Телефон: 8-800-350-22-65
WhatsApp: 8-800-350-22-65
Telegram: sibac
Прием заявок круглосуточно
График работы офиса: с 9.00 до 18.00 Нск (5.00 - 14.00 Мск)

Статья опубликована в рамках: LIII Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов: МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ» (Россия, г. Новосибирск, 20 сентября 2018 г.)

Наука: Технические науки

Секция: Биотехнологии

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:
Дмитриев А.С., Габдрахманов И.В., Гумеров Д.Р. [и др.] ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКИЙ И КОНДУКТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОДЫ, КАК СПОСОБ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА И СТЕПЕНИ ОЧИСТКИ СИСТЕМЫ БИОФИЛЬТРАЦИИ СТОЧНЫХ ВОД // Научное сообщество студентов: МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ: сб. ст. по мат. LIII междунар. студ. науч.-практ. конф. № 18(53). URL: https://sibac.info/archive/meghdis/18(53).pdf (дата обращения: 18.06.2024)
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКИЙ И КОНДУКТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОДЫ, КАК СПОСОБ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА И СТЕПЕНИ ОЧИСТКИ СИСТЕМЫ БИОФИЛЬТРАЦИИ СТОЧНЫХ ВОД

Дмитриев Арсений Сергеевич

студент 4 курса бакалавра, кафедра Биотехнологии, ФГБОУ ВО «КНИТУ»

РФ, г. Казань

Габдрахманов Илья Владимирович

студент 1 курса магистратуры, кафедра ТКС, ФГБОУ ВО «КНИТУ»

РФ, г. Казань

Гумеров Динар Ринатович

студент 1 курса магистратуры, кафедра ТКС, ФГБОУ ВО «КНИТУ»

РФ, г. Казань

Исламова Аниса Фанисовна

студент 1 курса магистратуры, кафедра ТКС, ФГБОУ ВО «КНИТУ»

РФ, г. Казань

Нуху Саймон Майна

студент 4 курса бакалавра, кафедра Биотехнологии, ФГБОУ ВО «КНИТУ»

РФ, г. Казань

Одним из основных направлений развития аналитического контроля объектов окружающей среды и технологических потоков промышленных предприятий является инструментализация и автоматизация методов анализа. Решение этой̆ задачи во многом зависит от уровня освоения уже апробированных и разработки новых методик электрохимического анализа. Неоспоримым достоинством электрохимических методов является возможность анализа мутных, окрашенных и агрессивных растворов. Эти методы могут быть признаны наиболее перспективными для автоматизации аналитического контроля технологических потоков и сточных вод лесохимического комплекса, которые содержат значительные количества взвешенных примесей̆ и окрашенных веществ.

Экспериментальная процедура

«Лабораторная установка состояла из биофильтра, в котором было организовано две отдельные секции, оснащенные системой аэрации и заполненные фильтрующим материалом - керамзитом. Накопление биомассы на керамзите осуществлялось путем циркуляции жидкости после осаждения активного ила в течение 3-х часов в биофильтрационной системе. Дальнейшее накопление биомассы с пропусканием модельного раствора сточной воды в пусковом периоде продолжалось в течение семи суток.» [2, c.8] В процессе исследований эксплуатировался биофильтр (схема представлена на рисунке 1)

 

Рисунок 1. Схема лабораторной установки для биофильтрации

 

Б– биофильтр; 1 – секции, заполненная фильтрующим материалом; 2 – полые секции 3 – газораспределительные тарелки; С – емкость для модельного раствора сточной воды; К – компрессор для аэрации

Используя методы потенциометрии и кондуктометрии, было установлено качество отчистки сточной воды биофильтром. Для того, чтобы установить степень отчистки, был приготовлен модельный раствор в расчете на 10 литров водопроводной воды состава (Таблица 1):

Таблица 1.

Состав модельного раствора

Состав модельного раствора на 10 л

Na2CO3

0,4 г

(NH4)2SO4

0,6 г

NH4CL

0,3 г

KH2PO4

0,15 г

Крахмал

1 г

Сахароза

1,25 г

Глицерин

100 мкл

Ацетат натрия

0,5 г

 

 

Потенциометрический метод анализа

Пользуясь методикой потенциометрического метода анализа, была проведена оценка качества очистки сточной воды биофильтром.

Был приготовлен стандарт-титр 0.2 Н раствора KOH в расчете на 0.5 л. Выбор титранта производился от из начального pH раствора сточной воды. В колбу объемом 0.5 л приливали стандартный объем 0,2 Н гидроксида калия и доводили раствор до метки дистиллированной водой.  Далее проводился сам анализ первой пробы модельного раствора, до фильтрации. Прямым титрованием добавляли по 0.5 мл титранта к модельному раствору, в который были опущены электроды pН-метра.

Результаты эксперимента были занесены в таблицу Microsoft Exel для того, чтобы провести обработку данных с помощью построения функций Грана (Таблица 2) (Графики 1,2).

Таблица 2.

Обработка результатов для построения функций Грана

V

pH

f1

f2

30,00

6,72

5,74*10-6

1,56*10-6

30,05

6,86

4,11*10-6

2,19*10-6

30,10

8,38

1,26*10-6

7,18*10-5

30,20

9,54

8,74*10-6

0,001

30,30

10,30

1,51*10-9

0,006

30,40

10,94

3,46*10-10

0,026

30,50

11,20

1,92*10-10

0,048

30,60

11,30

1,53*10-10

0,061

30,70

11,44

1,11*10-10

0,084

30,80

11,55

8,68*10-11

0,109

30,90

11,58

8,12*10-11

0,117

31,00

11,64

7,10*10-11

0,135

 

 

Рисунок 2. Зависимость изменения pH от объема сточной воды

 

Рисунок 3. Функции грана на основе полученных результатов

 

После построения функций Грана, рассчитана точка эквивалентности и масса KH2PO4, в изначальном приготовленном модельном растворе.

x=5,5

m(KH2PO4) =К*М*Е= 0,2*136*0,0055=0,147 г

К – Коэффициент корреляции, М – молярная масса соли, Е – значение точки эквивалентности в соответствующих единицах

Исходя из этих результатов, можно сделать первоначальный вывод, что полученная расчетная величина KH2PO4 с помощью потенциометрического титрования, практически соответствует исходной массе вещества.

Второй этап – Анализ модельного раствора, прошедшего очистку биофильтром. По вышеперечисленной методике проводили анализ второй пробы после биофильтрации, результаты которой приведены в таблице (Таблица 3), (График 3,4)

Таблица 3.

Обработка результатов для построения функций Грана

V

pH

f1

f2

30,00

6,99

3,15*10-6

2,89*10-6

30,05

7,04

2,76*10-6

3,26*10-6

30,10

8,60

7,56*10-8

 1,19*10-4

30,20

10,50

9,55*10-10

 9,55*10-2

30,30

11,00

3,03*10-10

0,030

30,40

11,20

1,91*10-10

0,048

30,50

11,36

1,33*10-10

0,070

31,00

11,65

6,94*10-11

0,138

 



Рисунок 4. Зависимость изменения pH от объема сточной воды после биофильтрации

 

Рисунок 5. Функции грана на основе полученных результатов

 

После обработки данных и нахождения точки эквивалентности, снова определили массу KH2PO4, уже в прошедшем биофильтрацию модельном растворе.

x=2,94

m(KH2PO4) = 0,2*136*0,00294=0,086 г

К – Коэффициент корреляции, М – молярная масса соли, Е – значение точки эквивалентности в соответствующих единицах

Результат показал значительное уменьшение содержания соли в отфильтрованном модельном растворе. Исходя из проведенных измерений, можно сделать вывод о том, что сконструированный биофильтр существенно очистил модельный раствор от содержавшихся в нем солевых и катионных примесей.

Кондуктометрический метод анализа

Исходя из равных объемов модельного раствора по 0,5 мл до и после фильтрации, была измерена электропроводность первого и второго на кондуктометре.

В первом случае прибор показал значение 0,4*10-3 S

Во втором – 0,2*10-3 S

Электропроводность снизилась, значит так же можно сделать вывод о том, что содержание катионов солей в отфильтрованном модельном растворе уменьшилось.

Результаты проведенной работы показали, что биофильтр способен очищать модельный раствор сточной воды от солевых примесей и от различных катионов металлов, входящих в состав сточной воды. Таким образом, опираясь на результаты эксперимента, мы можем сказать, что потенциометрический и кондуктометрический методы могут использоваться при контроле эффективности очистки сточных вод в системе биофильтра.

 

Список литературы:

  1. Аналитическая химия. В 2ч. Ч.2. Физико-химические методы анализа: Практикум. / В.В. Слепушкин, Б.М. Стифатов, Ю.В. Рублинец-кая, Е.Ю. Мощенская. Самара: Самар. гос. тех. ун-т, 2011.-286 с.
  2. Оценка эффективности интродукции нитрифицирующих микроорганизмов в сообщество биопленки системы биофильтрации сточных вод: Тезис./ Т.В. Вдовина, З.Ш. Рахманкулова, Ю.В. Храбрых, А.Ф. Шагеева, А.С. Дмитриев, 2016
  3. Кондуктометрия: метод. указ. к лаб. работе. / Сост.: Б.М. Стифатов, Ю.В. Рублинецкая. - Самара; Самар. гос. техн. ун-т, 2013. - 16
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

Оставить комментарий

Форма обратной связи о взаимодействии с сайтом
CAPTCHA
Этот вопрос задается для того, чтобы выяснить, являетесь ли Вы человеком или представляете из себя автоматическую спам-рассылку.