Устройство и принцип работы стенда

Внешний вид стенда представлен на рис. 2. Стенд представляет собой стол лабораторный 1 оригинальной конструкции, выполненный в виде сборно - разборного металлического сварного каркаса, на котором устанавливаются столешница 2 и вертикальная панель 3. На столешнице 2 установлена раковина сливная 4, которая соединяется с существующей в помещении лаборатории системой канализации. На столешнице также размещены мерные стаканы 5 и " Набор аналитических средств (НХС)" 6.

10 и установка очистительная " Изумруд" 11. Гидросистема 7 имеет основную водную магистраль и пять отводных каналов подвода воды. На каждом из отводных каналов установлены шаровые краны 12. Фильтры и установки очистительные подсоединены к четырем каналам подвода воды, а пятый канал предназначен для отбора проб неочищенной водопроводной воды. Подвод воды к гидросистеме 7 осуществляется от системы водопровода холодной (питьевой) воды.

Принцип работы фильтра "Аквафор В300" основан на использовании свойств актированного углеродного волокна "Аквален", обеспечивающего глубокую очистку воды.

Принцип работы фильтра "Гейзер - М" основан на использовании уникального ионообменного материала. Очистка воды осуществляется в три стадии. Первая стадия - удаление из воды грязи и ржавчины. Вторая стадия - удаление солей тяжелых металлов химическим связыванием. Третья стадия - микробиологическая очистка.

Принцип работы фильтра "Родник 3м" основан на применении высококачественного угольного фильтра, часть которого насыщена серебром.

Принцип работы установки для очистки питьевой воды "Изумруд - С" основан на применении диафрагменных электрохимического и каталического реакторов с вихревой реакционной камерой. Для оценки качества питьевой воды используется набор химико - аналитических средств (НХС) и прибор СОМ 100. С помощью набора НХС производится контроль воды по наиболее актуальным химическим показателям: активный хлор, алюминий остаточный, железо общее, жесткость общая, pH, электропроводность. С помощью прибора СОМ 100 производится измерение концентрации солей твердых веществ в воде.

4.2. Меры безопасности при выполнении работы

К работе со стендом допускаются лица, ознакомленные с его устройством, принципом действия и мерами безопасности в соответствии с требованиями, приведенными в настоящем разделе.

При очистке воды конкретным фильтром или установкой не допускаются устанавливать расход воды, превышающий значение, указанное в паспорте этого фильтра или установки. Не допускается включать напряжение на фильтре "Изумруд - С" без предварительной подачи воды.

При появлении протечек в гидросистеме следует прекратить проведение лабораторной работы до устранения неисправности.

Во избежание протечек давление в гидросистеме следует регулировать при помощи вентиля на отводном канале.

4.3. Порядок проведения лабораторной работы

4.3.1. Порядок проведения забора проб воды

1) Открыть полностью шаровой кран на свободном отводном канале. Постепенно открывая водопроводный кран, находящийся на входе в гидросистему, установить расход воды 8,3* 10^(- 6) м³/ч (0,5 л/мин). Расход воды определяется следующим образом: с помощью секундомера засечь время, за которое в стакан вытечет 0,2*10^(- 3) м³ (200 мл). Время заполнения стакана должно быть 24 с.

2) Произвести отбор 0,15*10^(-3) (150мл) неочищенной водопроводной воды в стакан.

3) Закрыть шаровой кран на свободном отводном канале.

4) Полностью открыть шаровые краны на отводных каналах, соединенных с фильтрами "Аквафор В300" и "Гейзер - М". Произвести отбор 0,15*10^(-3) м³ (150 мл) очищенной воды в стаканы. Закрыть краны на каналах с фильтрами и открыть кран на свободном канале.

5) Выполнив аналогичные действия, изложенные в п.1, установить расход 2 л/мин. Закрыть шаровой кран на свободном отводном канале.

6) Полностью открыть шаровой кран на отводном канале, соединенном с фильтром "Родник 3м". Произвести отбор 0,15*10^(-3) м³ (150 мл) очищенной воды в стакан. Закрыть кран на канале с фильтром и открыть кран на свободном канале.

7) Выполнив аналогичные действия, изложенные в п.1, установить расход 1 л/мин. Закрыть шаровой кран на свободном отводном канале.

8) Полностью открыть шаровой кран на отводном канале, соединенном с фильтром "Изумруд - С". Для очистки питьевой воды установкой "Изумруд - С" включить ее в сеть переменного тока. Произвести отбор отбор 0,15*10^(-3) м³ (150 мл) очищенной воды в стакан. Закрыть кран на канале

с фильтром. Выключить установку для очистки питьевой воды "Изумруд - С" от сети переменного тока.

9) Провести измерение содержания примесей (по указанию преподавателя) сначала в пробах очищенной воды, а затем в пробе неочищенной воды:

а) с помощью "Набора химико - аналитических средств (НХС)" в соответствии с методикой;

б) с помощью прибора СОМ 100.

10) Произвести оценку эффективности очистки водопроводной воды по формуле:

Э = (М - n)/М × 100 % , (1)

где М - концентрация примеси в неочищенной воде;

n - концентрация примеси в очищенной воде.

4.3.2. Определение мутности/прозрачности воды

Метод определения мутности/прозрачности воды основан на визуальном измерении высоты водяного столба в трубке, сквозь который различима юстировочная метка (черный крест на белой бумаге). Допускается использование черного шрифта (высота 3,5 мм, ширина линии 0,35 мм) на белом фоне.

Перечень используемого оборудования:

- трубка - цилиндр (длина 600±10 мм; диаметр 25±1 мм),

- юстировочная метка,

- шприц с соединительной трубкой.

Проведение тестирования:

1) Трубку для определения прозрачности закрепите в штативе.

Поместите под дно трубки юстировочную метку.

2) Перемещайте тщательно пробу и залейте в трубку до уровня 60 см (300 - 350 мл). Прозрачность пробы наблюдайте сверху через открытое отверстие трубки при достаточном освещении.

3) Понижайте уровень водяного столба, постепенно отбирая воду из столба шприцом с соединительной трубкой до тех пор, пока не станет видимой метка.

4) Определите по делениям на трубке максимальную высоту водяного столба, при которой различима метка.

5) Полученные данные водяного столба приведите с точностью до 1 см. Результаты анализа представите в следующем виде:

Прозрачность (Н) _ см.

6) По градировочному графику (рис. 3) определите мутность воды в ЕМФ/дм³ по формазину или в мг/дм³ по каолину.

Рис. 3. Градуированный график

Примечание. При прозрачности водяного столба менее 15 см пробу анализируемой воды разбавьте в 2 - 10 раз дистиллированной водой и повторите тест. Результат измерения разделите на коэффициент разбавления.

Пример. Измерили максимальную высоту водяного столба, сквозь который различима метка. Пусть прозрачность оказалась равна Н - 40 см. Пользуясь градуировочным графиком, нашли соответствующее значение мутности - 1,50 мг/дм³ по каолину или 2,6 ЕМФ/дм³ по формазину.

4.3.3. Измерение общей минерализации воды

Для измерения уровня общей минерализации (солесодержания) применяется прибор СОМ 100. Кроме того, прибор СОМ 100 предназначен для определения электропроводности и температуры воды.

Принцип действия СОМ 100 основан на прямой зависимости электропроводности раствора (силы тока в постоянном электрическом поле, создаваемом электродами прибора) от количества растворенных в воде веществ.

Показания прибора при измерении:

- минерализация (TDS) выражается в ppm (частиц на миллион) или в мг/л;

- электропроводность (EC) выражается в микросименсах (мкСм);

- температура в градусах по Цельсию (С), либо в градусах по Фаренгейту (F).

Проведение измерений:

1. Снимите защитный колпачок с прибора СОМ 100.

2. Включите прибор, нажав клавишу ON/OFF.

3. Выберите режим измерений - для переключения между режимами нажмите и удерживайте кнопку HOLD/MODE. На дисплее прибора будет отображатся выбранный режим:

- EC c KCI,

- EC c 442,

- EC c NaCI,

- TDS c KCI,

- TDS c 442

- TDS c NaCI.

KCI - международный стандарт для калибровки приборов, измеряющих электропроводность. 442 - стандарт, разработанный компанией "Myron L Co" как симулятор свойств природной воды с содержанием 40% бикарбоната соды, 40 % сульфата соды, 20 % хлоридов. NaCI - доминирующие ионы в воде. Для измерения общей минерализации водопроводной воды рекомендуется использовать режим TDS с NaCI.

4. Опустите нижнюю часть прибора в стакан с неочищенной водой.

5. Измерения осуществляйте в течение 30 с, после чего, не вынимая прибор из воды, нажмите кнопку HOLD/MODE.

6. Для оценки уровня минерализации считайте показания прибора и проведите оценку при помощи шкалы на рис. 1. Рекомендуется проводить несколько (3 - 5) этапов измерений. За окончательный результат берется среднее значение.

7. Стряхните оставшуюся воду с прибора, вытрите сухой тряпкой.

8. Повторите исследование с водой пропущенной через фильтры.

9. По окончании работы прибор СОМ 100 вытрите сухой тряпкой и закройте колпачок.

10. Определите жесткость воды, для этого показания прибора преобразуйте в соответствие с правилами, приведенными в разделе 3.4.

5. ТРЕБОВАНИЯ К СОДЕРЖАНИЮ ОТЧЕТА

1. Наименование лабораторной работы

2. Цель работы.

3. Обработанные результаты измерений.

4. Выводы по работе

- оценить качество питьевой воды по минерализации;

- сделать вывод по жесткости воды;

- сравнить полученные результаты с допустимыми величинами показателей качества питьевой воды;

- сравнить эффективность используемых фильтров.

5. Индекс группы и подписи членов бригады.

Таблицы

Выводы

1. Качество воды по минерализации

Исходя из рисунка, на котором представлен критерий минерализации, можно сделать вывод, что вода из под крана является приемлемой водой, ее минерализация составляет 223 единицы ppm. Питьевая вода, прошедшая через фильтры «Аквафор», «Гейзер» и «Изумруд», также является приемлемой водой, и годна в употребление. Вода, прошедшая же через фильтр «Родник» является неприятной водой, и не годится для употребления.

2. Вывод по жесткости воды

Исходя из критериев жесткости воды, а также результатов измерений, можно сделать следующий вывод. Вода без фильтра - средней жесткости с показателем 4,45. Вода, прошедшая фильтр «Аквафор» - средней жесткости, с показателем 4,27. Вода, прошедшая фильтр «Гейзер» - средней жесткости, с показателем 4,49. Вода, прошедшая фильтр «Родник» - средней жесткости, с показателем 6,59. Вода, прошедшая фильтр «Изумруд» - средней жесткости, с показателем 4,51.

3. Вода, из под крана, а так же прошедшая через фильтры «Аквафор», «Гейзер», «Изумруд», пригодна в употребление человеком, вода, прошедшая через фильтр «Родник» не годится в употребление человеком.

4. Показатели эффективности фильтров.

Фильтр «Аквафор» показатель эффективности Э = 4,035874 %

Фильтр «Гейзер» показатель эффективности Э = - 0,89686%

Фильтр «Родник» показатель эффективности Э = - 47,9821%

Фильтр «Изумруд» показатель эффективности Э = - 1,34529%

Исходя из показателей эффективности можно сделать вывод, что только лишь один фильтр «Аквафор» смог улучшить показатели по очистке воды, остальные же фильтры только ухудшили показатели чистоты воды.

Список литературы

1. Трудовой кодекс Российской Федерации (ТК РФ).

2. Трефилов В.А. Безопасность жизнедеятельности: учебник для вузов. - М.: Академия, 2011 - 304 с.

3. Белов СВ. Безопасность жизнедеятельности: учебник для вузов. - М.: Высшая школа, 2008. - 606 с.

4. Кукин П.П., Лапин В.Л. Безопасность жизнедеятельности. Безопасность технологических процессов и производств (Охрана труда): учебное пособие для вузов. - М: Высшая школа, 2009. - 318 с.

5. Санитарные правила и нормы СанПиН 2.1.4.544-96. Тре­бования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Са­нитарная охрана источников.

6. Санитарные правила и нормы СанПиН 2.1.4.559-96. Пить­евая вода. Гигиенические требования к качеству воды центра­лизованных систем питьевого водоснабжения.

7. ГОСТ 2761-84. Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Гигиенические, технические требования и правила выбора.

8. Гигиенические нормативы ГН 2.1.5.689-98. Предельно-до­пустимые концентрации химических веществ в воде водных объек­тов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования.