Хпк что входит в

Хпк что входит в

В мире сейчас применяются десятки способов очистки стоков, каждый из которых разрабатывался для своего направления. Технологии, объемы и методы, могут быть разными, а показатели эффективности везде одинаковые. Уровень ХПК и БПК считается основным параметром определения чистоты сточных вод.

Что такое ХПК и БПК

Уровень чистоты воды определяется по скорости процессов гидролиза и окисления. Эти показатели напрямую зависят от того, насколько быстро жидкость насыщается кислородом.

• ХПК или химическое потребление кислорода показывает сколько необходимо О2 для окисления вредных частиц в 1 л воды. При этом есть технологии, где окисление проводится посредством иных химических элементов или соединений, но их активность приравнивается к кислороду. На западе аналогом ХПК служит COD.

• БПК, согласно определению отражает биохимические процессы. Здесь за основу берется потребление кислорода анаэробными видами микроорганизмов. Есть такое понятие, как легко окисляющаяся органика, которую и съедают эти микроорганизмы. Соответственно, чем больше ее в стоках, тем выше показатель биохимического потребления кислорода.
Какие факторы влияют на ХПК

Термин сточные воды относится к общим понятиям, уровень и скорость окисления органики и разного рода примесей зависит от ряда объективных факторов:

1. Первым и главным фактором считается вид стоков. Они могут быть бытовыми, сельскохозяйственными или промышленными.
2. Процентное соотношение биологических и химических элементов в отдельно взятой пробе.
3. Доля атмосферных осадков.
4. Уровень и состав грунтовых вод рядом с водоемом.

Чем отличаются ХПК и БПК

Не смотря на то, что в обоих случаях речь идет об окислении и объеме потребления О2, данные параметры существенно разнятся между собой.

• Химическое определение чистоты воды основано на использовании окислителя. Применяется кислород, но может быть и иное химическое соединение. Посредством ХПК определяется общий процент органики в очистном сооружении или водоеме. Максимальное время анализа здесь не превышает 4 суток.

• Биологическое определение загрязнения основано на использовании активных микроорганизмов. У каждой группы таких бактерий есть свой инкубационный период, поэтому анализ может затянуться до 20 суток. БПК ориентирован на точный результат в отдельно взятой пробе, его используют при секционном или фрагментарном анализе.

Методики определения ХПК

Химическое потребление О2 проводится до полутора суток в нормальных условиях. Для этих целей применяются 2 способа:

1. Перманганатный анализ. В исследуемый образец добавляется серная кислота, после чего он обрабатывается перманганатом калия. Применяется для рядовых исследований и определения чистоты жидкостей с низким уровнем примесей.

2. Биохроматный анализ. Ориентирован на бассейны и стоки с радикальным уровнем загрязнения:

• как и в первом случае, сначала добавляется серная кислота, но дальше используется биохромат калия;
• в качестве катализатора необходим сульфат серебра;
• чтобы нивелировать действие хлоридов используется сульфат ртути.

Что такое БПК полное и БПК 5

Как уже упоминалось, биологическое исследование может длиться до 20 суток, как раз эти 20 суток и называют полным БПК сточных вод. Но такой глубокий, поэтапный анализ нужен далеко не всегда. Для рядовых случаев и контрольных измерений ГОСТом предусмотрено БПК 5. Процесс здесь сжат до 5 суток, отсюда и цифра 5 рядом с аббревиатурой.

Методики определения БПК

Так как речь идет о биологических процессах и инкубационном периоде большое значение имеют 2 обязательных условия:

• на протяжении всего исследования испытуемые образцы находятся в темном помещении;
• стандартная методика предусматривает постоянную температуру 20ºС.

Если брать исследование заданной характеристики, то замеры должны проводиться вначале и в конце процесса. Но при полном анализе используется скляночный метод, где берется ряд одинаковых образцов, каждый из которых помещается в разные условия. Дальше путем изменения температуры, добавления реагентов и снятия промежуточных результатов получают полную картину процесса.

Норма показателя ХПК

В каждой стране отношение к данному показателю закреплено на законодательном уровне. В России принят общий ГОСТ 31859-2012. В этом документе подробно расписан весь процесс анализа.

Уровень химического потребления кислорода измеряется в миллиграммах на дециметр кубический. Согласно указанному выше ГОСТу средние показатели таковы:

• чистая вода – 0 – 2 мг/дм³;
• вода средней чистоты – 3 – 4 мг/дм³;
• вода средней загрязненности – 4 – 15 мг/дм³;
• грязная вода – от 15 мг/дм³ и более.

Соотношение БПК и ХПК

Чем выше показатель потребления кислорода в обоих вариантах, тем соответственно грязнее жидкость. Считается, что если химическое потребление превышает биологические показатели, то в воде содержится много неокисляемой органики.
Такое соотношение в открытых водоемах свидетельствует о близости экологической катастрофы, а в очистных сооружениях данный дисбаланс ликвидируется при помощи реагентов.

Чем опасны высокие уровни ХПК и БПК

Если оба показателя превышают допустимую ГОСТом норму, говорит о высоком проценте органики в отдельно взятом бассейне или стоках.
• Слабо окисляемые и не окисляемые примеси, являются отравой. Они вызывают гибель животных и рыбы, а при большой концентрации делают плодородные почвы непригодными к возделыванию
• Легкая органика также далеко не безобидна, в водоемах она вытягивает из воды весь кислород, в результате рыбам и другим живым организмам становится нечем дышать и они гибнут.

ХПК и БПК критерий загрязнения

Уровень химического загрязнения является основным критерием определения проблемы. Его используют для выбора методов очистки водоемов и даже региональных водяных бассейнов.
БПК считается локальным инструментом, его используют для определения количества вредных частиц в литре. Причем в одном и том же водоеме пробы, взятые в разных местах, по биологическим показателям будут сильно отличаться.

Стадии снижения ХПК и БПК в процессе очистки

Ежегодно научное сообщество предлагает новые способы очищения воды. Простых методов снижения ХПК и БПК не существует, все они многоступенчатые, где разные ступени взаимосвязаны и каждая делится на несколько этапов.
Если взять все методики, то химическое потребление нормализуют за счет поэтапного добавления сложных реагентов. Биологические процессы идут иначе, здесь выводятся новые микроорганизмы, которые также поэтапно подселяют в бассейны очистных сооружений и открытые водоемы.

Различия между бытовыми и промышленными сточными водами

Традиционно промышленные стоки считаются самыми проблемными. На химкомбинатах, где в воде преобладают опасные реагенты, могут помочь только способы, относящиеся к ХПК. Анаэробные бактерии идут вторым эшелоном.
Раньше бытовые сточные воды реанимировали за счет бактерий. Сейчас из-за большого количества химии технология их очистки приблизилась к промышленной.
Поэтому городские и промышленные очистные сооружения отчасти похожи, они состоят из целого каскада бассейнов, каждый из которых отвечает за свой сектор очистки.

Стадии очистки сточных вод и снижения показателей их загрязненности

В зависимости от технологии грязная вода на своем пути проходит до 30 узкопрофильных стадий очистки, плюс многое зависит от вида стоков. Но, все методы можно условно поделить на 4 этапа:

1. Сначала удаляется крупный мусор и снимается масляная пленка с поверхности.
2. Дальше химическими реагентами проводится обеззараживание общей массы.
3. Третий этап в плане очистки самый сложный, здесь проводится абсорбция, обратный осмос и еще ряд сложных мероприятий.
4. В результате нивелирования опасных веществ в воде образуется много безопасного, но пустого шлама и на четвертом этапе он фильтруется.

Уровень химического потребления кислорода рядовому человеку мало о чем говорит, зато специалисты по этому показателю моментально определяют насколько чистая вода в регионе или отдельно взятом водоеме.

Заказать химический анализ воды

Чтобы проконсультироваться с нашими специалистами свяжитесь с нами по телефону 8 (812) 702-38-18.

Источник

Показатель ХПК для сточных вод: что это такое и нормы

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:

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:

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:

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

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:

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:

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

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

Стадии очистки сточных вод и снижения показателей их загрязненности

Очистка сточных вод включает в себя такие стадии:

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:

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.

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.

Источник

Показатели химического и биохимического потребления кислорода в системе контроля качества сточных вод

Британский поэту Уистен Хью Оден однажды заметил: «Тысячи людей жили без любви, но никто — без воды». Люди знают решающее значение воды для жизни, но всё равно безрассудно относятся к ней.

Система контроля качества вод

На Земле присутствует около 1386 млн. куб. км. природной воды, пресная вода составляет от этого объёма всего 2,5 %. В мире потребляется 3900 млрд. куб. м пресной воды в год. Половина этого объёма расходуется безвозвратно, а другая половина превращается в сточные воды.

Контроль качества вод позволяет отслеживать негативные процессы, способные нарушить природный экологический баланс и в конечном итоге ухудшить питьевую воду.

Оценка качества воды и пригодность водных ресурсов осуществляется по ряду показателей, подобранных для конкретных видов водопользования.

Теоретическая часть

Типология вод

Природные воды — это воды гидросферы Земли, возникшие естественным путем. Они делятся на два больших класса:

Сточные воды — воды, загрязнённые в процессе хозяйственной и производственной деятельности человека, по происхождению подразделяются на четыре класса:

Методы определения чистоты воды

Аккредитованные лаборатории проведут экспертизу воды, если у потребителя есть сомнения в её качестве. Всесторонний анализ чистоты вод предполагает комплексное исследование образца:

БПК и ХПК – показатели загрязнения

В воде всегда присутствуют органические соединения. Источником «органики» становятся сбросы с промышленных предприятий, стоки сельского хозяйства, а также естественный распад останков животных и растений.

Бактерии в природных водоемах окисляют органические вещества, при этом выделяется углекислый газ и затрачивается растворенный в воде кислород. В водоемах с высоким уровнем органического загрязнения многие водные организмы погибают от кислородного голодания, остаются только виды, устойчивые к дефициту O₂.

Содержание в воде органики можно косвенно определить по убыли кислорода в процессе биохимического окисления органического вещества.

Показатель, характеризующий суммарное содержание в воде веществ органической природы, называется БПК — биохимическое потребление кислорода.

БПК – количество кислорода в миллиграммах, требуемое для окисления находящихся в 1 л воды органических веществ в аэробных условиях, без доступа света, при 20 °С, за определенный период в результате протекающих в воде биохимических процессов.

Ориентировочно принимают, что БПК₅ составляет около 70% БПК_полн, но может составлять от 10 до 90 % в зависимости от окисляющегося вещества.

В загрязнённой воде БПК₅ существенно возрастает.

Измерение БПК в чистой и сточной воде

Кислород в воде, отобранной для определения БПК, измеряют сразу же после того, как взяли пробу, а затем кислород в той же ёмкости измеряют вторично, но уже после инкубации пробы без доступа воздуха.

Температуру инкубации важно удерживать на уровне (20±1) °С, так как от температуры напрямую зависит скорость биохимической реакции, а также точность выполнения анализа. Поэтому склянки с пробами выдерживают в термостате в режиме постоянной температуры. Освещение также вносит погрешность в определении БПК, поэтому пробы инкубируют в темноте.

Определение БПК длится пять суток (БПК₅), но в ряде случаев продолжительность эксперимента может составлять десять и двадцать суток (БПК₁₀ или БПК_полн соответственно).

Органические вещества в воде, загрязненной стоками, окисляются не только бактериями в процессе аэробного биохимического окисления, но также и химическим способом — в присутствии сильных окислителей. О количестве органики в пробе судят по уровню потребления О₂, химически связанного в окислителях.

Органические вещества в воде реагируют на окислители не одинаково. С трудом окисляющаяся органика может окислиться не полностью, тогда результат получится заниженным. Присутствие в воде неорганических восстановителей, также расходующих О₂ на собственное окисление, приведет к завышенному результату. Поэтому всегда будет различие между теоретически возможным и практически достигаемым значением ХПК.

Основные методы определения ХПК поименованы по названию сильных окислителей, задействованных в химическом анализе. Различают бихроматный метод, где используется K₂Cr₂O₇ (бихромат калия) и перманганатный, в котором используется KMnO₄ (перманганат калия). Для умеренно загрязненных вод определяют перманганатную окисляемость. Если воды очень грязные, в них определяют бихроматную окисляемость (ХПК).

Результат анализа ХПК принято выражать в миллиграммах потребленного кислорода
на 1 л воды (мгО/дм 3 ).

По уровню ХПК судят о величине антропогенного загрязнения водоема.

Где используются знания об уровне ХПК:

Измерение ХПК в чистой и сточной воде

Классический метод определения ХПК основан на реакции окисления веществ органической природы избытком K₂Cr₂O₇ в растворе H₂SO_4. Процесс идет при нагревании и в присутствии катализатора – Ag₂SO₄. Остаток бихромата находят титрованием раствором соли Мора, а затем по разности определяют количество K₂Cr₂O₇, израсходованного на окисление органических веществ.

Один из самых распространенных методов определения ХПК — фотометрический (по ГОСТ 31859-2012), для реализации которого необходим фотометр, термореактор и реактивы.

Определение ХПК по ГОСТ 31859-2012 проводится в два этапа:

Реактивы для фотометрического определения ХПК можно приготовить самостоятельно, но практичнее воспользоваться тест-наборами — предварительно дозированными реагентами в реакционных кюветах.

Единицы измерения и формула расчёта

Если пробу воды разбавляли, полученное значение ХПК умножают на коэффициент разбавления Кр. Коэффициент Кр вычисляют по формуле:

, где

Нормативно-правовая часть

Нормы ПДК

Обязательными критериями соответствия сточных вод в 2021 году являются:

В Приложении 5 к Положению Правительства РФ № 644 для стоков систем водоотведения установлены предельно допустимые концентрации отдельных веществ, некоторые из которых приведены в таблице:

В воде, предназначенной для купания и отдыха населения, а также водоёмов в черте населенных пунктов норматив сброса сточных вод:

Для водоёмов, предназначенных для рыбохозяйственных целей, установлены нормы для концентрации загрязняющих веществ в контрольном створе:

Постановления Правительства РФ № 262

В соответствие с Федеральным законом «Об охране окружающей среды» (пункт 9 статьи 67) на объектах I категории стационарные источники выбросов загрязняющих веществ, сбросов загрязняющих веществ, образующихся при эксплуатации технических устройств, оборудования или их совокупности (установок), должны быть оснащены автоматическими средствами измерения и учёта (виды устройств можно посмотреть в распоряжении Правительства РФ от 13.03.2019 N 428-р).

В Постановлении Правительства РФ от 13.03.2019 г. № 262 определён порядок создания и эксплуатации системы автоматического контроля сбросов загрязняющих веществ на объектах, относящихся к объектам I категории и оказывающих негативное воздействие на окружающую среду.

Согласно действующему на территории России законодательству система автоматического контроля на объектах I категории должна обеспечить автоматическое измерение и учет показателей сбросов, фиксации и передачи информации об указанных показателях в государственный реестр объектов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду.

Значение постановления № 644

Загрязнение сточных вод, сбрасываемых абонентом в централизованную систему водоотведения, может превысить установленные нормативы. В этом случае организация, осуществляющая водоотведение, получит от абонента плату за сброс загрязняющих веществ сверх установленных нормативов.

Раздел XV Правил холодного водоснабжения и водоотведения, утвержденных постановлением Правительства Российской Федерации от 29.07.2013 N 644, регламентирует порядок исчисления и взимания этой платы за сброс сверх установленных нормативов состава сточных вод. В пункте 197 Постановления Правительства РФ № 644 приведена формула, по которой можно рассчитать размер платы в рублях (П_{норм. сост.}) за сброс загрязняющих веществ в составе сточных вод, если нормативы абонентом превышены.

Ставки платы за тонну загрязняющих веществ

Информацию о величине платы за сбросы загрязняющих веществ в водные объекты (ставки платы), а также размер соответствующих дополнительных коэффициентов к ставкам такой платы, можно узнать в документе «О ставках платы за негативное воздействие на окружающую среду и дополнительных коэффициентах» (Постановление Правительства РФ от 13.09.2016 N 913).

Эта информация необходима, чтобы рассчитать плату за превышение нормативов при сбросе сточных вод, по формуле, приведенной выше.

Согласно пункту 197 Правил N 644 предусмотренный формулой множитель k3 — это коэффициенты, устанавливаемые Правительством Российской Федерации к ставкам платы за негативное воздействие на окружающую среду.

Для 2021 года согласно Постановлению № 1393 Правительства РФ от 11.09.2020 года используются ставки, установленные на 2018 год, с коэффициентом 1,08. Это значит, что при расчете ставки платы за 2021 год тарифы, установленные постановлением № 913 на 2018 год, нужно умножить на коэффициент 1,08.

Аттестация субъектов хозяйственной деятельности

Законы РФ предусматривают следующие виды нормирования состава сточных вод абонентов организаций водопроводно-канализационного хозяйства (ВКХ):

Нарушившие законодательство абоненты должны компенсировать расходы организации, осуществляющей водоотведение, в соответствии с пунктами 199-202 «Правил холодного водоснабжения и водоотведения».

Для организации, осуществляющей водоотведение, логичнее максимально автоматизировать рутинный контроль состава сточных вод, сбрасываемых абонентами в канализацию. Определение ХПК при помощи фотометра, а не вручную, оптимизирует работу и повышает качество лабораторного анализа.

Но требования Правительства РФ к составу и свойствам сточных вод, отводимых в ЦСВ, не ограничиваются контролем только ХПК в стоках. Организация водопроводно-канализационного хозяйства должна проверить фактические показатели состава сточных вод абонента на соответствие показателям, указанным им в декларации, и (или) на соответствие нормативам состава сточных вод, установленным Правила холодного водоснабжения и водоотведения (Постановление Правительства РФ от 29 июля 2013 г.
N 644)

Множество параметров, обязательных к отслеживанию, возможно контролировать автоматически — единственным оптическим датчиком, помещенным в канализационный сток. Многофункциональный датчик через оптоволоконный кабель соединён с вычислительным блоком и/или контроллером BlueBox в составе Интеллектуального Спектрального Анализатора (ИСА).

BlueBox — центральный блок управления, принимающий, вычисляющий визуализирующий и передающий данные в локальную сеть предприятия по проводным и беспроводным сетям.

Принцип работы оптического датчика — спектральный анализ. Согласно закону Ламберта-Бера поглощение света зависит от концентрации измеряемого вещества.

Вещества, находящиеся в воде, поглощают свет различной длины волны и с различной интенсивностью. Детектор датчика измеряет в загрязнённой воде интенсивность прошедшего света.

Возможности датчика позволяют охватить широкий диапазон длин волн — от 200 до 708 нм и, благодаря этому, улавливать в сточной воде множество веществ-загрязнителей.

Но анализаторы ИСА могут быть оптимизированы и под индивидуальный набор показателей. Основываясь на спектрах поглощения, определенных спектрометром, и лабораторных значениях, интеллектуальная система рассчитывает специфическую калибровку, подходящую под каждый конкретный тип стоков.

Результаты анализа стоков, полученные при помощи автоматических систем контроля, согласно Постановлению Правительства РФ № 728 от 22.05.2020, не смогут стать аргументом в начислении планы за превышение нормативов.

Но организация, осуществляющая водоотведение, сможет в режиме реального времени наблюдать за параметрами сточной воды абонентов и моментально реагировать на превышение нормативов сброса выездными проверками и отбором проб на месте.

Техническая часть

Процесс отбора проб

Для определения ХПК воду на анализ отбирают в ёмкости из стекла или пластика и анализируют в день отбора. Если такой возможности нет, пробу консервируют H₂SO₄ прямо в склянках, закупоривая их притертой пробкой.

Пробу воды на анализ БПК отбирают в химически чистые полиэтиленовые ёмкости. Для отбора проб воды, загрязненной нефтепродуктами, АПАВ, пестицидами, используют банки из темного стекла.

Пробу сточных вод отбирают пробоотборником любого типа с глубины 0,5 м, в точке наибольшего перемешивания.

На очистных сооружениях отбор пробы на анализ БПК берут до системы хлорирования, чтобы исключить мешающее влияние хлора. Пробы, отобранные после системы хлорирования, предварительно освобождают от свободного хлора. Консервация проб, предназначенных для определения БПК, не допускается. В момент отбора измеряют температуру воды.

Ёмкости объемом 1,5 дм 3 заполняют водой до краев и плотно закрывают пришлифованными стеклянными пробками или полиэтиленовыми крышками, не допуская скопления пузырей воздуха под ними. Под полиэтиленовые крышки дополнительно подкладываются прокладки из фольги. При транспортировке не допускается держать пробы на свету.

Титрометр или фотометр?

Процедуры определения ХПК методом титрования и фотометрическим методом состоят из двух стадий: окисление пробы и собственно получение аналитического сигнала.

Если в лаборатории реализуется титриметрический метод, пробу воды (природной или очищенной сточной) кипятят в присутствии реагентов в колбах с обратным холодильником на песчаной бане. Затем остаток окислителя титруют из бюретки вручную. Титриметрия — распространенный в лабораториях метод, не требующий дорогостоящего оборудования. Анализ небольшой серии проб (менее 10) титриметрическим методом занимает около 5 часов.

Для фотометрического определения ХПК понадобится фотометрический анализатор (фотометр, спектрофотометр) и нагревательный блок (термореактор). Окисление пробы происходит в термореакторе: реакционные сосуды с пробами (термостойкие стеклянные пробирки с завинчивающимися крышками) нагреваются в термореакторе до 150 °С и выдерживаются при заданной температуре необходимое время.

Фотометрия сравнима по временным затратам с титриметрическим методом, но преимущество определения ХПК на фотометре — в меньшей загруженности оператора.

Конечно, можно автоматизировать и титрование, заменив бюретку на автотитратор, но в этом случае затраты на покупку прибора многократно превысят стоимость полного перехода на фотометрию с готовыми реагентами.

Сравнительный анализ двух методов определения ХПК приведен в таблице.

Таким образом приобретение фотометра выгодно лаборатории. Определение ХПК на фотометре позволит снизить временные затраты на анализ. Фотометр позволит:

Анализ и расчёт результатов

Фотометрическое определение ХПК по ГОСТ ГОСТ 31859-2012 начинается с подготовки реакционных сосудов, приготовления вспомогательных растворов и градуировки фотометра.

Далее реакционный сосуд с пробой воды и с добавленными реагентами плотно закрывают крышкой и выдерживают в термореакторе (120±10) мин. Охлажденный раствор анализируют в кюветах спектрофотометра по отношению к холостой пробе, при длине волны 450 нм (метод А) или 620 нм (метод Б).

За конечный результат измерения (в мгО/дм) принимают среднеарифметическое значение не менее двух параллельных определений ХПК.

Экология и проблема чистоты воды

Более 80 % сточных вод в мире сбрасываются обратно в окружающую среду без достаточной очистки, отравляя реки, моря и океаны.

Но природные водоемы загрязняет не только человек в ходе своей деятельности.

Природные причины засорения водоёмов

Источником засорения питьевой воды становятся опасные природные явления.

Паводки, сели, лавины

Ливневые дожди вызывают схождение грязевых потоков в селеопасных зонах. Источники воды забиваются песком, глиной и щебнем. Снежные лавины увлекают за собой каменистые массы, перегораживающие реки и провоцируют наводнение. В затопленных районах под воду попадают загрязненные удобрениями, отходами, химическими веществами, нефтепродуктами участки почвы. В источники питьевой воды попадают патогенные бактерии.

Эрозия береговой линии

Разрушение берегов рек тоже способствует загрязнению природных вод. В поймы и русла стремительно переносятся твердые частицы с размытых течением и ветрами берегов. Водоём заиляется, препятствует водоснабжению и работе электростанций.

Гниение останков животных или растений

Жизнедеятельность водоемов предполагает естественную гибель живых существ и самоочищение водоема от продуктов распада органики. Но при массовой гибели рыб и водорослей в следствии антропогенных факторов природные механизмы очистки не справляются, вода мутнеет и дурно пахнет. В грязной воде накапливаются продукты распада белка — чрезвычайно токсичные индол и скатол, уровень кислорода резко падает, провоцируя замор животных и растений в водоеме.

Действующие вулканы выбрасывают в атмосферу пепел и токсичные газы, а на поверхность почвы — потоки лавы и камней. Оседающая взвесь механически засоряет воду, а также усиливает её фторирование. Вулканические газы (хлористый, сернистый водород) возвращаются на землю в виде кислотных дождей. Нагромождения из камней и застывшей лавы перегораживают реки и вызывают наводнения.

Продукты жизнедеятельности живых существ

Экскременты животных в устойчивых экосистемах перерабатываются микроорганизмами, используются растениями. В нарушенной экологической цепочке органика донного активно забирает растворенный в воде кислород. Водоемы перенасыщаются фосфатами, нитратами, азотом и заболачиваются. Разнообразная флора гибнет, замещаясь нитчатой водорослью спирогирой.

Хозяйственно-бытовые причины

Биологические вещества

К биологическому загрязнению относятся продукты человеческой и животной жизнедеятельности (моча, фекалии), а также бактерии и вирусы. Патогены биологической природы способны накапливаться, размножаясь в благоприятной водной среде, и вызывать у людей тяжелые кишечные отравления. Биологические вещества в воде могут быть природного происхождения, но чаще всего бактериальное загрязнение вызвано некачественной очисткой городских сточных вод, попаданием в водоемы стоков сельхозпредприятий и промышленных объектов.

Бактериальная загрязненность характеризуется величиной коли-титра, то есть, наименьшего объема воды в миллиметрах, в котором содержится кишечная палочка.

Отходы производства и нефтепродукты

Отходы на свалках разлагаются с выделением в окружающую среду продуктов распада. Неорганизованное размещение отходов — одна из причин проникновения токсичных веществ в грунтовые и поверхностные воды. Ртуть, мышьяк, свинец, кадмий накапливаются в почве, смываются в реки. Массовые скопления мусора формируют в океане плавучие острова, от пластика гибнут морские животные.

Другой чрезвычайно опасный источник загрязнения вод —– нефтяная индустрия. В случае утечки нефти из танкеров углеводородная пленка растягивается на сотни километров, отравляя морских птиц, животных и рыб. Нефтепродукты попадают в воду также из наземных источников — фабрик, заводов, ферм, автомобилей.

Питьевая вода, загрязненная нефтепродуктами, вызывает тяжелые интоксикации у человека.

Классы экологической опасности

Федеральный закон от 24.06.1998 № 89-ФЗ «Об отходах производства и потребления» определяет пять классов опасности отходов по степени их негативного воздействия на окружающую среду.

Отнесение отходов к определенному классу необходимо для составления паспорта отхода, а также для правильной организации мест накопления отходов.

Характеристика классов опасности отходов

Влияние загрязнения на организм человека

Ежедневное употребление загрязненной воды медленно убивает. По данным авторитетного медицинского журнала The Lancet каждый год в мире умирает 9 миллионов человек из-за загрязнения окружающей среды.

Патогенные микроорганизмы, попавшие в организм человека через воду, вызывают:

И эта проблема касается не только слаборазвитых стран. Случайные выбросы с очистных сооружений поражают вполне благополучные регионы.

В источники воды попадает широкий спектр химических загрязнителей — от тяжелых металлов, таких как мышьяк и ртуть, до пестицидов и нитратных удобрений. Попав в организм, эти токсины способны вызвать множество проблем со здоровьем — от онкологии до гормонального сбоя и нарушения функции мозга. Особому риску подвержены дети и беременные женщины.

Даже плавание в грязной воде представляет опасность. Недостаточно чистая вода — причина кожной сыпи, конъюнктивита, респираторных инфекций и гепатита.

Токсины в воде провоцируют:

Экология и рыбохозяйственная деятельность

Сточные воды меняют физические свойства природных водоемов. Вода приобретает неприятный запах, мутнеет, изменяет окраску. На поверхности появляются плавающие примеси, меняется состав донных отложений. Концентрация кислорода падает, возрастает количество бактерий, в том числе и патогенных.

Лишь немногие организмы способны существовать в водоемах с низким содержанием кислорода в воде.

Для рыбохозяйственных водоемов законодательством России установлены ПДК_вр – концентрации вредных веществ в воде, которые не должны оказывать вредного воздействия на популяции рыб, особенно промысловых.

Перед спуском жидкости в водоемы любое предприятие обязано проводить очистку стоков, это прописано в Водном кодексе РФ и Федеральном законе от 2011 года «О водоснабжении и водоотведении».

Рекомендации по очистке сточных вод

Процедура очистки стоков не зависит от вида установленных очистителей и проходит четыре стадии:

Вода на первом этапе освобождается от шлама и подготавливается ко второму этапу — биологической очистке.

На биологическим этапе очистки используются:

На очистных сооружениях на данном этапе используются методы:

Если на выходе с очистных сооружений вода не удовлетворяет установленным требованиям, потребуется обновить оборудование или изменить технологию очистки.

Источник