Показатель ХПК для сточных вод: что это такое и нормы. Что такое бпк и хпк в сточных водах

ХПХ сточных вод это, методика определения БКП в сточных водах, соотношение

Для очистки сточных вод от загрязнений применяется большое количество различных методик. Но чтобы все очистные системы работали эффективно нужно знать показатели загрязнения стоков. От их характера зависит выбор методов очистки, её скорость и качество.

Показатели ХПК и БПК получаются в лабораторных условиях и говорят об уровне загрязненности сточных вод

Основными средствами определения уровня загрязнения органикой жидкостей являются показатели ХПК и БПК. Данные этих параметров, получаемых в лабораторных условиях, позволяют иметь необходимые сведения о концентрациях загрязнений и их характере. Измерения ХПК и БПК дают возможность определять наиболее подходящие способы очистки.

ХПК

Химическое потребление кислорода (ХПК) – величина, определяющая концентрацию органики в сточных водах

. Оно выражается в объёме кислорода, которое необходимо израсходовать на окислительные процессы органических частиц в литре воды. В англоязычных странах для обозначения показателя используется аббревиатура COD.

За теоретическую основу расчётов загрязнённости стоков принимается определение количественных параметров потребления кислорода или другого вещества, выступающего окислителем (переведённого в объём кислорода). Его должно быть достаточное количество для того, чтобы весь водород, углерод, сера, фосфор и др. (не учитывается азот), содержащийся в рассматриваемых пробах жидкости, окислился до состояния воды, диоксида углерода, оксида серы, пентаоксида фосфора.

ХПК является наглядным показателем степени, динамики и характера процессов самоочистки сточной воды.

Методики определения

Лабораторные методы определения:

Перманганатный метод. Процесс определения проводится с использованием перманганата калия и серной кислоты. Полученные результаты носят название – перманганатная окисляемость.
Биохромный метод. Он оптимален для сферы водоотведения и обследования стоков с сильными показателями загрязнений. В качестве «рабочего» материала применяется биохромат калия. Результат определяется как биохромная окисляемость.

Общие условия проведения биохромного метода:

Биохромный метод анализа сточных вод предполагает использование серной кислоты

Жидкость обрабатывается серной кислотой и биохроматом калия в определённой температурной среде.
Реакция проводится в присутствии катализатора (вещество, способствующее ускорению процессов, но не попадающее в состав их результатов) – сульфата серебра.
Для нейтрализации хлоридов в раствор добавляют сульфат ртути.

Используемые лабораторные методы позволяют на практике получать данные близкие к теоретическим расчётам и выкладкам, но в ряде ситуаций могут существенно отклоняться. Так, при содержании в стоках определённых элементов неорганического происхождения, меняющих характер окислительных процессов, может корректироваться показатель потребления кислорода.

В таком случае проводятся отдельные расчёты определения количества потребления окислителя, израсходованного для переработки неорганики. Отдельно полученные показатели вычитаются из общего ХПК. Для получения показателей химического потребления кислорода в лабораторных условиях требуется около 24—36 часов.

БПК

Биологическое потребление кислорода (БПК) – величина, определяющая концентрацию органики в сточных водах. Оно выражается в количественных показателях кислорода, которое было израсходовано при окислительных анаэробных процессах, с обязательным «участием» кислорода, под действием микроорганизмов в исследуемой жидкости. БПК ключевой метод определения концентрации легкоокисляющейся органики в стоках.

В естественных условиях в воде содержится небольшое количество органики. Она «перерабатывается» за счёт бактерий, которые запускают анаэробные окислительные процессы с выделением двуокиси углерода. Во время процесса происходит потребление растворённого в жидкости кислорода. То есть, чем больше органики в воде, тем больше будут потреблять кислорода бактерии для её переработки.

Сточные воды содержат в своем составе множество органических соединений

В стоках содержаться самые разные органические соединения:

Продукты, полученные в результате переработки нефти.
Масла.
Лигнины (составное вещество растений).
Белки.
Жиры.
Фекальные массы.

Для переработки большого количества такой органики потребуется большое количество кислорода, поэтому в стоках БПК имеет высокие показатели.

Методики определения

Количественные параметры определяются за конкретный промежуток времени, то есть устанавливается количество окислителя, потраченного за конкретный промежуток.

Так, БПК5 обозначает параметр потребления за 5 суток. Кроме временных параметров, лабораторные измерения проводятся в строго установленной среде: отсутствие света, температура 20 градусов выше нуля. Нарушение условий может существенно повлиять на окислительные процессы и показатели БПК.

БПК определяется как разница между показателями концентрации кислорода перед и после измерений.

За 5 суток в нормальных условиях и при средней концентрации загрязнений окисляется около 70% органики в жидкости. Полное преобразование органики достигается за три недели.

Стандартными промежутками измерения являются: 2, 5, 20, 120 суток. Но иногда применяются другие временные рамки, всё зависит от предполагаемого состава загрязнений и времени, необходимого для их полного окисления. Измерения, при которых производится полное окисление в жидкости, носят название БПК полное.

Измерений БПК и ХПК

Порядок проведения измерений потребления кислорода включает выполнение следующие последовательных действий:

Отбор проб стоков в кислородные склянки. Пробы берутся из одного места в несколько склянок (не менее 3 штук).
Образец одной из склянок сразу же проходит процесс фиксации кислорода. На ней указываются параметры растворённого кислорода.
Остальные инкубационные склянки помещаются в инкубатор, где созданы необходимые световые, температурные и другие условия.
Через установленный заранее промежуток времени склянки изымаются из инкубатора, и проводится измерение показателей кислорода.
Полученные данные сравниваются и рассчитываются показатели потребления кислорода.

Соотношение БПК и ХПК в стоках

В России установлена норма показателя ХПК в используемых водах. Она может равняться 15 или 30 мг О2/л в зависимости от функционального назначения водоёма.

В бассейнах концентрация БПК не должна превышать 6 мг О2/л

По установленным стандартам и условиям БПК в жидкостях хозяйственно-бытового назначения не должно превышать 3 мг О2/л. В бассейнах концентрация не должна превышать 6 мг О2/л. Высокие показатели ХПК и БПК сточных вод свидетельствуют о том, что для очистки потребуется потребить большое количество кислорода, а значит и самих загрязнений в жидкости большое количество.

Измерения БПК и ХПК проводятся параллельно, так как их сравнение и соотношение позволяет получить дополнительные важные сведения о составе стоков. Так, если ХПК превышает БПК, ситуация свидетельствует о том, что жидкости содержится большое количество не окисляемой органики.

Показатели БПК и ХПК выше в стоках промышленного «происхождения». В хозяйственно-бытовых сточных водах параметры потребления кислорода значительно ниже.

Снижение показателей потребления кислорода

Показатели БПК и ХПК в стоках снижаются путём прохождения через очистные сооружения. Эти сооружения могут иметь разнообразную конфигурацию и устройство, для очистки в них могут применяться различные методики.

Стандартной структурой очистных станций с эффективными показателями биохимической обработки стоков и удаления из них загрязнений является сооружения четырёхблочного типа. Они включают блоки:

Механической очистки (фильтрация и отстаивание).
Биологической очистки.
Физико-химической очистки с применением реагентов.
Обработки и утилизации осадков.

При качественной организации работы и оснащённости показатели ХПК и БПК приходят в норму после прохождения первых двух ступеней очистки.

vodospec.ru

ХПК сточных вод это химическое потребление кислорода БПК5

Частное хозяйство и промышленность формируют большое количество сточных вод на планете. Именно поэтому так важны очистительные сооружения для полученных стоков. Благодаря современным методам обработки и дезинфекции загрязненной воды удается снизить уровень угрозы для окружающей среды, который, так или иначе, есть ввиду сброса грязной жидкой среды в водоёмы.

Основными показателями загрязненности вод, в соответствии с которыми подбирается методология очистки, являются расчет и проведение анализа на ХПК (химическое потребление кислорода) и расчет количества БПК (биологическое потребление кислорода) воды. Именно по этим параметрам определяют уровень загрязненности жидкости и стремятся снизить его до регламентируемых СНиП нормативов специально подобранными способами обеззараживания.

Важно: если в сточных водах промышленного или частного хозяйства уровень ХПК и БПК превышен в разы, значит, вода представляет серьезную угрозу для окружающей среды. А поэтому неприятностей с экологической службой не избежать, если не очистить стоки перед сбросом. При этом если даже при обеззараживании воды уровни показателей ХПК и БПК при расчете и проведении анализа не падают, значит, нарушена технология обработки жидкой среды.

ХПК и БПК: определение и формирование

При природном самоочищении воды происходят кислородные реакции, которые позволяют окислять органические примеси в воде

При природном самоочищении воды происходят кислородные реакции, которые позволяют окислять органические примеси в воде. Таким образом, происходит их частичный или полный распад. ХПК — это показатель затратности кислорода на окисление различных примесей в составе воды, а БПК — является показателем потребления кислорода на окисление примесей при взаимодействии с бактериальными аэробными препаратами в очистных сооружениях.

Таким образом, повышенный уровень ХПК и БПК при проведении анализа в стоках говорит о том, что воде требуется много кислорода для окисления вредных примесей. А значит, количество этих самых примесей также велико. То есть вода слишком грязная.

Рекомендуем к прочтению:

Уровни ХПК и БПК измеряют посредством взятия воды на анализ. При этом воду исследуют при определенных температурных показателях в течение конкретного периода времени.

При окислении посредством кислорода в воде уничтожаются такие элементы как сера, водород, углерод, фосфор и прочие химические составляющие, исключая азот, до состояния СО2, Н2О, P2O5, SО3. Кроме того, при участии в окислении кислорода азот преобразуется в аммонийную соль. Стоит отметить, что во время реакции окисления кислород напрямую участвует в реакции, в то время как водород лишь отдает на каждый окисляемый атом вещества по три своих атома. Особенно это касается окисления азота и образования соли аммония.

Важно: Анализ на БПК в воде проводится более длительно от 5 до 20 суток, а анализ на определение ХПК выполняется от 0,3 до 1,4 суток.

Снижение уровней ХПК и БПК

Химические и биологические уровни потребления кислорода в грязной воде снижаются в специальных очистных сооружениях

Химические и биологические уровни потребления кислорода в грязной воде снижаются в специальных очистных сооружениях. Принцип очистки воды приблизительно одинаков. Различаются лишь метода воздействия на патогенные микроорганизмы с целью максимального их уничтожения. При этом очистные станции могут различаться по конструкции и размерам в зависимости от количества перерабатываемых стоков и их первичного образования.

Для снижения уровней химического и биологического (биохимического) показателей кислорода в жидкости применяют от 1 до 4 стадий обработки. Таковыми являются:

Рекомендуем к прочтению:

Первичная стадия. Подразумевает под собой механическое отделение крупных частиц мусора и жировых пленок методом фильтрования или отстаивания. Такие способы являются физико-механическими.
На вторичной стадии обеззараживания жидкости используют биологические препараты для окисления более мелких, иногда растворенных в воде органических примесей.
При третичной обработке воды происходит нейтрализация и удаление солей металлов и других оставшихся мелких частичек примесей. Здесь чаще всего используют химические и физико-химические методы обработки, такие как обратный осмос, электродиализ, адсорбция, флотация и пр.
Четвертая стадия обработки воды не является методом снижения уровней ХПК и БПК, однако направлена на выделение (обезвоживание) оставшегося в воде шла а и его последующую утилизацию.

Важно: чаще всего при очистке стоков применяют первые две стадии обработки воды. После этого вода содержит нормальные показатели биологического и химического потребления кислорода. В Европе иногда используют третью стадию очистки жидкости, но исключительно по необходимости.

Отличия между промышленными и бытовыми сточными водами по уровню ХПК и БПК

Стоки делят по типу образования на промышленные и бытовые

Стоки делят по типу образования на промышленные и бытовые. Соответственно, первые содержат больше загрязнителей и химических примесей, которые требуют большого количества химического или биологического поглощения кислорода для их очистки. В свою очередь бытовые загрязняются преимущественно органикой, что формирует в разы низший уровень ХПК и БПК в сравнении с промышленной грязной водой.

Важно: если каким-то образом бытовые сточные воды попадают к промышленным, то они являются активаторами биологического и биохимического поглощения кислорода для очистки жидкости одним из биохимических методов. То есть, качество и скорость очистки воды возрастает в разы.

И наоборот, если в бытовые стоки попадают агрессивные вещества типа хлора или же в воду подмешиваются промышленные стоки, то это может показывать высокий уровень ХПК и БПК для бытовой воды.

Важно: химическое потребление кислорода в стоках измеряется в мг/литр. При этом при проведении анализа уровень ХПК всегда будет выше, чем уровень БПК. Поскольку химическое окисление в воде требует больше кислорода, нежели биологическое.

vodakanazer.ru

зачем нужен этот показатель и какие факторы влияют

Существует несколько методов определения наличия органических веществ в воде. В контексте темы заботы об окружающей среде часто обсуждается вопрос поддержки рек и других водоемов чистыми. Сейчас это крайне сложно делать, ведь сточные воды, которые сбрасываются в водоемы, сильно загрязнены.

После активного участия в том или ином процессе промышленного толка сточная вода накапливает огромное количество вредных элементов, которые, при попадании в открытый водоем, приводят к гибели водных обитателей и растений, а также к другим неприятным последствиям.

Для измерения степени загрязненности стоков берут за основу некоторые показатели, один из которых – это ХПК. Что такое ХПК, и как снизить этот показатель, мы и расскажем в данном материале.

Зачем нужны показатели степени загрязненности стоков?

Объем загрязнения сточных вод можно выявить по ряду показателей, наиболее распространенные среди них – это:

ХПК либо химическое потребление кислорода;
БПК – это биохимическое его потребление.

Измерение такого показателя, как ХПК нужно затем, чтобы проанализировать качество сточной воды или жидкости в водоеме либо с целью исследования состояния вод в целом. ХПК – это количественный показатель, он относится к наиболее информативным и подробным.

В качестве загрязнителей сточных вод выступают такие вещества, как:

растворенные;
взвешенные.

Сточные воды нуждаются в нескольких стадиях очистки. Метод исследования состояния жидкости с учетом ХПК заключается в том, что определяется количество кислорода, который был потрачен на окисление органики и минералов с содержанием углерода. ХПК также называют единицей химической окисляемости воды, поскольку органические вещества окисляются под действием кислорода. Ведь он, в свою очередь, относится к наиболее сильным окислителям.

Окисляемость в зависимости от происхождения окислителей, бывает таких видов:

йодатной;
бихроматной;
цериевой;
перманганатной.

Самые точные показатели определяются путем применения бихроматного или йодатного метода. Окисляемость выражается в соотношении объема кислорода, который был потрачен на окисление минеральных и органических веществ. Она выражается в миллиграммах из расчета на 1 кв. дм. жидкости.

Очищать сточные воды необходимо с целью сокращения концентрации вредных веществ до нормальных показателей, которые утверждены в нормативных документах.

Очистка проводится на специальных очистных сооружениях или станциях. Их компоновка зависит от количества и качества сточной воды, а также уровня ее загрязнения. Однако схема обработки стоков будет одинаковой и главная цель работы – сократить показатели ХПК и БПК.

ХПК и БПК в качестве критериев загрязнений вод

Значение ХПК включает в себя суммарное содержание в жидкости органических веществ в объеме израсходованного связанного кислорода на их окисление. ХПК – это общий показатель загрязнений промышленных и природных вод.

А вот такой показатель, как БПК определяет количество растворенного кислорода, который потрачен на окисление бактериями органических веществ в нужном объеме жидкости.

Для одинаковых проб по величине ХПК будет выше показателя БПК, поскольку больше веществ подвергается химическому окислению.

Какие факторы влияют на ХПК

Уровень загрязнения промышленных стоков определяется при помощи специальных анализов. Факторов, способных повлиять на состав вредных веществ и на показатель кислотности жидкости, есть масса. Один из ключевых факторов – это совокупность биохимических процессов, происходящих в самом водоеме. Вследствие этих процессов вещества вступают в реакции друг с другом и образовывают новые, которые по структуре могут отличаться от предыдущих и иметь другой химический состав.

Эти вещества могут поступать в водоем следующим образом:

вместе с атмосферными осадками;
вместе с бытовыми или хозяйственными сточными водами;
с подземными и поверхностными сточными водами.

Их структура и состав могут быть очень разными, в частности, которые из них могут быть устойчивыми по отношению к окислителям. В зависимости от этого фактора нужно выбирать наиболее эффективный окислитель для тех или иных веществ.

В поверхностных водах органические вещества могут иметь взвешенный, растворенный или коллоидный вид. Окисляемость отличается для фильтрованных и нефильтрованных проб. Природные же воды менее подвержены загрязнению органикой естественного происхождения.

Поверхностные воды имеют более высокую степень окисляемости по сравнению с такими типами вод, как:

подземные;
грунтовые и прочие.

Например, горные реки и озера имеют окисление в районе 2–3 мг на кубический дециметр, реки с болотным питанием – 20 мг/куб. дм и равнинные водоемы – от 5 до 12 соответственно.

Существенный фактор, который влияет на окисляемость – это сезонные изменения, происходящие в гидробиологическом и гидрологическом режимах.

Также окисляемость водоема может меняться под воздействием человеческой деятельности, в зависимости от сферы деятельности людей в водоем поступают загрязнения того или иного вида.

Требования к показателю ХПК согласно норме

Неочищеные стоки отправляются на специальные очистные станции.

По нормативу показатели ХПК должны колебаться в пределах от 15 до 30 мг/ куб. дм. Степени загрязнения сточных вод согласно показателям ХПК выглядят так:

очень чистые – до 2 мг/куб. дм;
относительно чистые – 3 мг/куб. дм;
средней загрязненности – 4 мг/куб. дм;
загрязненные – 15 мг/куб дм. и выше.

Стадии очистки сточных вод и снижения показателей их загрязненности

Очистка сточных вод включает в себя такие стадии:

первичная очистка – это удаление масляных пленок, крупных частей грязи и численных загрязнений, которые легко удаляются. Данная стадия предусматривает очистку физико-механическим способом;
вторичная очистка. На данном этапе отделяют взвешенные части и загрязнители, которые содержатся даже в растворенном виде. Некоторые загрязнители имеют органическое происхождение и их нужно удалять с помощью биологического окисления. Данная стадия подразумевает биологический метод очистки сточных вод;
третичная очистка – это удаление всех оставшихся мелких частиц и загрязнителей, включая соли металлов. Очистка осуществляется методом осмоса, электродиализа, фильтрования через адсорбент и т. д.;
четвертая стадия – на данном этапе идет обезвоживание шлама, что сводит его объем и вес к минимуму.

Уровень ХПК и БПК постепенно сокращается до тех или иных значений на каждой из стадии, объем их сокращения зависит от особенностей сточных вод.

Далеко не всегда сточные воды очищаются во все четыре стадии. Очень часто очистные сооружения сбрасывают сточные воды в коллектор уже после первой стадии очистки, и это приводит показатели ХПК в норму. В некоторых странах очистка осуществляется только в два этапа, третий этап применяется лишь в крайнем случае.

Отличие бытовых сточных вод от промышленных

Сточные воды могут иметь промышленное или бытовое происхождение, природа загрязнений в них тоже отличается. Так, как правило, бытовые стоки загрязнены такими вещами, как:

мусор;
органические остатки;
моющие вещества.

А вот промышленные стоки наполняются отходами производства, если это пищевая промышленность, то там больше всего будет взвешенных веществ и жиров. Значения ХПК и БПК в промышленных стоках будут выше, чем в бытовых.

Иногда стоки объединяются, вследствие чего органика из бытовых сточных вод становится питательной средой для активного ила биоочистки.

Диапазоны соотношения критериев для разных вод

Анализ такого показателя, как ХПК проводят, чтобы определить, сколько всего содержится эквивалентного бихромату кислорода, который пошел на окисление всех находящихся в пробе органических и неорганических веществ.

Как уже упоминалось ранее, такая величина, как ХПК, которая оценивает восстановительную активность химических веществ, будет больше БПК, значение которого зависит исключительно от количества органики, подверженной биохимическому разложению. Соотношение между этими двумя показателями отражает полноту биохимического окисления веществ, которые содержатся в сточных водах. Чем больше разница между этими показателями, тем больше прирост биологически активных масс. В частности, по этому соотношению можно определить, насколько пригодны сточные воды для биологической очистки.

Анализ воды показывает уровень ХПК, БПК, ВВ Если веществ, подверженных биохимическому окислению будет мало, то лучше всего для исследований применять физико-химические методики, которые смогут привести соотношение показателей к требуемой цифре.

Оптимальный диапазон соотношения БПК и ХПК – это от 0,4 и до 0, 75 единиц. Оптимальное значение для соотношения между химической и биологической потребностью в кислороде – это 0,7, при нем процесс биологической очистке сможет проходить полноценно и в полном объеме.

После того, когда сточные воды разделены гравитационным способом, из них удаляют преимущественно те вещества, которые трудно окислить. После этой стадии соотношение показателей увеличивается.

Затем следует стадия биологической очистки, вследствие которой соотношение показателей снижается на 0,2, поскольку в сточных водах исчезают органические вещества, подвергающиеся биохимическому окислению.

Также с целью оценки наличия в водах биологически разлагаемых частиц можно применять и обратное соотношение показателей. Например, согласно санитарным требованиям, которые подразумевают, что ХПК для сточных вод, пригодных к биоочистке, этот показатель не должен превышать показатель БПК более чем в полтора раза.

Очистка воды и повторный анализ ХПК, БПК, ВВ Если говорить о сооружениях для биологической очистки, которые очищают смеси домашних и производственных сточных вод, то в них, как правило, соотношение обоих параметров в поступающей жидкости на очистку составляет где-то в районе от 1,5 до 2,5. Когда сточная вода смешивается с промышленными отходами, этот показатель увеличивается и до 3,5, а при стоке вод с некоторых производственных мощностей он может доходить и до 8.

Как видите, значение ХПК позволит проанализировать состояние жидкости в водоемах и даст возможность выяснить, насколько эта она пригодна к очистке и в какой степени. Подробные исследования этого и прочих значений позволят сделать окружающую нас среду гораздо чище.

stoki.guru

Органические загрязнители, БПК и ХПК

Введение

В воде источников водоснабжения обнаружено несколько тысяч органических веществ разных химических классов и групп. Органические соединения природного происхождения - гуминовые вещества, различные амины и другие - способны изменять органолептические свойства воды, и по этой причине они должны быть удалены в процессе водоподготовки.

Несомненно, что органические вещества техногенного происхождения при поступлении их с питьевой водой могут неблагоприятно действовать на организм. Аналитический контроль их содержания в питьевой воде затруднен не только ввиду громадного их числа, но и вследствие того, что многие из них весьма неустойчивы и в воде происходит их непрерывная трансформация. Поэтому при аналитическом контроле невозможно идентифицировать все органические соединения, присутствующие в питьевой воде.

Однако многие органические вещества обладают выраженными органолептическими свойствами (запахом, вкусом, цветом, способностью к пенообразованию), что позволяет их выявить и ограничить их содержание в питьевой воде. Примерами таких веществ являются: синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ), в незначительных (нетоксических) концентрациях образующие пену; фенолы, придающие воде специфический запах; многие фосфорорганические соединения.

загрязнение

В природной воде водоемов всегда присутствуют органические вещества. Их концентрации могут быть иногда очень малы (например, в родниковых и талых водах). Природными источниками органических веществ являются разрушающиеся останки организмов растительного и животного происхождения, как живших в воде, так и попавших в водоем с листвы, по воздуху, с берегов. Кроме природных, существуют также техногенные источники органических веществ: транспортные предприятия (нефтепродукты), целлюлозно- бумажные и лесоперерабатывающие комбинаты (лигнины), мясокомбинаты (белковые соединения), сельскохозяйственные и фекальные стоки и т.д. Органические загрязнения попадают в водоем разными путями, главным образом со сточными водами и дождевыми поверхностными смывами с почвы.

БПК и ХПК

Интегральное содержание органических веществ оценивается по показателям БПК и ХПК.

Биохимическое и химическое потребление кислорода - БПК и ХПК - принятые в гигиене, гидрохимии и экологии, интегральные показатели, характеризующие содержание в воде нестабильных (неконсервативных) органических веществ, трансформирующихся в воде путем гидролиза, окисления и других процессов. Содержание таких веществ выражается через количество кислорода, необходимое для их окисления в резко кислой среде перманганатом (БПК) или бихроматом (ХПК). К таким веществам относят алифатические кислоты, некоторые эфиры, амины, спирты.

В естественных условиях находящиеся в воде органические вещества разрушаются бактериями, претерпевая аэробное биохимическое окисление с образованием CO2. При этом на окисление потребляется растворенный в воде кислород (РК). В водоемах с большим содержанием органических веществ большая часть кислорода потребляется на биохими- ческое окисление, лишая, таким образом, кислорода другие организмы. Поэтому увеличивается количество организмов, более устойчивых к низкому содержанию кислорода, исчезают кислородолюбивые виды. Таким образом, в процессе биохимического окисления органических веществ в воде происходит уменьшение концентрации кислорода, и эта убыль косвенно является мерой содержания в воде органических веществ. Соответствующий показатель качества воды, характеризующий суммарное содержание в воде органических веществ, называется биохимическим потреблением кислорода (БПК).

БПК - это количество кислорода в (мг), требуемое для окисления находящихся в 1 л воды органических вещества в аэробных условиях, без доступа света, при 20 °С, за оп- ределенный период в результате протекающих в воде биохимических процессов.

Определение БПК основано на измерении концентрации РК в пробе воды непосредственно после отбора, а также после инкубации пробы. Инкубацию пробы проводят без доступа воздуха в кислородной склянке (т.е. в той же посуде, где определяется значение РК) в течение времени, необходимого для протекания реакции биохимического окисления. Так как скорость биохимической реакции зависит от температуры, инкуба-цию проводят в режиме постоянной температуры (20±1) °С, причем от точности поддержания значения температуры зависит точность выполнения анализа на БПК. Обычно определяют БПК за 5 суток инкубации (БПК5). Может определяться также БПК10 за 10 суток и БПКполн за 20 суток (при этом окисляется около 90 и 99 % органических веществ соответственно). Ориентировочно принимают, что БПК5 составляет около 70 % БПКПОЛН., но может составлять от 10 до 90 % в зависимости от окисляющегося вещества. Погрешность в определении БПК может внести также освещение пробы, влияю- щее на жизнедеятельность микроорганизмов и способное в некоторых случаях вызывать фотохимическое окисление. Поэтому инкубацию пробы проводят без доступа света.

В поверхностных водах величина БПК5 колеблется в пределах от 0,5 до 5,0 мг/л; она подвержена сезонным и суточным изменениям, которые, в основном, зависят от изменения температуры и от физиологической и биохимической активности микроорганизмов. Весьма значительны изменения БПК5 природных водоемов при загрязнении сточными водами.

Таблица 1. Величины БПК5 в водоемах с различной степенью загрязненности

Степень загрязнения (классы водоемов)	БПК5, мг O2/дм3
Очень чистые	0,5–1,0
Чистые	1,1–1,9
Умеренно загрязненные	2,0–2,9
Загрязненные	3,0–3,9
Грязные	4,0–10,0
Очень грязные	10,0

Норматив на БПКполн. не должен превышать: для водоемов хозяйственно - питьевого водопользования - 3 мг/л для водоемов культурно-бытового водопользования - 6 мг/л. Соответственно можно оценить предельно-допустимые значения БПК5 для тех же водоемов, равные 2 мг/л и 4 мг/л.

мертвая рыба

Величина, характеризующая содержание в воде органических и минеральных веществ, окисляемых одним из сильных химических окислителей при определенных условиях, называется окисляемостью или ХПК. Существует несколько видов окисляемости воды: перманганатная, бихроматная, иодатная, цериевая.

Являясь интегральным (суммарным) показателем, ХПК в настоящее время считается одним из наиболее информативных показателей антропогенного загрязнения вод. Этот показатель, в том или ином варианте, используется повсеместно при контроле качества природных вод, исследовании сточных вод и др. Результаты определения окисляемости выражаются в миллиграммах потребленного кислорода на 1 л воды (мгО/л).

В водоемах и водотоках, подверженных сильному воздействию хозяйственной деятельности человека, изменение окисляемости выступает как характеристика, отражающая режим поступления сточных вод. Для природных малозагрязненных вод рекомендовано определять перманганатную окисляемость; в более загрязненных водах определяют, как правило, бихроматную окисляемость (ХПК).

В соответствии с требованиями к составу и свойствам воды водоемов у пунктов питьевого водопользования величина ХПК не должна превышать 15 мг О/дм 3; в зонах рекреации в водных объектах допускается величина ХПК до 30 мг О/дм 3.

В программах мониторинга ХПК используется в качестве меры содержания органического вещества в пробе, которое подвержено окислению сильным химическим окислителем. ХПК применяют для характеристики состояния водотоков и водоемов, поступления бытовых и промышленных сточных вод (в том числе, и степени их очистки), а также поверхностного стока.

Таблица 2. Величины ХПК в водоемах с различной степенью загрязненности

Степень загрязнения (классы водоемов)	ХПК, мг О/дм3
Очень чистые	1
Чистые	2
Умеренно загрязненные	3
Загрязненные	4
Грязные	5–15
Очень грязные	>15

Однако не все органические вещества в равной степени участвуют в реакции химического окисления. Так же, как и при биохимическом окислении, при химическом окислении можно выделить группы легко, нормально и тяжело окисляющихся органических веществ. Поэтому всегда существует разница между теоретически возможным и практически достигаемым значениями ХПК. Мешают точному определению ХПК в первую очередь, хлорид-анионы, как правило, содержащиеся в природных и, особенно, в сточных водах. Определению также мешают нитриты, часто присутствую щие в водах, прошедших биохимическую очистку.

Нормативы на ХПК в воде водоемов: для питьевой воды – 5,0 мгО/л (для перманганатной окисляемости), ХПК – 15 мгО/л

www.msulab.ru

47. Понятие о хпк и бпк, для чего они нужны.

Химическое потребление кислорода (ХПК) определяется как количество кислорода, потребляемое при химическом окислении содержащихся в воде органических и неорганических веществ.

Биологическое потребление кислорода (БПК) – количество кислорода, израсходованное на аэробное биохимическое окисление под действием бактерий и разложение нестойких органических соединений, содержащихся в исследуемой воде. БПК является одним из важнейших критериев уровня загрязнения водоема органическими веществами. Он определяет количество кислорода, необходимое для разложения органических загрязняющих веществ.

48. Производственные ограничения на сброс сточных вод.

Запрещается сбрасывать в водные объекты следующие виды сточных вод: 1) воды, которые с помощью использования рациональной технологии могут быть пригодны для максимального использования в системах оборотного и повторного водоснабжения; 2) воды с ценными примесями,подлежащими утилизации, 3) воды, содержащие производственное сырье, продукты и полупродукты конечного производства в количествах, превышающих установленные нормативы; 4) воды, которые содержат вредные вещества, для которых еще не установлены ПДК; 5) воды, которые могут быть использованы для орошения в с/х при соблюдении санитарных требований.

49. Особенности процессов, протекающих в почвах. Понятие о Гумусе. Понятие о док. Для чего он вводится.

Почва - особое природное образование, сформировавшееся в результате преобразования горных пород растениями и животными, т.е. в результате почвообразовательного процесса. Почва обладает особым свойством - плодородием, она служит основой с/х всех стран. Почва состоит из твёрдой, жидкой, газообразной и животной частей. Твердая часть - это минеральные и органические частицы. Они составляют от 80-98 % почвенной массы и состоят из песка, глины, илистых частиц, оставшихся от материнской породы в результате почвообразовательного процесса. Соотношение этих частиц характеризует механический состав почвы. Жидкая часть почвы, или почвенный раствор, вода с растворенными в ней органическими и минеральными соединениями. Воды в почве содержится от долей процента до 40-60 %. Жидкая часть участвует в снабжении растений водой и растворёнными элементами питания. Газообразная часть, почвенный воздух, заполняет поры, не занятые водой. Почвенный воздух содержит больше CO2 и меньше O2, чем атмосферный воздух, а также метан, летучие органические соединения и др. Живая часть почвы состоит из почвенных микроорганизмов (бактерии, грибы, водоросли, актиномицеты и др.), представителей беспозвоночных (простейших, червей, моллюсков, насекомых и их личинок), роющих позвоночных. Они обитают в основном в верхних слоях почвы, около корней растений, где добывают себе пищу. Некоторые почвенные организмы могут жить только на корнях. Почва содержит микроэлементы (азот, фосфор, калий, кальций, сера, железо и др.) и микроэлементы (бор, марганец, молибден, цинк и др.), которые растения потребляют в ограниченных количествах. Их соотношение определяет химический состав почвы. Из физических свойств почвы наибольшее значение имеет влагоемкость, водопроницаемость, скважность.

Верхний слой литосферы – гумус – конечный продукт разложения мертвых органических остатков, аморфное вещество, (фенолы, сложные эфиры, карбоновые кислоты) плодородный слой почвы, основное органическое вещество почвы, содержащее питательные вещества, необходимые высшим растениям. Гумификация - процесс образования гумуса.

Установление ПДК загрязняющих веществ в почве находится на стадии разработки. В настоящее время установлены ПДК для 30 ядохимикатов. Влияние загрязнителей в почве на человека в первую очередь сказывается через поступление в овощи и фрукты. Поэтому введены специальные госты почвы и пищевых продуктов – ДОК – мг/кг почвы или мг/кг продукта.

studfiles.net

Органические вещества , их количество и методы контроля . Бпк , хпк .

Органические вещества состоят из белков , жиров , углеводов , альдегидов , кетонов , жирных кислот и т.д. Степень загрязнения сточных вод и вод водоема органическими веществами (растворенными ,не оседающими взвешенными веществами и коллоидными частицами ) определяется такими показателями как БПК и ХПК.

БПК - биохимическая потребность в кислороде , мг02/л или г02/м3

БПК показывает концентрацию кислорода , требуемого на окисление органических веществ (коллоидных , растворенных и части нерастворенных веществ не задержанных в отстойниках ). БПК определяется за 20 суток и обозначается БПК 20. Для многих сточных вод БПК20=БПКполн - принимается для расчета очистных сооружений .

При эксплуатации очистных сооружений как стандартное определяется БПК5.

В дальнем зарубежье определяется БПК5(южные районы), БПК7(северные).

БПК5 = 0,7 БПКполн

ПК7 = 0,8 БПКполн

сут, t

По данным СНиП : БПК20 для не осветленной воды составляет 75 г/на человека в сутки , для осветленной - 40 г/на человека в сутки.

Концентрация загрязнений определяется в зависимости от нормы водоотведения (n л / в сутки на человека ).

Концентрацию загрязнений по БПК можно найти

Lt = мг/л , где

La - БПК20 приходящаяся на одного человека г/в сутки.

БПК учитывает кислород необходимый для окисления (горения) веществ и не учитывает прирост биомассы микроорганизмов ,содержащихся в сточных водах т.к. не все органические вещества окисляются биохимически.

Для более полной оценки содержания органических веществ определяют химическое потребление кислорода ( ХПК ).

ХПК можно определить расчетом - стехиометрическое ХПК (ХПКст).

2С2Н5ОН + 6О2 = 4 СО2+ 6 Н2О

92 192

на один мг спирта идет 2,1 мг О2 , т.е. ХПКст = 2,1 мг О2/мг.

ХПК определяется : кипячением пробы с добавлением сильного окислителя - бихромата калия в присутствии Н2SО4 (концентрированной) и катализатора - серебра.

Т.к. белки состоят на 80% из органического вещества , а жиры на 90%, то для городских сточных вод ХПК = 0,8 - 0,85 ХПКст.....Хорошо окисляются жиры и белки ,углеводы хуже т.к. имеют свой кислород . На 1 мг органического вещества идет 0,4 мг О2.

Для бытовых сточных вод БПК <ХПК , БПКполн = 0,78 ХПК.

сточных водах присутствуют микроорганизмы ,которые утилизируют загрязнения и меняют состав и свойства воды , а также БПК и ХПК (в отсутствии О2 идёт сульфат- редукция).

Анаэробные условия

Аэробные условия

S-2

Органические вещества влияют на цветность , запах , токсичность . Наличие органических веществ отражается на относительной стабильности воды.

Относительная стабильность (стойкость) воды (S) - это отношение содержания биохимически используемого О2 , находящегося в сточной жидкости к содержанию его , необходимому для окисления находящихся в этой жидкости органических веществ , выраженное в % . Чем выше стойкость сточной воды , тем меньше опасность её загнивания. Для бытовых сточных вод , поступающих на очистные сооружения относительная стойкость = 11%, а для вод прошедших очистку = 99%.

Для определения стабильности ( качественное ) в воду добавляют метиленовый синий . Если есть О2 , то вода будет синей , если нет то реактив обесцвечивается.

Чем больше БПК и ХПК тем меньше стабильность. Нитраты и нитриты увеличивают стабильность воды.

studfiles.net

Что такое промышленные сточные воды?

Часть 2 из 5 4 августа 2012 г

Что такое промышленные сточные воды?

Прежде чем начать разговор о промышленных сточных водах, давайте обратим наше внимание на бытовые стоки (канализацию), так как проектировщики очистных сооружений часто начинают карьеру и, почти наверняка, свое образование в сфере инженерного обеспечения охраны окружающей среды, наблюдая за устройством канализации и станций очистки бытовых сточных вод. Последнее позволит воссоздать в воображении привычную схему, которую читатель может использовать для сравнения с промышленными сточными водами и сооружениями по их очистке.

Бытовые сточные воды

Бытовые стоки (канализация) - это сточные воды, спускаемые из санузлов жилых помещений, офисов, коммерческих объектов, предприятий и различных государственных организаций и учреждений. Бытовые стоки представляют собой сложную смесь, состоящую, главным образом, из воды (приблизительно на 99%) вместе с органическими и неорганическими веществами. Эти вещества или примеси включают в себя взвешенные, коллоидные и растворенные компоненты. Так как бытовые сточные воды содержат продукты жизнедеятельности человека, они также содержат большое количество микроорганизмов, и некоторые из них могут оказаться патогенными. В сточных водах могут присутствовать такие бактериальные заболевания как холера, тиф и туберкулез. Среди вирусных заболеваний – инфекционный гепатит. Неорганические составляющие включают в себя:

хлориды и сульфаты
различные формы азота и фосфора
карбонаты и бикарбонаты

Протеины и углеводороды составляют около 90% органической составляющей бытовых сточных вод.

Все эти вещества поступают в стоки с экскрементами, мочой, пищевыми отходами, также со сточными водами после купания, мойки или стирки, и, благодаря последнему, в бытовые сточные воды попадают мыла, моющие средства и другие чистящие вещества. Бытовые сточные воды представляют модель потока с двумя пиками интенсивности – утром, до начала рабочего дня, и вечером, когда люди возвращаются домой. Особенно заметны эти пики увеличения сточных вод при небольшом населении и, следовательно, меньших канализационных сетях.

Изменения характеристик канализационных вод в таких сообществах относительно малы, хотя различия их характеристик между сообществами легче выявить. Несмотря на эти вариации, состав бытовых сточных вод таков, что они с легкостью подлежат биологической очистке, исходя из доступности и наличия баланса между углеродистыми компонентами и питательными веществами. Способность данных сточных вод к биоразложению можно вычислить , зная их химическое потребление кислорода (ХПК) и соответствующее значение БПК5 (пятидневный БПК) и задается соотношением:

ХПК:БПК5 и БПК5:N:P БПК5 пятидневное биологическое потребление кислорода ХПКхимическое потребление кислорода N азот Pфосфор Как правило, показатель способности к биоразложению равен соответственно 1.5:1 и 25:4:1.

Азот (N) чаще всего представлен в форме органического азота и аммонийного азота (Amm-N). Присутствие нитратов (NO3-N) маловероятно, так как этому не способствуют условия канализации, более вероятен вызванный бескислородными реакциями распад нитратов.
Фосфор (P) представлен в виде комбинации органического фосфора и фосфатов (PO4).
Уровень pH в канализационных водах находится в пределах 6–9 , подобный показатель pH считается подходящим для протекания биологических процессов.
БПК5, ОВЧ (общее количество взвешенных частиц) и ОСАК (общее содержание азота по Кьельдалю), используемые для нужд проектирования станции равны соответственно 250, 300 и 40 мг/л−1. Как уже говорилось ранее в этом параграфе, характеристики бытовых (канализационных) сточных вод могут изменяться в зависимости от сообщества или района, таким образом, можно встретить показатель БПК5 неочищенных сточных вод равный 500 мг/л–1.

Промышленные сточные воды

Промышленные сточные воды, включая агропромышленные стоки, имеют различный состав, в зависимости от типа промышленности и обрабатываемых материалов. Некоторые сточные воды могут быть весьма насыщенными органическими соединениями, иметь высокую способность к биоразложению, иметь в основном неорганический состав или быть потенциально ингибирующими. Это означает, что показатели ОВЧ, БПК5 и ХПК могут составлять десятки сотен мг/л − 1.

Благодаря таким высоким концентрациям органических веществ, промышленные сточные воды могут также иметь недостаток питательных веществ. В отличие от бытовых (канализационных) сточных вод показатели уровня pH промышленных сточных вод часто бывают более 6–9. Такие показатели соответствуют сточным водам с высоким содержанием растворенных солей металла. Картина потока промышленных сточных вод будет также отличаться от канализационных, в связи с тем, что на природу потока промышленных стоков оказывает влияние характер проводимых на предприятии операций, нежели действий, обычных для бытовой обстановки. Наиболее значимым фактором, влияющим на характер потока промышленных сточных вод, является сменный характер работы на заводе или фабрике.

Длительность смены может достигать 8 или 12 часов, число смен в день может достигать трех. Это означает, что поток промышленных сточных вод может иметь более двух пиков интенсивности, а в некоторые части дня поток может вовсе отсутствовать. Рабочая неделя на заводах может длиться от пяти до семи дней, следовательно, в те дни, когда промышленное предприятие не работает, интенсивность потока равна нулю. В отличие от более узкого диапазона вариаций характеристик различных образцов бытовых сточных вод, промышленные сточные воды могут иметь коренные различия, даже в том случае, если образцы взяты с предприятий одного и того же типа промышленности, но из разных районов. Причиной таких различий служит адаптация технологий под различный тип местности, а также характеристики используемого сырья. Помимо всего вышеназванного, характеристики сточных вод одного и того же предприятия также могут со временем меняться, в связи с тем, что промышленное предприятие может работать в режиме циклического производства / кампании или же осуществлять залповые выбросы вдобавок к регулярным сбросам сточных вод. Помимо этих регулярных операций, на промышленном предприятии могут происходить утечки и незапланированные сбросы, которые могут происходить не часто, но, тем не менее, оказывают весьма неблагоприятное воздействие на работу очистных сооружений.

Поэтому, разумным будет провести тщательный анализ сточных вод, а также внимательно изучить требования к их предочистке и очистке, прежде чем делать вывод о том, что характеристики данных сточных вод и требования к их очистке полностью соответствуют ранее встреченному образцу. Также немаловажным будет понимание сути функционирования промышленного предприятия.

В некоторых случаях промышленные сточные воды сбрасываются в канализационные системы, обслуживающие коммерческие объекты и жилые помещения. Такая комбинация потоков сточных вод называется городскими сточными водами, и качество этой смеси может варьироваться в зависимости от доли промышленных стоков в ней и типа промышленных предприятий, осуществляющих подобный сброс. Обычно происходит буферизация бытовых и коммерческих компонентов в городских сточных водах в рамках характеристик комбинированного потока. Тем самым, осуществление очистки комбинированных сточных вод происходит легче, чем очистка только промышленных стоков. Однако, даже в случае наличия возможности сброса промышленных стоков в канализацию, необходима определенная степень предварительной очистки сточных вод, прежде чем разрешение на подобный сброс будет получено.

Процедура предварительной очистки сточных вод может заключаться в приведении показателей уровня pH от 6 до 9 и сокращения показателей БПК5 до 400 мг/л − 1 , подобная процедура практикуется в настоящее время в Сингапуре (Pakiam et al., 1980). Подобные операции проводятся с целью предотвращения коррозии принимающих каналов канализации, а также защиты принимающих очистных сооружений от переполнения органическим субстратом.