Víztechnológiai mérőgyakorlat 2. Klórferőtlenítés – törésponti görbe felvétele Jegyzőkönyv A mérést végezte: NEPTUNkód:
Név:
Szak:
Évfolyam, tankör:
Tagozat:
AABB11
D. Miklós
Környezetmérnöki
Levlező
III., 31
AABB21
Á. Annamária
Környezetmérnöki
Levlező
III., 31
AABB41
M. Károly
Környezetmérnöki
Levlező
III., 31
AABB51
H. Eszter
Környezetmérnöki
Nappali
III., 31
AABB31
K. Péter
Környezetmérnöki
Nappali
III., 31
AABB37
B. Zoltán
Környezetmérnöki
Nappali
III., 31
AABB39
L. Lilla
Környezetmérnöki
Levlező
III., 31
Kezelendő vízhozam: Q = 20 m3 / h Gyakorlatot tartotta: Oktató Kelt: 2013.05.13. Baja Osztályzat:
2
Beadandó jegyzőkönyv tartalma:
- ez a címlap a résztvevők aláírásával - mérés elve és menete (önállóan megírva, a kiadott minta szerint, kézzel vagy szövegszerkesztővel) - mért eredmények (a kiadott űrlapon kézírással, tollal kitöltve) - számított eredmények (önállóan feldolgozva, kiadott minta szerinti grafikon, kézzel mm papíron, vagy számítógéppel) Leadási határidő: a gyakorlatot követő hét péntek 12:00 óra, 109-es iroda. A csoportosan leadott jegyzőkönyvre kapott érdemjegyet egyénileg leadott jegyzőkönyvvel lehet javítani, igény esetén.
A mérés elméleti háttere ---------------------------------------------------------------------------Alapfogalmak MSZ 448-25:1981 „Ivóvízvizsgálat. Aktív klór meghatározása” című (jelenleg hatályos) szabvány szerint: Összes aktív klór: A vízben jelenlevő összes, oxidáló hatású (enyhén savas közegben jodidokból elemi jódot felszabadító) klórvegyület, amelynek koncentrációját – bármely klórforma esetén – a felszabadított, (illetve felszabadítani képes) jóddal egyenértékű Cl2 koncentrációjával fejezzük ki mg/dm3-ben. Szabad aktív klór: A hipoklóros sav (HOCl), hipoklorition (OCl-) és oldott klórgáz (Cl2) alakjában jelenlevő aktív aktív klór. Kötött aktív klór: Az összes klórnak nem szabad klórként jelenlévő része (klóraminok). A DPD-s fotometriás módszer elve: Az aktív klór dietil-p-fenilén-diaminnal (DPD) piros színű vegyületet képez. A színintenzitás a 0,03 – 4,0 mg Cl2 / dm3 tartományban az aktív klór koncentráció egyértelmű függvénye. Jodidionok távllétében a reakciót csak a szabad aktív klór adja, jodidionok jelenlétében az összes aktív klór reagál. A mérés során használt vegyszerek: Ismeretlen vízminta, melyhez a törésponti klóradagot meg kell határozni. Ismeretlen klórtartalmú fertőtlenítőszer. Hatóanyag tartalmát meg kell határozni. DPD No.1 és DPD No.3 reagens (tabletta), Lovibond Multidirect fotométerhez tartozó, aktív klór differenciált meghatározásához Nessler-reagens, polivinil-alkohol, ásványi stabilizátor, ammónium méréséhez desztillált víz A mérés során használt eszközök: 1 db HACH DR2800 fotométer, ammónium méréshez. 1 db Lovibond Multidirect fotométer klórformák méréséhez. 8 db 100 ml-es normál lombik felcímkézve a következők szerint: M – 0,5 – 1 – 1,5 – 2 – 2,5 – 3 – 3,5 8 db kis főzőpohár minták kiöntéséhez desztillált vizes flaska, szűkítővel automata pipetta hypó adagoláshoz 8 db Nessler-henger 25 ml-es jellel ammónium méréshez.
Mérés menete ------------------------------------------------------------------------------------------1. Az „M” jelű lombikba 1 ml hypó oldatot 100 ml-re egészítünk ki desztillált vízzel. Megmérjük a szabad aktív klórtartalmát, az esetlegesen előforduló kötött klórtartalmát is. 2. Megmérjük a vízminta ammónium tartalmát. 3. Rendre 0,5 – 1 – 1,5 – 2 – 2,5 – 3 – 3,5 ml hypó oldatot adva 50-70 ml vízmintához, elegyítés után lombikokat a vízmintával jelre töltjük a vizsgált vízmintával. A hét oldatot sötétben tároljuk a behatási időnek megfelelő ideig. 4. A behatási idő letelte után a Lovibond Multidirect fotométeren, a használati utasítás szerint meghatározzuk az összes, a szabad és a kötött aktív klórtartalmat. 5. A HACH DR2800 fotométeren, a használati utasítás szerint meghatározzuk az a minták ammónium tartalmát.
Mérési eredmények ----------------------------------------------------------------------------------Adagolt hypo oldat hatóanyag tartalma: - Szabad aktív klór: cCl =
170 mg Cl2 / dm3 (Abs. =
- Kötött aktív klór:
0 mg Cl2 / dm3 (Abs. =
- Összes aktív klór:
170 mg Cl2 / dm3 (Abs. =
Behatási idő: Vizsgált vízminta: - Vizsgált vízminta ammónium tartalma: cNH + = 4
0,5 h 0,55 mg NH4+-N / dm3 (Abs. = -
- Vizsgált vízminta UV-abszorbanciája (λ=240 nm):
- mg O2 / dm3
- Vizsgált vízminta kémiai oxigénigénye (KOIps): Vizsgált vízminta további jellemzői: Adagolt hypo Adagolt aktív oldat klór (ca) (Va)
Maradék szabad („free”) aktív klór
Maradék kötött („combined”) aktív klór
Maradék összes („total”) aktív klór
Maradék NH4+-N
0,5
0,85
0,49
0,04
0,53
mg N / dm3 0,51
1
1,72
0,97
0,16
1,13
0,49
1,5
2,59
0,94
0,17
1,11
0,42
2
3,47
0,41
0,26
0,67
0,24
2,5
4,36
0,6
0,24
0,84
0,2
3
5,26
1,41
0,03
1,44
0,2
3,5
6,17
3,61
0,67
4,28
0,2
cm3
mg Cl2 / dm3 Abs.
mg Cl2 / dm3
Abs.
mg Cl2 / dm3
Abs.
mg Cl2 / dm3
Abs.
Számított eredmények ------------------------------------------------------------------------------Az adagolt aktív klórtartalom számítása (a normál lombik 100 ml-es térfogatából azért kell levonni az adagolt hypo oldat térfogatát, mert az a kezelendő vízmintát hígítja, de a feladatban az adagolandó klórgáz g/h-ban vett tömegáramát kell meghatározni, ezért az adagolt aktív klór mennyiségét csak a kezelt vízminta térfogatára vonatkoztatjuk): ca =
VCl ⋅ cCl 100 − Va
Tömeg és mólarányok: A tömegarány: w / w =
VCl ⋅ cCl (100 − Va ) ⋅ cNH +
A mólarány: n / n = w ⋅
14, 0067 2 ⋅ 35, 453
4
Adagolt hypo oldat
Cl2 : NH4+-N tömegarány
Cl2 : NH4+-N mólarány
cm3
-
-
0,5
1,55
0,31
1
3,12
0,62
1,5
4,71
0,93
2
6,31
1,25
2,5
7,93
1,57
3
9,56
1,89
3,5
11,21
2,21
A törésponti görbe:
Értékelés: A görbe eltér az elméletileg várttól, hiszen a töréspont előtt a kötött aktív klórformáknak kellene jelen lenniük!
Törésponti görbe elméletileg elvárt alakja (a beadandó jegyzőkönyvnek nem tárgya!)----------------------------------------------------------------------------------------------------
Számított eredmények ------------------------------------------------------------------------------A törésponti klóradag: 3,5 mg Cl2 / dm3 A 20 m3 / h vízhozamhoz adagolandó klórmennyiség: qCl2 = Q ⋅ c = 20
g Cl2 m3 g ⋅ 3, 5 3 = 70 h m h
Következtetések: A maradék összes és szabad aktív klór minimuma (töréspont) az elméleti 7,6 tömegarány közelében van. A kötött aktív klór minimuma ezzel nem esett egybe. Az ammónium tartalom a várakozásnak megfelelően a töréspont után minimális értékre, az ivóvízre előírt g NH +4 g NH 4+ 0,5 = 0,388 határérték alá csökken. m3 m3
