Рассчитайте материальный баланс процесса очистки сточных вод в количестве 16 м 3 /ч. В сточных водах содержится 620 мг/дм3 взвешенных веществ, 95 мг/дм3 сульфида натрия

		Химия
		Решение задачи
		18 февраля 2021
		Выполнен, номер заказа №16951
		Прошла проверку преподавателем МГУ
		245 руб.

Рассчитайте материальный баланс процесса очистки сточных вод в количестве 16 м 3 /ч. В сточных водах содержится 620 мг/дм3 взвешенных веществ, 95 мг/дм3 сульфида натрия. Для полного осаждения сульфидов вводят раствор Fe2(SO4)3 с концентрацией 14% и дополнительно 185 мг/дм3 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 97,6%. Степень выделения взвешенных веществ 96 %, сульфидов — до остаточной концентрации 0,2 мг/дм3, а содержание гипса в очищенной воде 0,2 % масс.

Решение:

Рассчитаем количество коагулянта Fe2(SO4)3 для осаждения взвешенных частиц: 16м3 /ч∙0,185кг/м3 = 2,96 кг/ч. Осаждение сульфидов: 

Масса сульфида натрия: 16м 3 /ч∙0,095кг/м 3 = 1,52 кг/ч Для осаждения такого количества сульфида натрия потребуется

Масса раствора Fe2(SO4)3 равна: 2,60/0,14 = 18,57 кг/ч Гидролиз коагулянта:

Масса Fe2(SO4)3 для осаждения взвешенных частиц: 16м 3 /ч∙0,185кг/м 3 = 2,96 кг/ч Масса образовавшегося Fe(OH)3 (M(Fe2(SO4)3 = 400 г/моль; М(Fe(OH)3) = 107 г/моль):

Масса образовавшейся кислоты H2SO4 (M(Fe2(SO4)3 = 400 г/моль; М(H2SO4) = 98 г/моль):

Нейтрализация серной кислоты:

Масса образовавшегося CaSO4 (M(CaSO4) = 136 г/моль; М(H2SO4) = 98 г/моль):

При введении коагулянта в шлам переходит взвешенных веществ: 16м3 /ч∙0,620кг/м3 ∙0,96 = 9,52 кг/ч. Кроме того, в шлам полностью перейдет образовавшийся Fe(OH)3 – 1,58 кг/ч и CaSO4: 0,998∙3,03 = 3,02 кг/ч. Таким образом, масса твердых частиц в шламе составит 9,52 + 1,58 + 3,02 = 14,12 кг/ч. При влажности шлама 97,6 % его масса составит 14,12/0,024 = 588,33 кг/ч. Все остальное составит массу осветленной воды. Остаточное содержание сульфидов: 16м3 /ч∙0,0002кг/м3 = 0,0032 кг/ч. Содержание гипса в очищенной воде: 15559,19∙0,002 = 31,12 кг/ч. 648 Сведем результаты в таблицу материального баланса отстойника. Таблица 1. Материальный баланс

При решении задачи не учтено возможное частичное выделение СО2 и паров воды в газовую фазу.