НепрерывНый аНализ сточНых вод промышлеННых

Непрерывный анализ
сточных вод промышленных
предприятий с помощью
анализаторов
Метром-Аппликон
Колбягин Н.
канд. хим. наук
ведущий специалист
ЗАО «АВРОРА Лаб»
г. Москва
Сточные воды предприятий в настоящее время анализируются периодически и лишь по ряду показателей.
Такое положение отчасти объясняется нехваткой промышленных анализаторов химического состава, работающих в режиме онлайн. Компания «Metrohm-Applikon B.V.» (Нидерланды) уже почти 40 лет специализируется
на выпуске промышленных автоматических анализаторов состава жидких сред. Работа анализаторов основана на методах дифференциальной фотометрии, титровании, вольтамперометрии, ионометрии. Модельный
ряд анализаторов позволяет определять более сотни различных веществ и ионов в водных средах. Показано
соответствие аналитических характеристик промышленных анализаторов Applikon нормам содержания вредных компонентов, установленным для приема сточных вод в канализацию г. Москвы.
Ключевые слова: экологический анализ, анализ сточных вод, автоматические анализаторы состава жидкостей, стоки гальванических предприятий, автоматический титратор, автоматический колориметр, автоматический вольтамперметр, ПДК вредных веществ.
Рост промышленного производства в России в
последние годы сопровождается также увеличением сброса (часто бесконтрольного) промышленных сточных вод в природные водоемы.
Сточные воды предприятий в настоящее время
анализируются периодически и лишь по ряду показателей, набор которых часто определяет само
предприятие. Между тем, существенное превышение концентрации вредных веществ в сбросных
водах ведет к пропорциональному увеличению
концентрации этих веществ и в водоемах.
Непрерывный анализ состава сточных вод проводится лишь на малом числе предприятий, и по
интегральным показателям: величине рН, ОВП и
электропроводности.
Между тем, содержание тяжелых металлов и
токсичных ионов часто остается неконтролируемым.
68
Такое положение отчасти объясняется нехваткой промышленных анализаторов химического
состава, работающих в режиме онлайн.
Методы анализа многих вредных компонентов
сточных вод включают титрование, вольтамперометрию или основаны на реакциях с изменением
окраски (фотометрия, колориметрия).
В отличие от электрохимических датчиков ( рН,
электропроводность), которые можно вмонтировать в контролируемый трубопровод, или просто
погрузить в емкость, автоматизация перечисленных выше методов требует включения в состав
анализатора устройств прецизионного дозирования, термостатирования, пробоподготовки.
Компания «Metrohm-Applikon B.V.» (Нидерланды) уже почти 40 лет специализируется на
выпуске промышленных автоматических анализаторов состава жидких сред. Работа анализаторов
Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение 2012/6
Standard
5 ml/min
2 ml
5 ml/min
5 ml
in
out
out
in
H2SO4
5 ml/min
burette
out
in
burette
return
in
out
Drain
120 ml/min
in
out
sample blanc
Рисунок 1
Внешний вид и гидравлическая схема анализатора железа ADI2019.
Технические характеристики анализатора железа Applikon ADI2019.
Таблица 1
Характеристики
ADI2019
Измеряемый параметр
Общее содержание железа (Fe2+, Fe3+)
Диапазон измерений
0,5-5,5 мг/л ( подстраивается под задачу)
Воспроизводимость
±2% от шкалы
Метод анализа
Колориметрический, дифференциальный
Количество потоков пробы
1
Время анализа
Примерно 10 минут
Давление пробы
Макс. 1 бар
Температура пробы
4-40 0С
Скорость потока пробы
Примерно 100 мл/мин
Твердые примеси
Максимальный размер 40 мкм, содержание менее 0,1 г/л
Необходимые подключения
Электросеть 220 В, 50 Гц, деонизированная или питьевая вода для промывки,
макс. давление 4 бара, промышленный воздух 4 бар для продувки
фильтрующего элемента, слив под атмосферным давлением
Аналоговые выходы
1х0(4)-20 мА
Цифровые выходы
Сигнализатор отсутствия напряжения
Сигнализатор «работа» 2-х сигнализатора результатов (RAL-1, RAL-2) RS-422 (опция)
Степень защиты от проникновения
пыли и воды
IP66
основана на методах дифференциальной фотометрии, титровании, вольтамперометрии, ионометрии. Модельный ряд анализаторов позволяет
определять более сотни различных веществ и
ионов в водных средах. Отличительной особенностью анализаторов является возможность прямого
использования методик, применяемых в лабораторном анализе.
На рисунке 1 показан фотометрический анализатор железа Аппликон ADI 2019. Работа прибора основана на методе дифференциальной
фотометрии. Анализируемая проба поступает
в фотометрическую ячейку, где к ней добавляются необходимые реагенты для перевода всего
железа в аналитическую форму. Измеряется светопропускание раствора при длине волны 510 нм.
После этого в ячейку добавляется окрашивающий
реагент, и после завершения химической реакции
светопропускание измеряется еще раз. По разнице
значений автоматически рассчитывается концентрация железа в потоке. Полученная величина отображается на дисплее анализатора и передается в
АСУ в виде аналогового (4-20 мА) или цифрового
сигнала.
69
Рисунок 2
Анализатор ADI 2045 VA c УФ-дигестером для разложения
органики.
Рисунок 3
Вольтамперометрическое одновременное определение цинка,
кадмия, свинца и меди по DIN 38406-16:1990.
Значения ПДК вредных веществ в сточных водах, принимаемых в городскую канализацию г. Москвы.
Таблица 2
Показатель
ПДК
Метод анализа
Прибор
мг/л *
мг/л *
ХПК
500
Перманганатная
окисляемость
ADI2019 S
0-5000
Хлориды
350
ИСЭ***
ALERT 2003
20-1500
сульфаты
500
фотометрия
ADI 2045
100-5000
цианиды
0,1
ИСЭ ***
ADI 2018
0,010-3,00
Фториды
1,5
ИСЭ***
ALERT 2003
0,1-10
Нитраты
**
ИСЭ***
ADI 2018
0-120
Общая жесткость
**
мг-экв/л
Титрование эдта
ADI2016
0,5-10*
Хром (VI)
0,1
Фотометрия
ADI 2019
0,001-1,00
Медь
0,5
Фотометрия
ALERT 2004
0,05-5,0
Железо
3,0
Фотометрия
ALERT 2004
0,01-5,0
Цинк
2,0
Фотометрия
ADI 2019
0,15-10,0
Никель
0,5
Полярография
(фотометрия)
ADI 2045
0,003-3,0
Кадмий
0,01
Полярография
ADI2045
0,0001-0,01
Свинец
0,1
Полярография
ADI 2045
0,01-1,0
Ртуть
0,005
Полярография
ADI2045
0,0001-0,01
Фенолы
0,01
Фотометрия
ALERT 2004
0,01-5,0
*-если не оговорено иное.
**-не нормируются.
***-анализ с ион-селективными электродами.
70
Диапазон
концентраций
Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение 2012/6
Для непрерывного анализа одного или сразу
нескольких металлов, в следовых концентрациях,
в сточных или природных водах используется промышленный вольтамперметр Аппликон ADI 2045
VA (рис. 2).
Метод анализа отличается крайне низкими значениями пределов обнаружения, на уровне долей
мкг/л. С помощью ADI 2045 VA можно выполнять
анализы группы металлов не только в поверхностных и сточных водах, но и при анализе состава
гальванических ванн, и в гидрометаллургии, и т.д.
Для непрерывного анализа промышленных
сточных вод, и природных вод, не требующих
сложной пробоподготовки можно использовать
простые приборы серии ALERT, которые выпускаются в вариантах колориметра и иономера.
В таблице 2 приведены значения ПДК ряда вредных веществ в производственных сточных водах,
допускаемых к приему в городскую канализацию г.
Москвы, и примеры использования для этих целей
анализаторов Метром-Аппликон.
С помощью анализаторов ALERT можно выполнять непрерывный анализ и других вредных компо-
Рисунок 4
Промышленный колориметр Аппликон ALERT 2004 для
определения фосфатов.
нентов сточных вод, таких как аммиак, свободный
хлор, гидразин, нитриты, а также ионов, нормируемых для водоподготовки в муниципальных службах, в пищевой промышленности, в энергетике.
Таким образом анализаторы Метром-Аппликон
могут с успехом применяться как на промышленных предприятиях, так и в работе городских
экологических служб для непрерывного анализа
и мониторинга химического состава сточных,
поверхностных и питьевых вод.
71