Биологическое потребление кислорода — Википедия

ХПК и БПК – показатели, отображающие степень химического и биологического потребления кислорода. Используются для оценки уровня загрязнения жидкости в

Типы взвешенных частиц

Взвешенными частицами называют те вещества, которые при очистке остаются на мембранах и фильтрах. Обычно они не превышают размер 4 мм. Именно на них нацелена очистка воды.

Что такое взвешенные вещества в сточных водахНеочищенные сточные воду могут нанести вред экологии

Взвешенные вещества встречаются не только в сточных водах, они также присутствуют в жидкости из скважин и колодцев. Поэтому природная вода тоже нуждается в очистке.

Это загрязнение может иметь разные размеры. Также взвешенные частицы делятся на типы по своему составу.

Типы взвешенных веществ:

  1. Минеральные взвешенные частицы наиболее часто встречаются в колодцах и скважинах. Такое определение подразумевает под собой содержащиеся в воде природные частицы. К ним относятся глина, песок, мел, аммонийный элемент и т. д.
  2. Химические взвешенные частицы наиболее опасны. Они могут встречаться в промышленных стоках и в источниках, находящихся рядом с заводами. Именно здесь подразумевается удаление фосфатов и других опасных соединений.
  3. Биологические взвешенные частицы. Они состоят из смеси белков, углеводов, жиров и т. д. При длительном отсутствии кислорода они начинают гнить.

Если говорить о бытовых хозяйственных взвешенных частицах, то они состоят преимущественно из минеральных и органических веществ. Однако там могут присутствовать и химические соединения, например, от средств для мытья посуды. Вещество также может содержать азот и фосфор.

Сточные воды

Именно в сточных водах большое количество взвешенных веществ. Их концентрация зависит от множества факторов. Например, один из них – это сезон. В различные времена года сточные воды обладают не только разной концентрацией взвешенных веществ, но также и различными их видами. Также влияет порода, из которой состоит русло водоема. Помимо этого, большое влияние оказывает находящееся поблизости сельское хозяйство, всевозможные застройки, предприятия и т. д.

Введение

Взвешенные частицы (РМ — particulate matter) представляют собой широко распространенный загрязнитель атмосферного воздуха, включающий смесь твердых и жидких частиц, находящихся в воздухе во взвешенном состоянии.

К показателям, которые обычно используются для характеристики РМ и имеют значение для здоровья, относятся массовая концентрация частиц диаметром менее 10 мкм (PM10) и частиц диаметром менее 2,5 мкм (PM2,5). В PM2,5, которые часто называют мелкодисперсными взвешенными частицами, также входят ультрамелкодисперсные частицы диаметром менее 0,1 мкм. На большинстве территории Европы PM2,5 составляют 50–70% PM10.

РМ диаметром от 0,1 мкм до 1 мкм могут находиться в атмосферном воздухе в течение многих дней и недель и, соответственно, подвергаться трансграничному переносу по воздуху на большие расстояния. 2 РМ – это смесь, физические и химические характеристики которой меняются в зависимости от местонахождения. К наиболее распространенным химическим компонентам РМ относятся сульфаты, нитраты, аммиак, другие неорганические ионы, такие как ионы натрия, калия, кальция, магния и хлорид-ионы, органический и элементарный углерод, минералы земной коры, связанная частицами вода, металлы (в том числе ванадий, кадмий, медь, никель и цинк) и полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). В составе РМ также встречаются биологические компоненты, такие как аллергены и микроорганизмы.

См. также[править | править код]

  • ХПК (химическое потребление кислорода)
  • Классы загрязнённости воды
  • TOC (total organic carbon — общий органический углерод)

Типология по составу

Минеральные частицы

Речной песок совместно с алюмосиликатами и другими нерастворимыми неорганическими оксидами и солями составляет большую часть взвешенных минеральных частиц. В воду частицы такого рода попадают в процессе водной или ветровой эрозии берегов и прибрежных почв, а также путём абразии берегов водоёма.

Органические частицы

Органические взвешенные частицы – это примеси, попадающие в водоёмы в результате промышленной деятельности предприятий мясной, рыбной, молочной продукции; заводов по производству различных органических веществ, например, полимеров.

Органические частицы попадают в водоёмы со сточными водами бытовых отходов. В таких стоках много микропластика – мельчайших частиц, образующихся при распаде пластмассовых изделий. Такие взвеси могут представлять опасность для природы. Дело в том, что пластиковая крошка не подвержена биодеградации, плавает на поверхности воды и в её приповерхностном слое. Из-за этого она попадает в пищевой цикл водных обитателей, становясь причиной снижения уровня их популяции, ухудшения экологической ситуации.

Смешанные

Смешанными называются взвеси, которые содержат органические и неорганические частицы. Практически все взвеси, наблюдаемые в природных водоёмах, являются смешанными.

Антропогенная деятельность тоже приводит к образованию смешанного типа стоков, например, на предприятиях целлюлозно-бумажной, нефтедобывающей, фармацевтической промышленности. Сам факт отношения взвеси к смешанному типу не является негативным, поскольку на опасность указывает не классификация взвеси, а информация о её химическом составе.

Величина ХПК в различной воде

Загрязненность

ХПК (мг/л)

Чистая 1-2 Умеренная загрязненность 3 Загрязненная 4 Грязная 5-15

Допустимые параметры зависят от сферы применения воды. Завышенные свидетельствуют о нехватке кислорода, увеличенном содержании органики.

Органолептические свойства воды и ВВ

Органолептика – анализ материала на основе восприятия его органами чувств: обонянием, осязанием, зрением, вкусом, слухом. Воде присущи органолептические свойства, определяемые этим методом.

Мутность

Степень мутности воды зависит от наличия в ней взвешенных мелкодисперсных примесей. Мутность – функция насыщенности воды этими частицами. Возможны случаи, когда менее насыщенные взвеси будут более мутными из-за типа взвешенных частиц.

Определяется данный показатель на полевых испытаниях фотометрически и/или визуально (ГОСТ 1030-81 «Вода хозяйственно-питьевого назначения. Полевые методы анализа»). При визуальном определении степени мутности воды используется пробирка стеклянная, лист тёмной бумаги и, при необходимости, источник света. Результатом такого испытания является определение градации мутности воды:

  • мутность не заметна (отсутствует);
  • слабая опалесценция;
  • опалесценция;
  • слабая мутность;
  • мутность;
  • сильная мутность.

Цветность

Цветностью воды называется органолептически определимое свойство природной прозрачной воды иметь какой-либо колористический оттенок из-за присутствия в её составе гуминовых веществ, оксидов железа и прочих окрашивающих соединений. Определяется цветность аналогично мутности, однако, в качестве фона используется не тёмный, а светлый лист бумаги. Цветность воды, в соответствии с ГОСТ 1030-81 имеет следующие градации:

  • бесцветная;
  • слабо-желтоватая;
  • светло-желтая;
  • желтая;
  • интенсивно желтая.

Запах и привкус

Вкус воды определяется только при отсутствии подозрений об её загрязнённости. Производится этот анализ набором воды в рот и удержанием ее в течение нескольких секунд без проглатывания. По итогу, записывают данные ощущений интенсивности вкуса по пятибалльной шкале (в соответствии с ГОСТ 3351-74), учитывая характер привкуса:

  • соленый;
  • кислый;
  • щелочной;
  • металлический;
  • гнилостный;
  • др.

Запах воде придают летучие пахнущие вещества, присутствующие в ней изначально и попавшие вместе со стоками. Наличие запахов характерно для органических жидких соединений. Обычно для определения запаха пробу воды сначала анализируют при температуре 20℃, а затем – 60℃. Запахи субъективно разделяют на естественные (запах ила, гнилостный запах, торфяной запах, травянистый запах, плесневый или грибной запах и др.) и искусственные (запах нефтепродуктов, запах хлора, уксуса, фенола и др. органических и неорганических пахучих веществ и соединений). Интенсивность запаха может меняться от полного его отсутствия до очень сильного:

  • отсутствие запаха;
  • слабый запах;
  • заметный запах;
  • отчётливый запах;
  • очень сильный запах.

Состав сточных вод

В составе сточных вод выделяют две основных группы загрязнителей — консервативные

, то есть такие, которые с трудом вступают в химические реакции и практически не поддаются биологическому разложению (примеры таких загрязнителей соли тяжёлых металлов, фенолы, пестициды) и

неконсервативные , то есть такие, которые могут в том числе подвергаться процессам самоочищения водоёмов.

В состав сточных вод входят как неорганические (частицы грунта, руды и пустой породы, шлака, неорганические соли, кислоты, щёлочи); так и органические (нефтепродукты, органические кислоты), в том числе биологические объекты (грибки, бактерии, дрожжи, в том числе болезнетворные).
Физико-химические показатели сточных вод некоторых промышленных предприятий[2]

Показатель Металлургический комбинат Фабрика первичной переработки шерсти Гидролизный завод Спирткрахмальный завод Красильно-отделочная фабрика
Содержание, мг/л
плотного остатка 600 33500 8600 1400 1200
взвешенных веществ 500 28000 950 470 170
азота аммонийного 210 150 45 12
фосфатов 40 15 1
нефтепродуктов 40
жиров 7800
ПАВ 2,3 100
фурфурола 50
Интенсивность окраски по разбавлению, мг/л 1:150
БПК5 6300 2400 360 200
БПКполн 17800 3300 580 250
ХПК 50 44000 4900 830 600
8 9,5 5,5 7,2 9

Методы удаления частиц из сточных вод

Очень важно ответственно подойти к очищению сточных вод. Ведь от этого зависит состояние экологии. Кроме того, пренебрежение этим этапом карается законом и предполагает наказание в виде штрафа.

Очистка сточных и питьевых вод осуществляется разными способами. В случае с питьевой водой удаление частиц и микроэлементов должно быть более качественным и безопасным.

Очистка сточных вод от взвеси может осуществляться разными способами:

  1. Самым простым и популярным методом для удаления крупных частиц является отстаивание. Этот способ работает на принципах силы тяжести. Частицы, которые плотнее воды, выпадают в осадок.
  2. Преаэрация – это насыщение кислородом воды в отстойнике. Этот метод помогает более эффективно пройти отстаивание.
  3. Перемешивание стоков тоже очень эффективно. Быстрое вращение заставляет осаждаться более мелкие взвеси, разрушая их структуру.
  4. Введение в резервуар коагулянта – один из самых эффективных методов очистки стоков от взвешенных частиц. Раствор склеивает взвесь. Причем попадаются и мелкие, и крупные частицы. Таким образом, осадок образуется быстрее, и в воде остается меньше веществ.
  5. Флокуляция – это современный и качественный метод очищения стоков. За счет этого все частицы превращаются в большие хлопья. Это позволяет очистить воду практически на 80%.
  6. Фильтрация стоков. Вода без осадков переливается через фильтр в следующий резервуар.
  7. Активный ил. Он представляет сбой комплекс аэробных или анаэробных бактерий. Они растворяют биологические взвешенные вещества. Продукты их жизнедеятельности вновь выпадают в осадок.
  8. На последнем этапе происходит еще одна фильтрация. При этом воды пропускаются либо через искусственный фильтр, либо через систему, созданную из мелкого песка и гравия.

Что такое взвешенные вещества в сточных водахЧастицы из сточных вод удаляются с помощью специальных фильтров

Такие методы позволяют шаг за шагом начисто очистить сточные воды. Это позволит без зазрения совести слить их в грунт.

Нормы содержания в водах и ПДК

Нормы содержания взвешенных веществ в различных типах воды (питьевой, питательной для котлов, воды для инъекций, вод промышленного и хозяйственного назначения) регулируются широким спектром нормативно-технических документов, таких как СанПИН 2.1.4 «Питьевая вода», ГОСТ-6709-96 «Нормы качества дистиллированной воды», приказ Минсельхоза России от 13.12.2016 N 552 «Об утверждении нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного назначения» и др.

Реки

Качество вод в реках регулируется в соответствии с ГН 2.1.5.1315-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования». Если река имеет рыбохозяйственное значение, то в соответствии с приказом Минсельхоза России от 13.12.2016 N 552 для вод первой и высшей категории допустимо наличие 0,25 мг/дм3 взвешенных веществ, а для вод второй категории – до 0,75 мг/дм3.

Сточные воды канализации

Качество сточных вод регулируется в соответствии с рядом документов. Тем не менее, в постановлении Правительства РФ от 29.07.2013 N 644 «Об утверждении Правил холодного водоснабжения и водоотведения и о внесении изменений в некоторые акты Правительства Российской Федерации», для сточных вод допустимой считается концентрация взвешенных веществ в 300 мг/дм3. В зависимости от состава сбрасываемых веществ и водоёма, куда они попадают, этот норматив может изменяться. Для его уточнения следует обращаться к соответствующей документации.

Промышленные стоки

Для промышленных стоков действуют те же правила, что и для сточных вод канализации, однако, следует учитывать регион, где осуществляется сброс промышленных стоков. Так, например, для промышленных предприятий г. Москва допустимо иметь до 500 мг/дм3 взвешенных веществ в стоках, когда как для г. Ярославль это значение будет установлено на отметке 103 мг/дм3.

Различия между бытовыми и промышленными сточными водами

Местом образования сточной жидкости объясняется её состав, уровень загрязнения. Бытовые стоки содержат органические соединения, моющие средства, мусор. Уровень потребления кислорода таких нечистот находится на низком и среднем уровне. Это обусловлено тем, что органика быстро полностью окисляется.

Промышленные сточные воды содержат компоненты иного характера, а состав стоков зависит от отрасли, в которой они образовались:

  • жиры;
  • соли металлов;
  • нефтепродукты;
  • взвешенные вещества;
  • фосфаты.

Показатели загрязнения такой воды высокие, поскольку кислорода (заменителя) для реакции требуется значительное количество.

Определение концентрации ВВ

Методики измерения

Основной метод анализа – гравиметрический. Суть подхода состоит в очистке пробы воды через фильтры с их дальнейшим высушиванием до постоянной массы при определённой температуре. Более подробно об этом в РД 52.24.468-2005 «Взвешенные вещества и общее содержание примесей в водах. Методика выполнения измерений массовой концентрации гравиметрическим методом» и ПНД Ф 14.1:2:4:254-2009 «Методика измерений массовых концентраций взвешенных веществ и прокаленных взвешенных веществ в пробах питьевых, природных и сточных вод гравиметрическим методом».

Обзор приборов и средств измерения

Для измерения количества взвешенных веществ в пробе воды используются:

  • Лабораторные весы (ГОСТ Р 53228)
  • Мерные цилиндры (ГОСТ 1770)
  • Механические часы (ГОСТ 3145)
  • Воронки лабораторные (ГОСТ 25336)
  • Стаканы и стаканчики (ГОСТ 25336)
  • Чашки биологические (чашки Петри) (ГОСТ 25336)
  • Эксикатор (ГОСТ 25336)
  • Пинцет, шпатель (ГОСТ 21241 и ГОСТ 9147)
  • Сушильный шкаф и/или тигель (ТУ 64-1-909-80)
  • Электроплитка с регулируемой мощностью нагрева (ГОСТ 14919)
  • Прибор вакуумного фильтрования (ТУ 3616-001-32953279).

Как и для других видов лабораторных измерений, все приборы и средства измерения должны быть проверены и соответствовать условиям соответствующих ГОСТов.

Условия измерения

Для выполнения измерений в лаборатории следует соблюдать условия, соответствующие требованиям нормативно-технической документации (например, ПНД Ф 14.1:2:4.254-09), а именно:

  • Температура окружающего воздуха от 16 до 28℃
  • Атмосферное давление от 84 до 106 кПа
  • Относительная влажность не более 80% при температуре 25℃
  • Частота переменного тока 50±1 Гц
  • Напряжение в сети 220±22 В

Квалификация оператора

Как и многие другие методы хим. анализа вод, анализ на содержание взвешенных веществ должны проводить лица с квалификацией техника-химика или лаборанта-химика, ознакомленные с техникой гравиметрического анализа.

Литература

  • Водохозяйственный словарь / Совет экономической взаимопомощи. — М., 1974
  • Гарин В. М., Клёнова И. А., Колесников В. И. Экология для технических вузов
    Серия «Высшее образование». Под ред. В. М. Гарина. Ростов н/Д:Феникс, 2003. — 384 с. ISBN 5-222-03768-1 стр. 145—175
  • Попов А. М., Румянцев И. С. Природоохранные сооружения
    . — М.: Колос, 2005. — 520 с.: ил. ISBN 5-9532-0262-8 стр. 72—74
  • Черкинский С. Н.
    Санитарные условия спуска сточных вод в водоемы. — М.: Стройиздат, 1977. — 224 с.
Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...