Бпк и хпк сточных вод. определение, показатели и нормы в стоках

Алан-э-Дейл       04.09.2022 г.

Оглавление

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.

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.

Технические характеристики комплекса для измерения ХПК и БПК Эксперт-ХПК-БПК:

Параметр Значение
Оптический анализатор растворенного кислорода Эксперт-009
Диапазон измерений массовой концентрации растворенного кислорода (СO2), мг/дм3 от 0,2 до 20
Пределы допускаемой относительной погрешности анализаторов при измерении массовой концентрации растворенного кислорода при температуре анализируемой среды (25±1) °С ±5 %
Пределы допускаемой относительной погрешности анализаторов при измерении массовой концентрации кислорода при температуре анализируемой среды от 5 °С до 50 °С, кроме температуры (25±1) °С ±10 %
Диапазон измерений температуры анализируемого раствора, °С от 0 до 50
Диапазон температурной компенсации измерительной системы, °С от 5 до 50
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры анализируемого раствора, °С ± 0,5
Время установления рабочего режима после включения, с, не более 30
Продолжительность непрерывной работы, ч, не менее 8
Номинальное напряжение питания, В (встроенный аккумулятор, с индикацией разрядки) 12
Потребляемая мощность, Вт, не более 6
Габаритные размеры измерительного преобразователя в переносном исполнении, мм, (длина×ширина×высота), не более 200 х 110 х 70
Габаритные размеры измерительного преобразователя в стационарном исполнении, мм, (длина×ширина×высота), не более 250 х 340 х 100
Масса в переносном исполнении, кг, не более 0,95
Масса в стационарном исполнении, кг, не более 1,10
Эксплуатационная температура окружающей среды, °С от 5 до 40
Эксплуатационная относительная влажность при 25 °С, %, не более 90
Эксплуатационное атмосферное давление,кПа от 0 до 50
Средний срок службы, лет, не менее 10
Средняя наработка на отказ, ч, не менее 5000
Фотометр Эксперт-003
Диапазон измерения ХПК от 10 до 800 мгО/ дм3 (при больших концентрациях разбавление пробы)
Погрешность измерения ХПК 30% (10…50 мгО/дм3)
20% (50…200 мгО/дм3)
15% (более 200 мгО/дм3)
Кюветное отделение Под круглую кювету ХПК, для прямоугольных кювет 10х10, 20х24, 30х24, 50х24 мм
Рабочие длины волн (картриджи в комплекте ХПК) 430 и 605 нм
Диапазон измерения оптической плотности От 0 до 3,0 А
Погрешность 0,005 А
Рабочие длины волн (дополнительно) Сменные картриджи: 375, 400, 430, 470, 505, 525, 572, 590, 605, 615, 626, 655, 850, 880, 940 нм и другие
Объем памяти 20 градуировок по 15 точек
Питание Аккумуляторное с постоянным контролем зарядки / сетевое
Выход на ПК COM/ USB порт
Дисплей ЖК графический с яркой подсветкой
Габаритные размеры Не более 20 * 20 * 10 см / 2 кг
Масса (без термореактора) 2 кг

* для измерения ХПК необходима дополнительная комплектация

Какие факторы влияют на ХПК

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.

Методы определения и расчета ХПК

Существует две методики определения химического потребления кислорода, отличающиеся применяемыми окислителями:

  • перманганатная методика, использующая в качестве окислителя перманганат калия в сернокислой среде;
  • бихромная, в основе которой лежит применение бихромата калия с серной кислотой.

Перманганатная окисляемость определяется следующим образом. В пробу исследуемой воды добавляют раствор серной кислоты в дистиллированной воде (1:3). После этого пробирка нагревается и в неё добавляется раствор перманганата калия. Далее раствор обесцвечивается оксалатом натрия или щавелевой кислотой. Обесцвеченный раствор титрируют рабочим раствором перманганата калия до появления бледно-розового оттенка.

Аналогичным образом параллельно основному опыту проводят так называемый холостой опыт, в котором вместо пробы исследуемой воды используется пробирка с дистиллированной водой.

Значение перманганатной окисляемости, измеряемой в мгО/дм3, вычисляется по формуле:

где V3 и V0 — титрирующий объём перманганата калия соответственно в основном и холостом опытах, V4 — объём пробы воды, подвергающейся анализу. Таким образом, количество потреблённого кислорода определяется путём сопоставления с титрирующим объёмом перманганата калия. Значения коэффициентов в приведенной формуле принимаются в соответствии с ГОСТ Р 55684 – 2013.

Определение ХПК бихромным методом регулируется ГОСТ 31859 – 2012. Суть методики заключается в том, что в пробу воды, предназначенной для исследования, добавляется серная кислота и бахромат калия. В качестве катализатора окислительной реакции используется сульфат серебра, а для нейтрализации влияния хлоридов, искажающих результаты исследования, — сульфат ртути.

Определение ХПК производится путём измерения оптической проницаемости раствора. А так как оптические свойства раствора имеют функциональную связь с концентрацией в нём кислорода, то ХПК находится по специальной градуировочной шкале. При этом в зависимости от предполагаемого диапазона, в котором находится истинное значение ХПК, измерение проводится на одной из двух значений длины волны оптического излучения:

  • 440 нм в случаях, когда значение ХПК лежит в пределах 10 – 160 мгО/дм3;
  • 600 нм, если предполагаемое значение ХПК находится в диапазоне от 80 до 800 мгО/дм3;
  • в зоне значений ХПК 80 – 160 мгО/дм3 допускается использование любой из рекомендованных длин волн.

Основным средством измерения является фотометрический анализатор, адаптированный для измерения оптической плотности водных растворов.

БПК

Определение БПК производится согласно РД 52.24.420-2006.

В основе метода — измерение концентрации кислорода путём титрования йодидом калия исследуемых проб до инкубации и после неё. Таким способом определяется разность концентрации кислорода между исходной пробой и пробой, прошедшей инкубацию. Инкубация осуществляется в течение 5-ти суток (в случае определения БПК-5) при температуре 20°С без доступа освещения и воздуха. Для этого исследуемые пробы помещаются в термостат. Для определения полной БПК инкубационный период устанавливается в 20 суток.

Методика определения уровня ХПК

Для исследований используют 2 метода: перманганатный и бихромный. В первом случае требуются такие ингредиенты, как марганцовокислый калий и сульфат амония. Результат проверки — перманганатная окисляемость.

Второй из упомянутых лабораторных анализов проводят с настройкой нужного температурного режима. Затем растворяют серную кислоту с бихроматом калия. Также используются катализатор в виде сульфата серебра и нейтрализатор — сульфат ртути.

Второй императивный метод очень перспективен и описывается в международных стандартах. Для его реализации потребуется наличие специализированной аппаратуры, подручных материалов и инструментов.

Например, мерные колбы и цилиндры, термостойкие стаканы, пипетки, лабораторные веса, перемешивающие устройства, термореакторы, термостойкие сосуды для проведения реакций, фотометр либо фотометрический анализатор.

В основном для одной пробы берется 2 кубических см жидкости. Превышение хлоридов и марганца мешает при проведении анализа. Эти проблемы нейтрализуются разбавлением воды. Но по окончанию анализа полученный результата приходится умножать из-за этого на 2. Такими на первый взгляд сложными измерениями находят значение калибровочного ХПК.

Биохимическое потребление кислорода или БПК

Аббревиатура БПК расшифровывается как «биохимическое потребление кислорода». В химии это словосочетание означает количество кислорода, которое тратится на окисление вещества в результате воздействия на микробов и/или органических соединений, содержащихся в образце воды.

Что это за анализ?

Этот показатель важен для определения уровня загрязнения водоёмов легкоокисляющимися органическими веществами.

БПК5 и БПКполн

Выделяют БПК5 и БПКполн. Подстрочным индексом указано время, которое тратится на окисление. То есть, БПК5 – это показатель окисления за пять суток, а БПКполн. – показатель полного завершения процесса окисления. Обычно «полный период времени» равен двадцати суткам. РД 52.24.420-2006 – основной руководящий документ по определению показателей БПК в нашей стране.

Сточные и другие виды вод

Основные типы вод – природные и сточные. К природным относятся водные запасы планеты – моря, океаны, пресные и солёные водоёмы, ледники, грунтовые воды и влага атмосферы. Сточные воды принято различать по источнику происхождения (см. схему 1):

Схема 1. Типология сточных вод

  • Естественными стоками (поверхностные сточные воды) называют воды, которые образуются в процессе природного круговорота воды.
  • Промышленные стоки – сточные воды, которые образуются в процессе промышленного производства.
  • Бытовые (или хозяйственно-бытовые) сточные воды – стоки, которые возникают в процессе бытовой жизнедеятельности человека.

В типологии сточных вод важны следующие показатели:

  • Состав загрязняющих веществ (ЗВ):
  • органический;
  • минеральный;
  • смешанный.
  • Концентрация ЗВ/степень загрязнения воды:
  • Слабозагрязнённая – от 1 до 500 мг/л.
  • Среднезагрязнённая – от 500 до 5 тыс. мг/л.
  • Сильнозагрязнённая. От 5 до 30 тыс. мг/л.
  • При концентрациях загрязняющих веществ, превышающих 30 тыс. мг/л, воды относят к опасным.

Уровень pH>9, либо pH <6 – агрессивные стоки.  В указанных пределах подразделяют:

  • pH 5-6,5 – слабокислые стоки;
  • pH 6,5-8 – нормальные.
  • pH 8-9 – слабощелочные;

Деление вод на природные и сточные следует воспринимать гибко. Эти две системы находятся в тесном взаимодействии, поэтому деление на природные и сточные весьма условно.

Экология и нормы БПК

БПК – показатель, с помощью которого оценивают загрязнение вод. Относительно этого показателя существуют нормы, граничные значения которых зависят от типа воды. Для оценки используется гидрохимический индекс загрязнения воды (ИЗВ) – аддитивный коэффициент, который представляет собой среднюю долю превышения ПДК по нормам. Он вычисляется по формуле:

В соответствии с ГОСТ 2761-84, нормы БПК для водоёмов хозяйственно-питьевого назначения определяются в 3 мг О2/дм3 и не более 6 мг O2/дм3 для водоёмов хозяйственно-бытового и культурного водопользования. При оценке БПК5 для водоёмов используется ряд условий, представленных в табл. 1.

БПК5 (мгО2л) Норматив (ПДК)
Менее 3 3
От 3 до 15 2
Свыше 15 1

Табл. 1. Условия для БПК при расчёте ИЗВ

Таким образом, при оценке БПК для различных вод, учитывается превышение показателя над установленными нормами и, при большом превышении, это значительно влияет на ИЗВ.

Что такое ХПК и БПК?

Параметры, характеризующие состояние стоков, основаны на расходе кислорода (гидролиз, окисление). В лабораториях измеряют биохимическое потребление кислорода (БПК) и химическое потребление кислорода (ХПК).

БПК оценивает объём кислорода, израсходованный аэробами на окись, разложение частиц органического происхождения. Значение вычисляют, замеряя количество О2, использованного без доступа света за конкретное время (пять — двадцать суток).

Показатель ХПК, определяющий объём органики в воде, выражается миллиграммами окислителя на литр жидкости.

Какие факторы влияют на ХПК?

Состав стоков меняется под влиянием независимых причин:

  • биохимические процессы;
  • наличие в составе атмосферных осадков;
  • происхождение, характер сточной воды (бытовые промышленные, хозяйственные, поверхностные, подземные);
  • сезонные явления.

От указанных влияний зависит состав стоков, способность их к соединению с кислородом, поскольку некоторые химические вещества, попадающие в воду, не вступают в реакцию с окислителем. Выбор реактивов для определения ХПК обусловлен составом жидкости.

Чем отличаются ХПК и БПК?

Несмотря на то что с помощью БПК и ХПК оценивают загрязнение воды, эти показатели отличаются. Как было указано выше, принцип действия лежит в окислении органических соединений. БПК представляет собой биохимический процесс, а ХПК — химический.

Советуем почитать: Утилизация оборудования и приборов КОСГУ

Уровень загрязнения биохимически определяется с помощью микроорганизмов в специальной среде (без света) и инкубационном периоде (до двадцати суток). При химическом процессе, чистоту определяют, используя окислители. Срок выполнения анализа сточных вод не превышает четырнадцать дней.

Химическое потребление кислорода показывает общий объём органических веществ в стоках, тогда как БПК даёт оценку загрязнения конкретного объёма воды.

Методики определения ХПК

ХПК сточных вод – это индекс уровня их загрязнения. Для заключения применяют такие способы:

  • бихромный;
  • перманганатный.

Первый способ предпочтителен для загрязнённой воды. При выполнении используют бихромат калия, серную кислоту. Для реакции бихромного окисления применяют катализатор — сульфат серебра, ускоряющий процесс, но не оставляющий следов пребывания в исследуемом образце. Удаление хлоридов проводят с применением сульфата ртути.

Реакция перманганатного окисления происходит с участием перманганата калия и серной кислоты.

Что такое БПК полное и БПК 5?

Как было указано выше, БПК анализируется от пяти до двадцати суток. Период, за который был проведён анализ обозначают как БПК5 или полное.

Индекс 5 возле аббревиатуры обозначает, что анаэробное воздействие на органические соединения длилось пять суток. По истечении этого времени измеряются полученные показатели количества использованного кислорода в литре сточной воды.

Период для получения полного анализа равен двадцати суткам. Это максимальный срок для процесса окисления микроорганизмами. За это время потребляется весь задействованный в реакции окислитель. Полный период потребления обусловлен характером органических соединений в образце сточной воды.

Методики определения БПК

Для анализа жидкости посредством биохимического потребления применяют скляночный способ. Лаборанты подсчитывают объём кислорода в образцах до инкубационного периода и после него. Материалы содержат при температуре двадцать градусов без света на протяжении времени, нужного для соединения находящихся в сточной воде органических соединений с кислородом.

Три склянки наполняют одинаковым количеством исследуемого материала. Пробы с кислотностью 6-8 pH нагревают (охлаждают) до температуры 20 градусов, насыщают окислителем, взбалтывая на протяжении минуты. Содержимое одной ёмкости проверяют на количество О2, а пробы двух других оставляют в термостате на срок от пяти суток. По завершении инкубационного периода измеряют содержание окислителя обеих ёмкостей. Среднее количество кислорода образцов пересчитывается на литр.

Советуем почитать: Экологические проблемы Поволжья и пути их решения

В БПК методике результат рассчитывают исходя из разницы показателей первой пробы, среднего количества двух других.

Норма показателя ХПК

Промышленные предприятия, коммунальные службы выполняют регулярную очистку сточных вод, после которой, нечистоты должны соответствовать нормативам, закреплённым законодательно (табл.1).

Таблица 1: норма использования кислорода

Параметр (мг/дм³) Характеристика воды
0-2 Чистая
3-4 Средне чистая
4-15 Средне загрязнённая
больше 15 Загрязнённые

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.

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.

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.

Нормы и правила

Степень необходимой очистки, исходя из происхождения стоков

Менее грязными стоками считают стоки после дождей. В данном случае водные массы требуют очистку от мусорных фрагментов. Воды производственного происхождения бывают разной степени загрязнения. Жидкость, стекающая, охладив трубопроводы либо агрегаты, является самой чистой. Стоки, образованные предприятиями, имеют разный состав: из органических веществ, неорганических элементов, либо оба типа загрязнения. Такие стоки требуют глубокой очистки. В идеальном варианте на промышленных объектах должны использоваться одни и те же воды.

Стоки в результате бытовых нужд имеют стабильный состав, который состоит из органики и разных видов микроорганизмов.

Как оценить стоки по уровню загрязнения

Стоки всегда имеют неоднородный состав, следовательно, сказать о каждом элементе бывает невозможно. Проводя анализы стоков, опираются на общие показатели, дающие характеристику жидкости в общем, не выделяя отдельные примеси. Оценивая воды по запаху либо цвету, не выделяют все вещества в отдельности, которые окрашивают стоки, либо придают ароматы. Определяя составляющие компоненты, опираются на комплексный анализ, состоящий из санитарно-химических тестов: химического, биологического, физико-химического.

Как ведется учет объема стоков. Объем сточных вод считают для того, чтобы начислять пошлину за пользование канализационной системой. Особенно много воды сбрасывают промышленные объекты, приводя к износу элементы канализации. Высокотехнологичными измерительными приборами учитывают количество сточных вод.

В чем разница между BOD и COD?

БПК означает количество кислорода, потребляемого микроорганизмами для разложения органических веществ в воде в аэробных условиях. С другой стороны, ХПК означает количество кислорода, необходимое для химического окисления всех органических и неорганических загрязнителей в воде. Следовательно, это ключевое различие между BOD и COD.

Кроме того, в тесте на ХПК используется сильный окисляющий реагент для окисления материалов в воде, в то время как тест БПК не использует химический реагент, а позволяет микроорганизмам воздействовать на органические вещества. Таким образом, это также разница между BOD и COD. Еще одно различие между БПК и ХПК заключается в том, что тест на ХПК можно пройти в лаборатории за несколько часов. Но проверка БПК занимает пять дней. Более того, поскольку ХПК измеряет количество кислорода, необходимое для окисления всех загрязняющих веществ, значение ХПК всегда больше, чем значение БПК. Кроме того, при ХПК происходит полное разложение загрязняющих веществ, в то время как в БПК этого не происходит.

Приведенная ниже инфографика о различиях между BOD и COD сравнительно описывает эти различия.

Как определить ХПК?

Для определения химического потребления О2 используется два способа: перманганатный и биохроматный. Первый метод подразумевает добавление в тестируемую пробу серной кислоты, а также дальнейшую обработку перманганатом калия. Биохроматное тестирование чаще всего используется для испытания проб, взятых из бассейна и стоков с серьезным уровнем загрязнений. В нем также используется серная кислота, но на следующем этапе вместе перманганата добавляется бихромат калия. Для того, чтобы избежать негативного влияния на результат хлоридов, дополнительно применяется сульфат ртути.

Очистка вод ХПК

Чтобы была выполнена установленная для ХПК воды норма, прибегают к нескольким видам фильтрации. Первичная очистка заключается в удалении крупных загрязнений и масляных пленок физико-механическим способом. Иногда уже этого достаточно, чтобы ХПК показатель стал соответствовать стандарту для стоков. Вторичная очистка подразумевает удаление мелких частиц и грязи биологическим методом. Во многих странах данная стадия является финальной.

Когда речь идет о ХПК питьевой воды, необходим третий этап очистки. Здесь применяются фильтры на основе мембран обратного осмоса, ионообменных смол и адсорбентов. При наличии качественной очистной системы соответствие ХПК ГОСТ гарантируется. Вообще, поступающую из водопровода жидкость рекомендуется обрабатывать всегда.

ХПК сточных вод – это важный нормативный показатель, несоблюдение которого означает серьезные штрафы для ответственных организаций. К сожалению, подобное наказание не всегда останавливает руководителей промышленных предприятий. Решить эту проблему может только активность контролирующих органов и общественности. Больше информации о ХПК воды и других значимых характеристиках вы можете получить на нашем сайте.

Состав

В воде промышленные отходы образуют сложные многокомпонентные смеси, которые сложно удалить. Характер загрязнений сбросами зависит от отрасли производства и обрабатываемых материалов. Для наглядного примера приведём таблицу состава сбросов различных предприятий.

Классификация сточных вод различных предприятий
Металлургическая промышленность Минеральные примеси, пыль, грязь, песок, окалина, масла, тяжёлые металлы, кислоты
Целлюлозно-бумажная промышленность Волокна, селен, хлор, диоксид серы, скипидар
Машиностроительная промышленность Нефтепродукты, фенолы, взвешенные вещества
Нефтеперерабатывающая промышленность Нефтепродукты, сульфаты, взвешенные вещества, хлориды
Птицефабрики и мясокомбинаты Азот, фосфор, калий, вирусы и бактерии
Рыбная промышленность Жиры, растительные масла, белки, минеральные вещества
Нефтедобывающая промышленность Сероводород, парафины, аммиак, меркаптаны, сульфиды, фенолы, нефтепродукты, минеральные соли, аммонийный азот
Производство пластика Фенолы, пластификаторы
Горно-обогатительная промышленность Тяжёлые металлы, кислоты, органические растворители
Угольная промышленность Взвешенные вещества (угольная пыль и частицы сопутствующих пород), нефтепродукты в виде минеральных масел
Текстильная промышленность Минеральные и органические примеси, реагенты, моющие средства, волокна и взвешенные вещества
Производство консервов Взвешенные вещества, аммонийный азот хлориды, сульфаты, эфирорастворимые вещества, фосфор
Производство сахара и крахмала Азот, калий, кальций и фосфор
Молочная промышленность Молочная сыворотка

Типы вод

Питьевая и техническая

С точки зрения пригодности для питья вода подразделяется на питьевую и техническую. Требования, предъявляемые к питьевой воде, определяются действующими санитарными нормами и содержат ряд критериев, среди которых отсутствие:

  • болезнетворных микроорганизмов;
  • веществ, отнесённых к 1-й группе опасности — фосфора, фторида, соединений ртути, свинца и т.п.;
  • радионуклеидов.

Также установлены предельные нормы минерализации питьевой воды.

Техническая вода может использоваться для орошения, применяться в качестве энергоносителя в системах кондиционирования воздуха, обеспечивать технологические потребности производственных процессов.

Природные воды

К природным водам относятся все водные запасы планеты, включая моря и океаны, пресные водоёмы, ледники, почвенную и атмосферную влагу.

Поверхностные пресные

Пресные поверхностные воды — это водоёмы с пресной водой, которые находятся на поверхности земли. В эту категорию входят реки, озёра, болота и другие поверхностные скопления пресной влаги.

Подземные грунтовые

Запасы воды планеты сосредоточены не только на её поверхности. Значительная их часть находится в толще земной коры в различных агрегатных состояниях. Ближе всего к поверхности залегают грунтовые воды, которые образуют первый водоносный слой.

Промышленные стоки

Производственные или промышленные сточные воды образуются после использования воды в технологических процессах предприятий и отводятся через специализированные системы отведения или общую канализацию.

Хозяйственно-бытовые

Хозяйственно-бытовые стоки образуются при смешивании в единой системе водоотведения стоков бытового и промышленного происхождения.

Ливневые и очищенные

Воды, образующиеся в результате выпадения атмосферных осадков, таяния снега и льда образуют ливневые стоки, которые отводятся специальными системами ливневой канализации, которые при необходимости могут оснащаться очистными сооружениями.

Понятие ХПК замены

Порядок выполнения измерений употребления кислорода состоит в реализации мероприятий.

А именно:

  1. Отбор проб воды в лабораторные склянки.
  2. Материалы забираются из одного места в 3 и более емкостей.
  3. Образец одной из склянок тут же проходит процесс фиксации кислородных масс. На ней прописаны параметры растворившегося кислорода.
  4. Остальные лабораторные склянки размещаются в инкубатор, где создаются требуемые условия по свету и температуре.
  5. Через выставленный заблаговременно временной период емкости вынимаются из инкубатора, и замеряются показатели кислородных масс.
  6. Информация сравнивается, и высчитываются показатели поглощения кислорода.

В нашей стране установлен норматив ХПК в применяемых водах. Она бывает 15 или 30 мг О2/л все зависит от функционального назначения сточной системы. По стандартам и условиям, которые установлены, БПК в воде для применения в быту не должно быть больше 3 мг О2/л. В бассейнах количество не может быть больше 6 мг О2/л.

Очисткой сточных вод должны заниматься квалифицированные специалисты

Высочайшее количество ХПК и БПК сточных вод говорит о том, что для очищения понадобится потребить много кислорода, а это означает что и самих загрязнений в воде чрезмерное количество. Замеры БПК и ХПК выполняются параллельно, так как их сравнение и соотношение дает возможность получить дополнительные важнейшие данные о составе стоков. Так, если ХПК больше БПК, это говорит о том, что в воде присутствует много не окисляемых органических элементов. БПК и ХПК больше в сточных системах промышленного назначения. В хозяйственных и бытовых стоках параметры потребления кислородных масс в разы ниже.

Вспомогательное оборудование, реактивы и материалы

Учитывая множество способов титрования, укажем лишь общие для большинства из них элементы вспомогательного оборудования, химикатов.

При титровании, как правило, используют такие химические вещества:

  • окислители – йод, перманганат калия, бихромат калия;
  • кислоты – серная, фенилантраниловая;
  • щелочи – гидроксид натрия или его заменители;
  • соли – соль Мора (сульфат аммония-железа II), сульфат серебра, сульфат ртути;
  • дистиллированная вода.

Отметим важную деталь. Перманганат – слабый окислитель, из-за чего его используют для определения ХПК питьевых вод. Бихромат калия универсален в использовании, годится для разных типов воды, популярен в методиках определения COD (ХПК) западных стран.

Базовое оборудование, необходимое для определения ХПК:

  • термореактор – используется для подогрева, термостатирования проб;
  • анализатор – фотометр, потенциометр или другой тип титратора;
  • смеситель – магнитный или ультразвуковой;
  • лабораторные весы – высокого класса точности измерения, с отметками 0,1 мг, с пределом не менее 220 мг;
  • Колбы – 2-го класса точности, объёмом 0.25, 0.5, 1 л;
  • Мерные цилиндры – 2-го кл. т.;
  • Термостойкие стаканы, устойчивые к химическому воздействию, емкостью в 1 л;
  • Дозаторы – 2-го кл. т. с разметкой.

Итоги

Что надо знать, покупая титратор для определения ХПК? Во-первых, надо понимать, что полностью автоматических процессов не бывает. Прибор обслуживается человеком. Некоторые устройства сконструированы таким образом, чтобы свести участие человека к минимуму, облегчить работу лаборанту. Другие не обладают такими достоинствами, зато стоят дешевле.

Во-вторых, есть мнение, что автоматическое титрование менее точное, чем ручное. Это связано с тем, что программы прибора ориентированы на некоторое среднее значение, характерное для того или иного исследования. Опытный лаборант способен учесть все нюансы, получить более точный результат. При отсутствие опытного специалиста, преимущество утрачивается.

Итоги

  • Показатели ХПК и БПК после каждого этапа очистки становятся ниже.
  • Четыре этапа очистки проходят не все стоки. Очень часто уровень ХПК приходит в норму после первого этапа очистки.
  • Бытовые и промышленные стоки. Разница между ними.
  • Бытовые стоки содержат такие виды загрязнений, как мусор, органика, бытовая химия.
  • Стоки с промышленных предприятий имеют отходы производства. Содержат много химических примесей и разного рода загрязнений.
  • Как говорилось выше показатели ХПК выше БПК.
  • Соотношение показателей дает полную картину биохимического окисления, насколько стоки готовы к биологической очистке.
  • Допустимый интервал соотношения БПК и ХПК от 0,4 – 0,75 единиц.
  • После гравитационного разделения стоков, удаляют трудно окисляемые вещества. Завершение процесса увеличивает показатель соотношения.
  • Биологическая очистка понижает уровень показателей на 0,2.
  • Согласно СанПин, показатель ХПК не должен быть выше БПК более чем в 1,5 раза.
  • Уровень ХПК позволяет провести анализ природных водоемов и понять, какой масштаб загрязнения и какой уровень очистки ей необходим.

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.