Проекты

Исследование эксплуатационных свойств фильтрующих картриджей

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Прикладная химия, физическая химия» среди работ учащихся 7−9 классов

Направление работы: Экологическая безопасность
Авторы работы: ГБОУ Школа № 548 «Царицыно»
Предметы: Химия
Классы: 9 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» 2020 года

Актуальность

Одна из самых распространённых экологических проблем – это загрязнение, именно поэтому мы решили работать с фильтрами. Кроме того, что проект поможет людям уменьшить количество выбрасываемых кувшинных фильтров, он также поможет сэкономить немалое количество денег.

Цель

Изучить картриджи для кувшинных фильтров с целью оптимизации процесса их выбора и эксплуатации в домашних условиях.

Задачи

1. Оценить степень удаления загрязняющих веществ различной природы в зависимости от типа используемого картриджа.

2. Оценить возможность регенерации отработанных картриджей.

3. Узнать, какими типами картриджей можно удалять различные примеси.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Колбы: 1 л, 100 мл, 10 мл
  • Спектрофотометр
  • Аммоний хлористый
  • Кислота соляная
  • Кислота серная
  • Кислота сульфосалициловая
  • Вода дистиллированная
  • Аммиак водный
  • «Белизна»
  • Лимонная кислота
  • Средство для чистки стиральных машин
  • Отработанный и новый фильтр для обезжелезивания
  • Отработанный и новый фильтр против жёсткости
  • Отработанный и новый угольный фильтр
  • Метилен синий
  • Железоаммонийные квасцы
  • Уксус столовый 10 %

Описание

Автор работы насытил все фильтры железоаммониевыми квасцами и с помощью спектрофотометрического метода начертил градировочный график, который пригодится в будущем. Далее шла оценка эффективности различных картриджей при очистке воды от ионов железа. Потом с помощью метода атомно-эмиссионной спектрометрии с индукционно связанной плазмой получили графики эффективности извлечения накопленных загрязняющих веществ из отработанных фильтров разного типа. Также насытили каждый тип фильтра метиленовым синим (представитель органики) и попробовали очистить от этого вещества навески с помощью лимонной кислоты, соляной кислоты, средства для чистки стиральных машин, «Белизны», уксуса столового 10 %.

Результаты работы/выводы

Все картриджные фильтры между собой похожи. Если мы хотим очистить от запаха хлора, механических примесей, ионов железа и меди, можно брать любой фильтр. Эффективность извлечения различных загрязняющих веществ имеет прямую зависимость от концентрации загрязняющих веществ в воде. Железо, магний, медь и кальций могут быть удалены как фильтром-умягчителем, так и фильтром для обезжелезивания. Очистить картридж от органических примесей в домашних условиях нельзя, но при обработке картриджа «Белизной» возможна частичная очистка от органических примесей. Регенерировать фильтры можно как соляной, так и лимонной кислотой с той разницей, что соляная кислота лучше очищает фильтр от железа и меди, а лимонная – от магния и кальция.

Перспективы использования результатов работы

В перспективах – разработка методики промышленной переработки наполнителей картриджных фильтров путём разделения наполнителя на уголь и ионообменную смолу, регенерация угля в промышленных масштабах отгонкой перегретым водяным паром, промывка ионообменной смолы и использование этих компонентов в качестве вторичного ресурса очистки воды на станции водоочистки.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

РХТУ им. Д. И. Менделеева