Анализ загрязнения воды сточными водами

Вода – это самое необходимое, что нужно человеку, да и не только ему, для жизни. А чистая вода – это, в первую очередь, наше здоровье. Развитие цивилизации привело к тому, что чистая вода становится дефицитом.

Устраивая загородный дом наподобие городской квартиры, с водопроводом и канализацией, мало кто задумывается об очистке канализационных стоков, и зря.

Ведь сточные воды, попадая в землю, поступают в водоносные слои, откуда мы берем питьевую воду. И кто знает, что находится в такой воде? Если домовладелец заботится о своем здоровье и здоровье близких людей, он должен периодически делать анализ сточных вод.

Сточные воды частного дома по общему определению – это воды, загрязненные в процессе деятельности человека, а также воды, проникающие в грунт, в результате выпадения атмосферных осадков.

Попадая в землю, сточные воды способны изменить состав подземных вод, которые мы употребляем в качестве питьевой воды. Вода может приобрести неприятный запах, изменяется чистота воды, т.е. в ней могут появиться различные примеси и осадок. Кроме этого изменяется и химический состав воды.

Характер загрязнения грунтовых вод можно разделить на такие виды:

Механическое – когда в сточных водах высокое содержание нерастворимых частиц;

Загрязненные сточные воды представляют опасность для здоровья не только владельца участка, но и для соседних участков.

Проведение химического анализа полного типа является первоочередной задачей каждого владельца местной канализационной системы.

В настоящее время существует возможность как провести любой анализ, так и принять все меры к очистке сточных вод, сохраняя при этом не только свое здоровье, но и окружающую природу.

Чтобы с полной уверенностью в безопасности сточных вод пользоваться своей автонономной канализационной системой в загородном доме, необходимо знать состав этих вод.

Определяется это путем проведения многочисленных анализов:

Полный химический анализ сточных вод необходим для выбора оптимальной системы водоочистки. Но иногда возможен и анализ сокращенного типа. Вообще, анализы, даже проводимые несколько десятков раз, не могут представить полной и точной картины сточных вод. Все выводы, в принципе, условны.

При проведении полного химического анализа сточных вод определяют:

• Окраску сточных вод, Обычно бытовые сточные воды имеют слабую окраску. Если она изменяется на сильно выраженную, значит, сточные воды нуждаются в сильной очистке;
• Запах сточных бытовых вод своеобразен. Получается от распада органических соединений и фекалий;
• Температуру. Это показатель говорит о том, насколько быстро происходит биологическая очистка стоков;
• Прозрачность, которая служит показателем степени загрязнения стоков;
• Уровень pH в сточных водах, отвечающих нормам, должен быть нейтральным;
• Плотный осадок, который не должен превышать 10г/л;
• Значения ХБК и БПК (химическая потребность в кислороде и биологическая потребность в кислороде);
• Токсичность сточных вод, что является отрицательным показателем, так как при превышении нормы бактерии плохо справляются с очисткой стоков. К токсичным веществам, относятся многие моющие вещества, красители, медь, ртуть, кадмий, сульфиды, цианиды и другие вещества;
• Взвешенные вещества, которые в норме должны составлять 100-500мг/л;
• Формы азота, фосфор;
• Хлориды, сульфаты;
• Растворенный кислород, который необходим для жизнедеятельности бактерий;
• Биологические загрязнения.

При проведении анализов на сточные воды ГОСТ полученные результаты разделяет на два вида: предельно допустимые концентрации и недопустимые, т. е. именно то, чего не должно быть, и что является поводом для немедленного принятия соответствующих мер.

К недопустимым концентрациям загрязнения сточных вод относятся цианиды, некоторые щелочи и соли, соляная и серная кислоты.

Естественно, что такие анализы могут сделать только специализированные лаборатории, которые имею лицензию на проведение таких анализов для населения.

Многие владельцы загородных домов не задумываются о последствиях своей экономии, когда решают сделать вместо септика простую выгребную яму. Им стоит сделать анализ своей питьевой воды, если она поступает из скважины или колодца, расположенных в непосредственной близости от выгребной ямы. В этом случае можно с уверенностью сказать, что анализ питьевой воды будет далек от нормативных показателей. Есть риск заражения глистными инвазиями и другими инфекционными болезнями.

Кроме этого, водоносный слой, который подвергся заражению сточными водами, потребует десятилетних усилий по его очистке

И напротив, тем, у кого на участке оборудован по всем правилам канализационный септик, не стоит опасаться отрицательного анализа сточных вод, поскольку продуманная система устройства септика, в комплексе с применением биологической очистки сточных вод, даст положительные результаты в анализах питьевой воды.

Это объясняется тем, что сточные воды, находясь длительное время в первой камере септика, освобождаются от взвешенных частиц, которые выпадают в осадок.

Во второй камере происходит дальнейшая очистка и фильтрация стоков. И сбрасываемые воды в дренажный колодец или в грунт, уже, практически, безопасны для окружающей природы. По статистике проведенных анализов, лучшие показатели у владельцев септиков, нежели у владельцев выгребных ям.

В настоящее время существует достаточно много способов биологической очистки сточных вод. Это и препараты, которые непосредственно выливаются в септики и станции биологической очистки, средства, где микробы выпускаются в септик по достижениию определенного уровня сточных вод в септике.

Но чтобы все эти способы работали безотказно, нужно знать, что в септике должен быть нормальный уровень кислорода для нормальной жизнедеятельности анаэробных бактерий.

В септике должен быть постоянно органический субстрат для микробов. При длительном отсутствии владельцев, микробы, не получая свежей порции органики, могут просто погибнуть.

Вывод напрашивается такой – сделать современный септик дело конечно сложное, но наше здоровье важнее, чем вложенные средства и физические усилия.

источник

При обустройстве автономной канализации загородного дома нужно принимать во внимание действующие санитарно-гигиенические стандарты. Проводится анализ сточных вод и в ряде других случаев – подробнее далее.

О круговороте воды в природе мы впервые слышим еще в школе. Поскольку человек активно участвует в большинстве технологических и биологических процессов, он вносит свой вклад в активное загрязнение среды. Самыми потенциально опасными являются сточные воды. Для определения их качества отбираются пробы, которые затем направляются в аккредитованные специализированные лаборатории.

Все организации, деятельность которых связана с анализом загрязненных стоков, должны отбирать пробы на анализ воды один раз в квартал. За превышение предельно допустимых норм загрязнения предусматриваются штрафы. Чаще всего экспертизу стоков заказывают лакокрасочные предприятия, полиграфические, химические, металлургические компании, автомойки и заправочные станции. Должны регулярно проводить соответствующие исследования и владельцы частных домов, поскольку загрязненные сточные воды наносят вред и им самим, и соседям.

Основные цели отбора проб и проведения анализа стоков:

• оценка степени влияния объекта, предприятия на канализацию, водоемы;
• оценка уровня эффективности работы очистных сооружений;
• экспертиза стоков в государственных органах в рамках согласования проектов;
• разработка норм предельно допустимого сброса для предприятий;
• подбор оптимального септика.

Сточные воды – сложная неоднородная система, загрязненная разными веществами, представленными в ее составе в разных состояниях (коллоидном, растворенном и нерастворенном). Стоки содержат биологические, органические и неорганические примеси. Если говорить о самих сточных водах, то к ним относят все прошедшие определенную переработку и загрязненные массы.

Чтобы получить уверенность в безопасности стоков на загородном участке, нужно провести анализ их состава. Для этого проверяются химические и санитарно-биологические показатели. Анализ может быть полным и сокращенным – данное деление используется специализированными лабораториями, но является достаточно условным, поскольку ни одна проверка не дает исчерпывающие результаты. Полный химический анализ стоков предполагает изучение запаха, температуры, прозрачности и цвета воды, определение значения рН, сухих примесей, наличия плотного остатка, его веса и объема, количества взвешенных частиц, химической и биологической потребности в кислороде. Также обязательно рассчитывается процентное содержание СПАВов, токсичных веществ, биологических загрязнителей, растворенного кислорода, сульфатов, хлоридов, азотистых соединений. Сокращенный анализ позволяет получать сведения о кислотно-щелочном балансе, прозрачности, наличии взвешенных частиц, биологической потребности в кислороде и содержании растворенного кислорода.

Канализационные стоки представляют собой жидкость, загрязненную в ходе промышленной и бытовой деятельности людей. Концентрация веществ будет разной для стоков жилых домов и жидкостей, отводимых от промышленных предприятий. Данный тип жидкости должен обязательно проходить специальные процедуры по водоочистке и сбрасываться обратно в реки, водоемы, грунтовые воды, пр. Стоки включают в себя минеральные, органические и биологические вещества. Визуально от чистой воды они отличаются мутностью, характерным цветом, резкому фекальному запаху.

При обустройстве автономной канализации загородного дома большинство людей отдает предпочтение выгребным ямам. Да, этот способ является самым доступным и простым, но он приводит к загрязнению подземных вод. Поэтому не используйте скважины с питьевой водой, расположенные поблизости от выгребной ямы – в них отмечается высокая концентрация загрязнений, включая инфекционные заболевания и глистные инвазии. В случае с септиком прогнозы куда более утешительные – в данном случае взвешенные вещества отстаиваются, выпадая в осадок, а в дренажный колодец уже сбрасываются очищенные стоки. Еще более современный и дорогостоящий вариант – станции биологической очистки. В них за счет деятельности аэробных микроорганизмов происходит очистка загрязненных сточных масс. Учтите, что станции биологической очистки являются достаточно прихотливыми в эксплуатации – они требуют поддержания постоянного температурного режима, обеспечения субстратом и наличия постоянной подачи воздуха. Если данные требования не выполнять, надеяться на то, что стоки будут очищаться в соответствие с действующими нормами, не стоит.

Промышленные стоки образуются на предприятиях, затем выводятся с их территорий через специальные коллекторы. Спектр загрязнителей зависит от деятельности организации – это могут быть органические и неорганические примеси, красители, сульфаты, фенолы, нефтепродукты, ПАВы, хлориды и тяжелые металлы. Анализ стоков позволяет определять специфику и спектр загрязнителей, которые скидываются в канализацию. При повторном анализе сооружений очистки ранее обнаруженных загрязнений быть не должно, или их показатель не должен превышать разрешенный минимум.

Рассмотрим все параметры, по которым производится анализ сточных вод:

1. Физические – это температура, прозрачность, цветность и запах. Информативность такого анализа невысокая.
2. Химические – а именно базовая кислотно-щелочная реакция, наличие сухого остатка, фосфора и азотистых соединений, сульфатов, хлоридов, синтетических поверхностно-активных веществ. Также обязательно определяется содержание свободного кислорода и степень окисляемости.

Оценка количественных и качественных показателей загрязненности воды нужна не только для составления эффективного плана очистных мероприятий, но и для повышения эффективности последних.

Лабораторный анализ сточных вод чаще всего заказывают:

• полиграфические комбинаты;
• предприятия лакокрасочной промышленности;
• пищевое производство;
• химическая отрасль;
• металлургия;
• автомойки, заправочные станции;
• легкая промышленность.

Ответственность за загрязнение окружающей среды стоками устанавливает Кодекс РФ об административных нарушениях. В соответствие с положениями статьи 8.2 данного акта, организации и граждане, которые не соблюдают экологические, санитарно-эпидемиологические требования к накоплению, сбору, размещению, транспортировке и иным обращениям с производственными отходами, подвергаются соответствующему наказанию. Размеры штрафов:

• 1-2 тыс. рублей для частных лиц;
• 30-50 тыс. рублей для предпринимателей;
• 10-50 тыс. рублей для должностных лиц.

Лаборатории предоставляют услуги по оценке сточных вод по всем указанным выше параметрам. Стоимость проверки зависит от набора исследуемых показателей. Примерный прайс:

1. Минимальный анализ на 7 показателей – 15 тыс. рублей.
2. Типовая проверка на 15 показателей – 23 тыс. рублей.
3. Расширенный перечень на 33 показателя – 40 тыс. рублей.

Также возможна оценка качества сточных вод по индивидуальным наборам показателей. Стоимость такой проверки зависит от количества проб и перечня показателей. В цену услуги уже входит выезд специалиста на объект, отбор проб и их консервация, транспортировка, составление анализа и формирование отчета.

По заявке заказчика специалист лаборатории выезжает на объект и делает отбор проб на анализ с соблюдением требований к транспортировке и консервации. Экспертиза проводится в собственной лаборатории компании, по ее результатам составляется протокол. Рекомендации относительно проводимых очистных мероприятий, выбору септика делаются по желанию заказчика.

Для забора проб используется строго чистая тара из пластика либо стекла объемом от 1 л. Ее нужно тщательно промыть водопроводной водой для исключения вероятности попадания бактерий и других веществ, которые способны негативным образом повлиять на достоверность результатов анализов. Если будет делаться бактериологическая проверка, емкость нужно использовать стерильную, герметично закрывающуюся – ее можно приобрести в лаборатории, где вы планируете проводить проверку. Емкость заполняйте практически до самого верха, оставляйте маленький зазор между крышкой и уровнем воды. Доставить пробы желательно в течение двух часов, не на солнце.

Для выполнения самого простого анализа обычно достаточно двух дней, анализ промышленных стоков требует больше времени из-за специфики его содержания. Результаты проверки должны содержать следующие данные:

• Запах воды.
• Цветность в °С.
• Прозрачность или мутность.
• Кислотность.
• Наличие осадка.
• Содержание растворенного кислорода.

Уровень биологического загрязнения подсчитывается при определении степени концентрации кишечных бактерий. Также анализ может определять глисты, вирусы, грибы и некоторые бактерии.

Вы можете заказать проведение анализа бытовых или промышленных стоков уже сегодня. Для этого выберите лабораторию, отправьте заявку и согласуйте детали сотрудничества с менеджером.

источник

Деятельность человека, как и любого другого живого существа, всенепременно сопровождается выделением немалого количества отходов жизнедеятельности. В современных условиях практически все из них уносятся вдаль водами канализационных рек. Наконец, нашу цивилизацию практически невозможно себе представить без огромного количества заводов и прочих предприятий, которые также во множестве продуцируют сточные воды.

Очистка сточных вод является процессом, после прохождения которого стоки пригодны для использования в технических целях или же возврата в окружающую среду без ущерба для последней. Словом, способ зависит от дальнейшего использования жидкости. К примеру, сточные воды от раковин – не то же самое, что содержимое сливных ям, куда спускается содержимое унитаза.

В апреле 1993 года более 400 тысяч человек в Милуоки оказались на больничной койке в результате попадания в питьевую воду криптоспоридии. После этого случая, который получил мощный резонанс в ВОЗ, мировая общественность стала намного осторожнее относиться к той жидкости, которая течет из-под кранов под видом «питьевой воды». Это мнение только окрепло после обнародования некоторых случаев эпидемий в Индии, в результате которых сотни человек умерли. А ведь дело было в обычной кишечной палочке, попавшей в водопровод из плохо очищенных стоков! Так что очистка сточных вод – чрезвычайно важный процесс, который сохраняет жизнь и здоровье людей.

Любые загрязнители коренным образом меняют вкус, цвет и запах жидкости, не говоря уже о ее пригодности для использования в пищевых или технических целях. Наиболее опасными являются промышленные стоки, так как в них нередко содержатся такие концентрации тяжелых металлов и иных веществ, которые в десятки и сотни раз превышают самые «оптимистичные» ПДК. Конечно, в этом случае все зависит от конкретного производства, которое сбрасывает сточные воды. Канализация среднестатистического города по сравнению с ними может показаться «родником», так как в ней, по крайней мере, не бывает радиоактивных изотопов или огромного количества тяжелых металлов.

Опасные загрязнения, которые делают воду непригодной для питья и использования в бытовых целях, можно квалифицировать как физические, химические, биологические факторы. Особняком стоит выброс радиоактивных изотопов. Соответственно, классификация загрязнений будет идентична причинам, которые их вызывают:

• Механические факторы. Характеризуются резким увеличением мельчайшей механической взвеси в жидкости.
• Химические. В воде повышено содержание любых химических соединений. При этом не имеет значения, могут ли эти вещества оказывать негативное влияние на здоровье человеческого организма.
• Биологические и бактериологические (бытовые сточные воды). Очень опасный вид загрязнений, так как в этом случае в воде превышено содержание микроорганизмов. В самом начале статьи мы уже говорили, чем это чревато.
• Тепловые загрязнения. Так называется сброс в реки и другие водоемы воды из прудов-охладителей при ТЭЦ и АЭС. Не стоит относиться к этой разновидности легкомысленно, так как подобные явления приводят к массовой гибели эндемиков, приспособленных к низким температурам воды, которые характерны именно для нашей местности.
• Радиоактивные. В воде и донных осадках обнаруживаются радиоактивные изотопы. Такое бывает, когда неисправна система сточных вод на некоторых промышленных предприятиях или АЭС.

В наших условиях наиболее распространены стоки трех типов:

• Примеси неорганического происхождения, включая даже нетоксические соединения.
• Вещества органического происхождения.
• Смешанные стоки.

Очень опасны отходы металлургических производств, так как в них содержится огромное количество тяжелых металлов и прочих токсичных соединений. Они изменяют физические свойства воды. В тех водоемах, куда попадает эта отрава, погибает все живое, включая деревья и прочую растительность по берегам. Органику же сбрасывают нефтеперерабатывающие комплексы и подобные производства. В стоках есть не только сравнительно безопасная нефть, но и предельно ядовитые фенолы и подобные им вещества. Кроме того, не следует сбрасывать со счетов предприятия животноводческого типа.

Они выбрасывают гигантское количество органики. Последний вызывает резкое ухудшение органолептических свойств воды. В водоемах, куда попадают сточные воды предприятий, происходит резкое развитие микроскопических водорослей, цветение, в жидкости до минимума падает содержание кислорода. Рыбы и прочие гидробионты погибают. Производство электроники, в том числе травление печатных плат и выпуск радиотехнической продукции различных типов, дает стоки смешанного типа. В их составе имеются красители, тяжелые металлы, ацетон, фенолы и прочие соединения.

В настоящее время ученые всего мира бьют тревогу, так как в Мировой океан попадает гигантское количество нефти. Она образует на поверхности воды тончайшую пленку, которую порой можно заметить только по радужным разводам. Это не только приводит к значительному ухудшению органолептических свойств жидкости, но и к резкому снижению поступления кислорода, который попадает в океан путем диффузии. Опять-таки страдают гидробионты, причем особенно бьет нехватка этого вещества по кораллам, численность которых в морях и океанах катастрофически падает с каждым годом. Всего лишь 10 мг нефти и нефтепродуктов делают воду абсолютно непригодной для питья и жизни живых существ.

Чрезвычайно опасны фенолы, о которых мы неоднократно упоминали выше. Они присутствуют в стоках практически всех промышленных предприятий. Особенно это относится к тем из них, которые занимаются производством кокса. В присутствии этих веществ происходит массовая гибель обитателей прудов, рек, морей и океанов, а сама вода приобретает крайне неприятный, гнилостный запах.

На очистные сооружения сточных вод попадают стоки следующего состава:

• Белки – 28%.
• Углеводы – 17,5%.
• Жирные кислоты – 10%.
• Масла, жиры – 27%.
• Детергенты – 7%.

Как можно заметить, основная доля загрязняющих веществ – органика. В промышленных условиях обсуждать какой-то состав сточных вод бессмысленно, так как в каждом случае он свой. В частности в некоторых случаях прямо в реку (!) сбрасывается якобы очищенная «вода», которая по внешнему виду и составу напоминает использованное моторное масло.

Как правило, в загрязнении среды виноваты промышленные и социальные объекты, а также животноводческие и птицеводческие фермы. Очень опасны твердые отходы, которые образуются при открытой разработке месторождений полезных ископаемых, а также стоки, образующиеся в процессе деревопереработки. Водный и железнодорожный транспорт дают немало отходов биологического происхождения. При попадании в водные источники они вызывают их обсеменение кишечной палочкой или яйцами глистов. Особенно опасно, когда выше по течению реки стоит какое-то медицинское учреждение.

Обработка включает в себя следующие способы:

• Механические. Сюда относится фильтрация, которую используют все очистные сооружения сточных вод, а также отстаивание.
• Физические. Это электролиз, аэрация, обработка стоков ультрафиолетовым излучением.
• Химические методы. Применяются специальные составы для осаждения и обеззараживания веществ, которые могут содержаться в стоках.
• Биологическая очистка сточных вод. В этом случае используются растения, усваивающие органику, а также некоторые виды простейших, улиток и рыб.

Перед началом обработки проводится подготовительная работа. Точнее, анализ сточных вод. Специалисты химических лабораторий определяют, какие именно загрязнители в них содержатся. Это помогает выбрать лучшую стратегию по их нейтрализации. Общая процедура очистки сточных вод включает отсеивание: твердых частиц, бактерий, морских водорослей, растений, неорганических примесей и органических веществ. Удаление твердых частиц – самый простой этап. Он включает в себя фильтрацию и осаждение путем отстаивания. Куда сложнее очистить сточные воды от тонких взвесей, которые обычными фильтрующими материалами не задерживаются.

Одним из наиболее простых и дешевых методов, который, тем не менее, обеспечивает высокую степень очистки, является использование активированного угля. Фильтры с этим материалом используются практически на всех предприятиях, руководство которых серьезно относится к защите окружающей среды.

Главным преимуществом угля является его высокая способность к абсорбции. Проще говоря, на поверхности частичек этого вещества имеется такое количество пор, что они могут задержать такое количество загрязняющих воду соединений, которое в несколько раз превышает объем самого угля. Именно процесс улавливания, связывания загрязняющих реагентов и называется абсорбцией. Следует отметить, что с целью очистки питьевой воды уголь использовался еще до нашей эры. Активное исследование и производство этого материала началось во время двух мировых войн. Факторами, влияющими на поглощение, являются размер частицы, площадь поверхности, структура связываемого вещества, кислотность среды (pH-фактор), температура, которую имеют сточные воды.

Древесный уголь поглощает много веществ, начиная от цветных металлов и заканчивая сложными органическими соединениями (к примеру, фенолами). Конечно, от радиоактивных соединений он не защитит, но основные виды неорганических и органических примесей с его помощью удалить можно.

В некоторых случаях для очистки могут быть использованы специальные жидкости, в состав которых входят частицы коллоидных веществ. Для чего они нужны? Все просто – микроскопические частицы, объединяясь с молекулами загрязняющих веществ, заставляют их выпадать в осадок. Явление известно как коагуляция. В некоторых очистных сооружениях используется также метод электролиза. Метод схож с предыдущим, так как ионы, образующиеся при этом процессе, также способствуют осаждению загрязняющих примесей.

Напротив, современные исследователи все чаще предлагают методы, при которых используются массивные молекулы, которые с большей эффективностью могут связывать и осаждать загрязнители. Такой процесс называют флокуляцией.

Как мы уже и говорили, очистка сточных вод может предусматривать использование отрицательно заряженных ионов. Исторически для этих целей используется сульфат алюминия, а также известь. Эти соединения вызывают резкое изменение рН воды, что приводит к гибели патогенных микроорганизмов, которые во множестве содержатся в стоках. В некоторых случаях могут использоваться вещества на основе трехвалентного железа. Некоторые химики считают, что подобные методы могли использовать еще египтяне за две тысячи лет до нашей эры. Отлично осаждает органику также перманганат калия.

Как бы там ни было, но связанная органика выпадает в виде хлопьев или геля. Эти осадки сточных вод могут быть с легкостью отловлены при помощи простейшего механического фильтра. Данный метод работает лучше всего с относительно плотными частицами (например, илом и прочими тяжелыми органическими примесями), в то же время более легкие частицы (например, микроскопические морские водоросли) лучше удаляются при помощи отстаивания. Осадительный чан должен быть достаточно большим, дабы заполнение его шло как можно медленнее. Связано это с тем, что для нормального протекания процесса требуется не менее четырех часов. После того как органические и неорганические примеси осядут на дно, воду можно считать условно очищенной, годной для использования в технических целях. Этот метод чаще используется при предварительной обработке стоков.

Затем приходит черед аэрации. Вода поступает в гигантские чаны, куда попадает сжатый воздух под большим давлением, выводимый в жидкость посредством распылителей. Вы когда-нибудь видели, как работает компрессор в обычном аквариуме? В этом случае происходит практически то же самое. Аэрация позволяет насытить воду кислородом и вывести в осадок оставшиеся органические примеси. После такой обработки жидкость чаще всего подается в специальные пруды, засаженные высшей водной растительностью (биологическая очистка сточных вод). И только потом вода считается пригодной для использования в технических целях. Ею можно поливать посадки овощей и фруктов, а также сбрасывать в природные водоемы.

источник

Состояние вод, особенно в высокоразвитых странах, приняло угрожающий характер. Лучшим вариантом поддержания вод в чистом состоянии является предотвращение их последующего загрязнения. Ближайшая задача заключается в очистке загрязненных вод и доведении их до состояния, позволяющего им служить жизненным пространством для водных обитателей, источником питьевой воды и воды для полива сельскохозяйственных культур [47].

Понимание необходимости регулируемого водоснабжения и обезвреживания сточных вод возникло не сегодня. Еще в Древнем Риме строили акведуки для снабжения свежей водой и cloaca maxima — канализационную сеть. Однако лишь в середине девятнадцатого столетия начались разработки методов очистки сточных вод и систематическое строительство канализационных сетей в городах. В соответствии с представлениями того времени сначала были созданы установки механической очистки. В их функцию входило осаждение находящихся в сточных водах твердых частиц на дно бассейна-отстойника и тем самым предотвращение засорения канализации и образования продуктов гниения, распространяющих дурной запах. Первыми примерами таких устройств являются «дортмундские колодцы» и «эмсские колодцы», нашедшие применение во всем мире. С помощью различных остроумных решений осажденный ил удалялся из отстойников и складировался на свалках.

Другим методом обезвреживания сточных вод была их очистка с помощью так называемых полей орошения, т. е. спуск сточных вод на специально подготовленные поля. При просачивании через песчаный грунт сточные воды отфильтровывались и осветлялись. Такой метод использовался во многих городах Германии в течение десятилетий. Опыты по очистке сточных вод с помощью различных осадителей сначала не давали желаемых результатов. В качестве осадителей использовался известняк, соли железа и алюминия. Только после открытия биологического (живого) ила (1914 г.) появилась возможность разработки современных технологий очистки сточных вод. Особенностью таких технологий является возврат (рециклинг) биологического ила в новую порцию сточных вод, а не удаление его из процесса. Одновременно аэрация суспензии позволяет оптимизировать процесс очистки [78].

Все методы очистки сточных вод, разработанные в последующие годы и до настоящего времени, не содержат никаких существенно новых решений, а лишь оптимизируют разработанный ранее метод, ограничиваясь различными комбинациями известных стадий технологического процесса. Таким образом, те методы, которые были разработаны в прежние годы, когда еще отсутствовали данные об устойчивости многих органических соединений и токсичности тяжелых металлов, практически в той или иной форме используются и в настоящее время.

Таблица Ш.44. Физико-химическая очистка сточных вод [78]

Рис. 111.92. Технологическая схема очистки коммунальных сточных вод [78].

Исключение составляют физико-химические методы очистки сточных вод (табл. II 1.44), в которых используются физические методы и химические реакции, специально подобранные для удаления веществ, содержащихся в сточных водах. Естественно, что такие методы разработаны и внедрены в первую очередь для очистки промышленных сточных вод и в целом несколько дороже, чем менее эффективные биологические системы очистки воды. Схема устройства коммунальных сооружений очистки сточных вод представлена на рис. III.92. В отличие от нее промышленные системы включают, как правило, физико-химическую предобработку производственных сточных вод (рис. II 1.93). Целью многих из предложенных систем очистки сточ-

Рис. 111.93. Схема биологической очистки промышленных сточных вод [78].

ных вод является ускорение разложения устойчивых органических соединений под воздействием микроорганизмов. При этом все в большей степени отказываются от применения открытых бассейнов с биологическим илом в связи с тем, что они занимают большие площади — являются источником неприятного запаха. Для закрытых систем осветления воды можно использовать вертикальные конструкции — башни (занимают меньше площади, выделяющиеся газы можно собирать, минимальный запах), кроме того, в таких системах достигается большая эффективность использования кислорода. Замкнутые системы позволяют значительно повысить температуру и использовать термофильные микроорганизмы. Преимущества таких систем очевидны: повышается скорость ферментативных реакций и одновременно становится возможным применение специализированных штаммов микроорганизмов, которые, правда, еще предстоит селекционировать [78].

Большой отрицательный опыт, накопленный в течение прошедших десятилетий, при оценке качественного состояния вод позволил предпринять попытку выработать единый критерий, с одной стороны, достаточно простой, а с другой — позволяющий надежно определять качество воды, не прибегая к химической идентификации опасных компонентов.

Основным показателем для определения мощности очистных сооружений служит потребление воды на душу населения (или суточная норма потребления) с учетом количества органических веществ, ежедневно сбрасываемых в сточные воды, последняя величина составляет приблизительно 180 г на одного человека. Определить суммарное загрязнение воды органическими веществами можно по расходу кислорода на разрушение органических веществ микроорганизмами. Для этого количества органики массой 180 г требуется около 60 г кислорода при 20 °С в течение 5 суток. Указанное количество кислорода, израсходованное микроорганизмами, учитывается при разработке единой шкалы оценки чистоты сточных вод. Эта характеристика определяется как пятисуточное биохимическое потребление кислорода (БПК5) и выражается обычно в мг кислорода на 1 л сточных вод. Значения БПК5 для различных субстратов приведены в табл. II 1.45.

Таблица III.45. Значения БПК5 для некоторых видов сточных вод [47]

Происхождение сточных вод

Реально определение БПК5 требует больших затрат времени. Пятисуточную потерю кислорода в сточных водах, насыщенных кислородом, определяют с помощью либо кислородного электрода, либо цветной реакции, а также манометрически по изменению объема воздуха над пробами сточных вод. В этом случае воздух должен быть предварительно очищен от СОг с помощью раствора NaOH [47].

Таким образом, значение БПК5 свидетельствует о потенциальной возможности сточных вод истощать запасы кислорода в реке. Этот показатель — весьма важный индикатор загрязнения воды, поскольку именно недостаток кислорода приводит к гибели рыбы, а также порождает неприятный запах и развитие популяций нежелательных организмов, устойчивых к разного рода загрязнениям. БПК5 не несет информации о том, какие именно органические вещества и в каком количестве содержатся в воде. Тем не менее этот показатель дает возможность быстро и наглядно оценить максимальную опасность загрязнения, которую создают сточные воды [24].

Процедура определения БПК5 включает определенное число этапов. Сначала пробу загрязненной воды тщательно измеренного объема разбавляют гораздо большим (тоже точно измеренным) объемом чистой воды. Для этой цели используют специальную бутылку объемом 300 мл. Чистая вода предварительно многократно встряхивается на воздухе, с тем чтобы она поглотила максимально возможное количество кислорода. Таким образом, эта вода предельно насыщена кислородом. Вода также может быть «заселена» микроорганизмами, известными своей способностью удалять органические отходы в присутствии кислорода. В случае загрязненной речной воды необходимые микроорганизмы скорее всего уже присутствуют в пробе. Смесь загрязненной и чистой воды наливают в бутылку, заполняя ее доверху. Затем бутылка закрывается хорошо притертой пробкой. Такая укупорка препятствует дополнительному попаданию кислорода из воздуха. Обычно таким способом подготавливают две бутылки с пробами одной и той же загрязненной воды.

Одну из бутылок помещают в темноту при температуре 20 °С и извлекают через пять полных суток. Темнота необходима для предупреждения роста водорослей, которые могут выделять кислород в исследуемую воду в качестве побочного продукта фотосинтеза. Этот кислород окажется помехой для правильного измерения БПК5, и его появление необходимо исключить. Другая бутылка с пробой воды исследуется незамедлительно с целью определения фактического количества растворенного кислорода (рис. III.94).

Для измерения количества растворенного в воде кислорода существует несколько методов, в том числе химический и электрохимический. Химический метод требует выполнения определенных процедур и набора специальных реактивов. Для электрохимического метода достаточно лишь ввести в исследуемую воду зонд (электрод). Однако электроды должны быть отградуированы, иными словами, отсчеты при измерениях должны быть сопоставлены со значениями содержания кислорода, а это требует предварительного тестирования [24J.

Однако оценка уровня загрязненности по показателю БГЖ5 не является полной, так как при анализе учитываются только биологически быстро разрушающиеся вещества, но не учитываются вещества, разрушающиеся с трудом, равным образом как и неорганические соединения, также входящие в состав загрязненных вод. Быстрое заключение о количестве окисляющихся веществ можно сделать, определяя химическое потребление

Рис. III.94. Измерение концентрации органических загрязнителей по уровню биохимического потребления кислорода (БПК5) [24].

кислорода (ХПК) для пробы сточных вод. В простейшем случае титруют пробу сточных вод раствором перманганата калия в кислой среде:

При этом определяют не все органические соединения, поскольку некоторые из них, например кетоны, окисляются с трудом. Полное окисление осуществляют бихроматом калия в сильнокислой среде:

К недостаткам обоих методов относится то, что одновременно окисляются различные неорганические вещества и значения ХПК нельзя целиком приравнивать к БПК5. Согласно грубой количественной оценке, БПК5 составляет половину значения ХПК. Другим очень важным параметром при оценке загрязненности вод является общий органический углерод (ООУ). Эта величина представляет особый интерес в тех случаях, когда загрязнение связано с такими веществами, которые с трудом разлагаются микробиологическим путем, как, например, лигнин, гуминовые кислоты или различные органические материалы искусственного происхождения [47, 52].

При токсикологической оценке особое внимание следует уделять гало- генорганическим соединениям. При характеристике этих соединений используют величину АОГ (адсорбируемые органически связанные галогены). Для определения АОГ вещество сжигают в токе кислорода, и образовавшиеся галогены поглощают активированным углем; окончательно галогены определяют титрованием. Законодательно установленные нормы не подходят к органически связанным галогенам, их содержание не должно превышать предельной концентрации 100 мкг/л [47].

Эффективность биологической очистки сточных вод оценивают отношением показателей биологического потребления кислорода за пять суток (БПК5) к химическому потреблению кислорода за пять суток (ХПК5), т. е. БПК5/ХПК5. Это отношение составляет для:

0,5
— производственных сточных вод 0,5

Отношение более 0,5 означает, что в процессе биологической очистки разрушаются не только вещества, обусловливающие биологическое потребление кислорода, но и вещества, химически реагирующие с кислородом. При отношении меньше 0,5 в сточных водах содержатся неразлагаемые или трудно разлагаемые вещества. При отношении 0,2—0,4 биологическое разложение еще имеет место при определенных условиях после адаптации микроорганизмов. Однако отношению [1] ; можно лишь достичь определенной степени очистки стоков, которая определяется содержанием в них приоритетных загрязнителей различной природы и токсичности.

Определение приоритетных загрязняющих веществ в коммунальных стоках и сточных водах промышленных предприятий, а также обнаружение токсикантов в дождевых смывах с сельскохозяйственных полей является достаточно сложной аналитической задачей. По сравнению с определением органических загрязнителей в питьевой воде для анализа сточных вод не нужна максимальная чувствительность аналитической системы, поскольку содержания большинства органических соединений в стоках существенно выше, и процедура чаще всего не требует предварительного концентрирования микропримесей.

С другой стороны, сложность и непредсказуемость состава такой матрицы, какой являются сточные воды (например, предприятий нефтехимического синтеза), сильно затрудняет достоверную идентификацию контролируемых компонентов. Такого рода аналитические методики фактически сводятся к определению неизвестных веществ в смесях неизвестного или малоизвестного состава [17, 507].

Наиболее полно решить задачу контроля за содержанием токсикантов в сточных водах (особенно в смесях неизвестного состава) можно лишь с помощью гибридных методов на основе газовой или жидкостной хроматографии: ГХ/МС [17, 274, 506], ВЭЖХ/ГХ/МС [352, 353, 365], ГХ/МС/АЭД [274, 508], ГХ/ИК-фурьс или ВЭЖХ/ИК-фурье [274, 350, 351], ГХ/ЯМР или ВЭЖХ/ЯМР [274, 349] и др. после соответствующей пробоподготовки, существенно упраздняющей состав загрязнителей сточных вод [231,274].

Такое упрощение состава сточных вод, представляющих собой смесь множества органических соединений различных классов, сводится к выделению из суммы загрязняющих веществ определенных групп (типов, видов, классов и т. п.) целевых компонентов, что существенно повышает надежность (информативность) последующей хроматографической идентификации приоритетных загрязнителей [274]. Этот прием очень полезен (а иногда и просто необходим) перед сканированием соединений матрицы с помощью ГХ/МС, ВЭЖХ/МС, ВЭЖХ/ГХ/МС или других гибридных методов [231,274]. Без такой пробоподготовки прямой анализ (идентификация целевых соединений) сложной смеси загрязнителей гибридными методами практически невозможен [274].

Один из наиболее простых вариантов такого рода анализов сводится к следующему [508]. Для идентификации и экспрессного определения множества органических соединений различной полярности в сточных водах пробу воды (250 мл) пропускали через патрон для ТФЭ (1 г сорбента модифицированного силикагеля С18), элюировали аналит дихлорме- таном (5 мл) и исследовали полученный концентрат целевых компонентов методом ГХ/МС на колонке (50 м х 0,25 мм) с полисилоксаном SE-54 (пленка 0,25 мкм). Этим способом удалось идентифицировать в сточных водах 228 органических соединений различной природы и токсичности [508], в том числе фреонов [586].

Однако с учетом сложности матрицы считать эту идентификацию вполне надежной вряд ли возможно, даже с учетом предварительной очистки пробы методом ТФЭ и использования такого информативного метода анализа, как ГХ/МС. Полученные в этом случае результаты, тем не менее, нуждаются в дополнительном подтверждении с помощью какого- либо альтернативного метода — ГХ/ИК-фурье, ГХ/АЭД — или же с помощью комбинации нескольких более простых приемов идентификации, применяемых в газовой хроматографии (индексы удерживания, К_р — константы распределения аналита между фазами различной полярности, реакции вычитания и др.) [274]. Одной из наиболее надежных комбинаций гибридных методов является ГХ/МС/ИК-фурье/АЭД [274] [2] .

Для большинства стандартных американских и европейских методик список приоритетных органических загрязнителей для сточных вод примерно совпадает с аналогичным списком приоритетных загрязнителей питьевой воды (см. табл. III.5). Соответственно этому и методики контроля (в основном хроматографические) те же, что и в случае природных и питьевых вод (табл. II 1.46).

Что касается стандартных российских методик, то в отсутствие списка приоритетных загрязнителей для природных, питьевых и сточных вод (см. гл. I) нет строго определенного набора таких методик, как, например, методики ЕРА для конкретных смесей загрязнителей воды [6]. В последние годы (1995—2002) для целей экологического анализа в России разработано не менее 200 методик контроля за содержанием определенных токсикантов в различных природных средах, в том числе в природных, питьевых и сточных водах [15, 16]. Специальных методик для анализа именно сточных вод в Перечне методик количественного химического анализа [15] почти нет. Приводимые в этом перечне прописи предназначены для контроля содержаний токсикантов как в питьевой и природных водах, так и в сточных водах муниципального или индустриального происхождения [3] .

Аналогичные же американские методики специально предназначены или для питьевых и природных вод, или для определения микропримесей токсичных органических соединений, перечисленных в списке приоритетных загрязнителей коммунальных (муниципальных) и индустриальных (промышленных) сточных вод. Они разработаны в Лаборатории систем мониторинга окружающей среды ЕРА и представляют собой 600 серийных аналитических методик для идентификации и количественного определения в стоках таких приоритетных загрязнителей, как ЛОС, пестициды и синтетические органические соединения [21].

Большинство американских методик для контроля сточных вод основано на газовой хроматографии с селективными детекторами или на ГХ/МС, хотя некоторые из методик могут быть выполнены и с помощью ВЭЖХ, и аналитик может выбирать между газовой и жидкостной хроматографией. В качестве разделительных колонок в этих методиках используют как насадочные, так и высокоэффективные капиллярные колонки (табл. III.46).

источник

Изменения физических, химических и биологических свойств воды в водоемах в связи со сбрасыванием в них жидких, твердых и газообразных веществ. Основные показатели санитарно-химического анализа. Извлечения и утилизации веществ, загрязняющих воду.

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки России

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Санкт-петербургский государственный технологический институт

Сточные воды. Виды загрязнений. Основные показатели санитарно-химического анализа

водоем утилизация загрязняющий

1. Классификация сточных вод

2. Производственные сточные воды

3. Основные показатели санитарно-химического анализа

Под загрязнением водных ресурсов понимают любые изменения физических, химических и биологических свойств воды в водоемах в связи со сбрасыванием в них жидких, твердых и газообразных веществ, которые причиняют или могут создать неудобства, делая воду данных водоемов опасной для использования, нанося ущерб народному хозяйству, здоровью и безопасности населения.

Основными источниками загрязнения и засорения водоемов являются недостаточно очищенные сточные воды промышленных и коммунальных предприятий, крупных животноводческих комплексов; отходы производства при разработке рудных ископаемых, сточные воды шахт и рудников; сточные воды при обработке и сплаве лесоматериалов; стоки водного и железнодорожного транспорта; техногенные отходы предприятий металлургического комплекса и т. д.

1. Классификация сточных вод

Сточные воды от населенных мест и промышленных предприятий могут быть классифицированы по трем признакам:

* по виду содержащихся в стоках веществ;

* по фазово-дисперсному состоянию загрязнений.

По месту образования сточные воды могут быть:

* Бытовые — от раковин, унитазов, ванн и др. источников стоков, установленных в жилых, общественных, коммунальных и промышленных зданиях.

* Производственные — стоки, образующиеся при использовании воды для различных технологических процессов производства.

* Атмосферные — образуются на поверхности проездов, площадей и крыш зданий при выпадении осадков. К этой категории относятся дождевые и талые стоки, а также воды от поливки улиц (поливомоечные).

Все категории сточных вод в той или иной степени содержат загрязнения, вид и состав которых позволяет делить стоки по виду содержащихся в них веществ. Различают три следующие основные группы загрязнений:

* Минеральные загрязнения. К ним относятся: песок, глинистые частицы, частицы руды, шлака, растворимые неорганические соли, кислоты и щелочи.

* Органические загрязнения. Могут быть разделены на загрязнения растительного происхождения, в которых преобладает химический элемент углерод (остатки овощей, плодов и т.д.) и животного происхождения, в которых преобладает азот (физиологические выделения, остатки живых тканей и т.д.). В бытовых стоках содержится примерно 60% загрязнений органического происхождения и 40% минерального. Органические загрязнения являются благоприятной средой для развития микроорганизмов, поэтому в стоках содержится еще один, третий вид загрязнений:

* Биологические загрязнения. К этой категории относятся бактерии, дрожжевые и плесневелые грибки, яйца гельминтов и вирусы.

По фазово-дисперсному состоянию все загрязнения делятся по степени дисперсности (т.е. измельченности) на:

* Растворенные вещества, состоящие из молекулярно-дисперсных частиц, размером не более 0,01 мкм.

* Коллоидные вещества — частицы размером от 0,01 до 0,1 мкм.

* Нерастворенные примеси, размер частиц которых составляет более 0,1 мкм. В свою очередь эти примеси делятся на всплывающие, оседающие и взвешенные вещества.

2. Производственные сточные воды

Производственные сточные воды в основном загрязнены отходами и выбросами производства. Количественный и качественный состав таких стоков разнообразен и зависит от отрасли промышленности, ее технологических процессов. По составу сточные воды делят на три основные группы, содержащие:

* неорганические примеси (в том числе токсические);

* неорганические и органические загрязняющие примеси.

К первой группе относятся сточные воды содовых, сульфатных, азотно-туковых заводов, обогатительных фабрик свинцовых, цинковых, никелевых руд и т. д., в которых содержатся кислоты, щелочи, ионы тяжелых металлов и др. Сточные воды этой группы в основном изменяют физические свойства воды. Сточные воды второй группы сбрасывают нефтеперерабатывающие и нефтехимические заводы, предприятия органического синтеза, коксохимические и др. В стоках содержатся различные нефтепродукты, аммиак, альдегиды, смолы, фенолы и другие вредные вещества. Вредоносное действие сточных вод этой группы заключается, главным образом, в окислительных процессах, вследствие которых уменьшается содержание в воде кислорода, увеличивается биохимическая потребность в нем, ухудшаются органолептические показатели воды. Сточные воды третьей группы образуются в процессах гальвано-химической обработки поверхностей, производстве печатных плат электронной техники, в коксохимических и других технологических процессах. В составе этих стоков присутствуют неорганические кислоты, ионы тяжелых металлов, ПАВ, масла, красители, смолы и другие вещества.

В зависимости от концентрированности производственные сточные воды могут быть высококонцентрированными и слабоконцентрированными, по значению показателя pH стоки делятся на малоагрессивные (в том числе слабокислые и слабощелочные) и высокоагрессивные (сильнокислые и сильнощелочные).

Производственные сточные воды можно подразделить на два основных вида: незагрязненные и загрязненные.

1. Незагрязненные производственные сточные воды поступают от холодильных, компрессорных, теплообменных аппаратов. Кроме того, такие стоки образуются при охлаждении технологического оборудования и продуктов производства.

2. Загрязненные производственные сточные воды содержат различные примеси, такие стоки могут быть загрязнены преимущественно органическими или преимущественно минеральными примесями.

Производственные сточные воды можно различать также по физическим свойствам, например, по температуре кипения: кипящие при температуре ниже 120 °С, 120-250 °С и выше 250 °С (в зависимости от свойств содержащихся в них примесей).

По степени агрессивности сточные воды разделяют на:

* слабоагрессивные (слабокислые, рН 6-6,5 и слабощелочные, рН 8-9);

* сильноагрессивные (сильнокислые, рН 9);

Для формирования состава производственных сточных вод большое значение имеет вид перерабатываемого сырья. Так, основным загрязняющим компонентом сточных вод нефтеперерабатывающих предприятий является нефть, нефтепродукты. На современном этапе они являются основными загрязнителями внутренних водоемов, вод и морей Мирового океана. Попадая в водоемы, они создают разные формы загрязнения: плавающую на воде нефтяную пленку, растворенные или эмульгированные в воде нефтепродукты, осевшие на дно тяжелые фракции и т. д. При этом изменяется запах, вкус, окраска, поверхностное натяжение, вязкость воды, уменьшается количество кислорода, появляются вредные органические вещества, вода приобретает токсические свойства и представляет угрозу не только для человека. Всего 12 г нефти делают непригодной для употребления тонну воды. Довольно вредным загрязнителем промышленных вод является фенол. Фенол содержится в сточных водах многих нефтехимических предприятий и коксохимических производств. При этом резко снижаются биологические процессы водоемов, процесс их самоочищения, вода приобретает специфический запах карболки.

Состав сточных вод зависит также от технологического процесса, состава исходных компонентов, промежуточных продуктов, выпускаемых продуктов, состава исходной воды, местных условий и от других факторов.

3. Основные показатели санитарно-химического анализа

Для того чтобы оценить сточные воды бытовой канализации обычно производят санитарно-химические анализы полного типа. Иногда можно ограничиться и санитарно-химическим анализом сокращенного типа.

Полный химический анализ сточных вод — это определение следующего:

* Объема взвешенных веществ.

* БПК (биологической потребности в кислороде).

* ХПК (химической потребности в кислороде).

* Процента содержания аммонийного, общего и нитритного азота, хлоридов, сульфатов, фосфатов.

* Процента содержания концентрации токсичных веществ, СПАВ, биологических загрязнений и растворенного кислорода[3].

Температура — один из важных технологических показателей, функцией температуры является вязкость жидкости и, следовательно, сила сопротивления оседающим частицам. Поэтому температура — один из определяющих факторов процесса седиментации. Важнейшее значение имеет температура для биологических процессов очистки, так как от нее зависят скорости биохимических реакций и растворимость кислорода в воде. Запах органолептический показатель, характеризующий наличие в воде пахнущих летучих веществ. Обычно запах определяют качественно при температуре пробы 20°С и описывают как фекальный, гнилостный, керосиновый, фенольный и т.д. При неясно выраженном запахе определение повторяют, подогревая пробу до 65°С. Иногда необходимо знать пороговое число — наименьшее разбавление, при котором запах исчезает. Окраска один из органолептических показателей качества сточных вод. Хозяйственно-фекальные сточные воды обычно слабо окрашены и имеют желтовато-буроватые или серые оттенки. Наличие интенсивной окраски различных оттенков — свидетельство присутствия производственных сточных вод. Для окрашенных сточных вод определяют интенсивность окраски по разведению до бесцветной, например 1:400; 1:250 и т.д.

Прозрачность характеризует общую загрязненность сточной воды нерастворенными и коллоидными примесями, не идентифицируя вид загрязнений. Прозрачность городских сточных вод обычно составляет 1-3 см, а после очистки увеличивается до 15 см. Концентрация ионов водорода выражается величиной рН. Этот показатель чрезвычайно важен для биохимических процессов, скорость которых может существенно снижаться при резком изменении реакции среды. Установлено, что сточные воды, подаваемые на сооружения биологической очистки, должны иметь значение рН в пределах 6,5-8. Производственные сточные воды (кислые или щелочные) должны быть нейтрализованы перед сбросом в водоотводящую сеть, чтобы предотвратить ее разрушение. Городские сточные воды обычно имеют слабощелочную реакцию среды (рН = 7,2-7,8).

Плотный остаток — это суммарное количество органических и минеральных веществ в профильтрованной пробе сточных вод (в мг/л). Определяется при таких же условиях, что и сухой остаток. После прокаливания плотного остатка при t = 600°С можно ориентировочно оценить соотношение органической и минеральной частей растворимых загрязнений сточных вод. При сравнении прокаленных сухого и плотного остатков городских сточных вод определено, что большая часть органических загрязнений находится в нерастворенном состоянии. При этом минеральные примеси в большей степени находятся в растворенном виде.

Сухой остаток характеризует общую загрязненность сточных вод органическими и минеральными примесями в различных агрегативных состояниях (в мг/л). Определяется этот показатель после выпаривания и дальнейшего высушивания при t = 105 °С пробы сточной воды. После прокаливания (при t = 600°C) определяется зольность сухого остатка. По этим двум показателям можно судить о соотношении органической и минеральной частей загрязнений в сухом остатке.

Оседающие вещества — часть взвешенных веществ, оседающих на дно отстойного цилиндра за 2 ч отстаивания в покое. Этот показатель характеризует способность взвешенных частиц к оседанию, позволяет оценить максимальный эффект отстаивания и максимально возможный объем осадка, который может быть получен в условиях покоя. В городских сточных водах оседающие вещества в среднем составляют 50-75% общей концентрации взвешенных веществ. Взвешенные вещества показатель, характеризующий количество примесей, которое задерживается на бумажном фильтре при фильтровании пробы. Это один из важнейших технологических показателей качества воды, позволяющий оценить количество осадков, образующихся в процессе очистки сточных вод. Кроме того, этот показатель используется в качестве расчетного параметра при проектировании первичных отстойников.

Количество взвешенных веществ один из основных нормативов при расчете необходимой степени очистки сточных вод. Потери при прокаливании взвешенных веществ определяются так же, как для сухого и плотного остатков, но выражаются обычно не в мг/л, а в виде процентного отношения минеральной части взвешенных веществ к их общему количеству по сухому веществу. Этот показатель называется зольностью. Концентрация взвешенных веществ в городских сточных водах обычно составляет 100-500 мг/л. Перманганатная окисляемость кислородный эквивалент легко-окисляемых примесей. Основная ценность этого показателя быстрота и простота определения. Перманганатная окисляемость используется с целью получения сравнительных данных. Тем не менее, есть такие вещества, которые не окисляются. Определяя ХПК, можно достаточно полно оценить степень загрязненности воды органическими веществами.

Под окисляемостью понимают общее содержание в воде восстановителей органической и неорганической природы. В городских сточных водах подавляющую часть восстановителей составляют органические вещества, поэтому считается, что величина окисляемости полностью относится к органическим примесям. Окисляемость групповой показатель. В зависимости от природы используемого окислителя различают химическую окисляемость, если при определении используют химический окислитель, и биохимическую, когда роль окислительного агента выполняют аэробные бактерии этот показатель биохимическая потребность в кислороде — БПК. БПК — кислородный эквивалент степени загрязненности сточных вод биохимически окисляемыми органическими веществами. БПК определяет количество кислорода, необходимое для жизнедеятельности микроорганизмов, участвующих в окислении органических соединений. БПК характеризует биохимически окисляемую часть органических загрязнений сточной воды, находящихся в первую очередь в растворенном и коллоидном состояниях, а также в виде взвеси.

В городских сточных водах до их очистки азот в окисленных формах (в виде нитритов и нитратов), как правило, отсутствует. Нитриты и нитраты восстанавливаются группой денитрифицирующих бактерий до молекулярного азота. Окисленные формы азота могут появиться в сточной воде лишь после биологической очистки. Азот находится в сточных водах в виде органических и неорганических соединений. В городских сточных водах основную часть органических азотистых соединений составляют вещества белковой природы фекалии, пищевые отходы. Аммонийный азот в большом количестве образуется при гидролизе мочевины продукта жизнедеятельности человека. Кроме того, процесс аммонификации белковых соединений также приводит к образованию соединений аммония.

Хлориды и сульфаты показатели, концентрация которых влияет на общее солесодержание. Источником соединений фосфора в сточных водах являются физиологические выделения людей, отходы хозяйственной деятельности человека и некоторые виды производственных сточных вод. Концентрации азота и фосфора в сточных водах важнейшие показатели санитарно-химического анализа, имеющие значение для биологической очистки. Азот и фосфор, необходимые компоненты состава бактериальных клеток. Их называют биогенными элементами. При отсутствии азота и фосфора процесс биологической очистки невозможен.

Источник тяжелых металлов производственные сточные воды машиностроительных заводов, предприятий электронной, приборостроительной и других отраслей промышленности. В сточных водах тяжелые металлы содержатся в виде ионов и комплексов с неорганическими и органическими веществами.

В группу тяжелых металлов и других токсичных элементов входит большое число элементов, которое по мере накопления знаний о процессах очистки все более возрастает. К токсичным тяжелым металлам относят железо, никель, медь, свинец, цинк, кобальт, кадмий, хром, ртуть; токсичным элементам, не являющимся тяжелыми металлами, мышьяк, сурьма, бор, алюминий и т.д.

Нефтепродукты неполярные и малополярные соединения, экстрагируемые гексаном. Концентрация нефтепродуктов в водоемах строго нормируется, и поскольку на городских очистных сооружениях степень их задержания не превышает 85%, в поступающей на станцию сточной воде также ограничивается содержание нефтепродуктов.

Синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ) органические соединения, состоящие из гидрофобной и гидрофильной частей, обусловливающих растворение этих веществ в маслах и в воде. Примерно 75% общего количества производимых СПАВ приходится на долю анионо-активных веществ, второе место по выпуску и использованию занимают неионогенные соединения. В городских сточных водах определяют, СПАВ этих двух типов. Санитарно-бактериологические показатели включают: определение, общего числа аэробных сапрофитов (микробное число), бактерий группы кишечной палочки и анализ на яйца гельминтов. Растворенный кислород в поступающих на очистные сооружения сточных водах отсутствует. В аэробных процессах концентрация кислорода должна быть не менее 2 мг/л.

Микробное число оценивает общую обсемененность сточных вод микроорганизмами и косвенно характеризует степень загрязненности воды органическими веществами источниками питания аэробных сапрофитов. Этот показатель для городских сточных вод колеблется в пределах 106-108.

Качественная характеристика производственных сточных вод важна для выбора метода их очистки, контроля эксплуатации очистных сооружений и сбросом сточных вод, а также для решения вопросов о возможности повторного использования стоков, извлечения и утилизации веществ, загрязняющих воду.

1. Львович А.И. Защита вод от загрязнения. Л., 1977 / Беличенко Ю.П., Швецов М.М. // — М.: Человек и вода, 1979. — С. 33-38.

2. Карюхина Т.А. Химия воды и микробиология / Т.А. Карюхина. — М: Стройиздат, 1983. — С. 196-204.

3. Савченко П.С. Методы химического и микробиологического анализа вода / Ф.Г. Дятловицкая, В.А. Ярошенко, Е.А. Альбова // — М.: Государственное медицинское издательство УССР, Киев, 1961.- С. 12-24.

источник