):
mCaSO4=3,11∙136142=2,98 кг
По условию дано, что в нейтрализации участвует 190кг известкового молока, тогда после нейтрализации серной кислоты и Na2SO4 остается 186,43 кг (т.е
Заказать работу
на новый заказ в Автор24.
