Хпк и бпк сточных вод: определение, чем отличаются и как снизить?

Принцип работы ОС с высоким содержанием ХПК и БПК

Очистные сооружения обеспечивают поэтапное освобождение сточных вод от загрязнений:

• Усреднение. Сточные воды поступают в приемную камеру, где посредством перемешивания они нормализуются. Усредненная жидкость через насос подается на очистку.
• Обработка реагентом . Для нормализации показателей рН в нормализованные сточные воды подается раствор кислоты или щелочи. Это необходимо для нормальной биодеструкции органики. Станция приготовления и дозирования реагентов в автоматическом режиме определяет показатели рН стоков, и обеспечивают подачу в точном соответствии с полученными результатами. Смесь интенсивно размешивается статическим смесителем до полного растворения.
• Биофлотация. После обработки кислотой и щелочью стоки поступают в биофлотатор. Одновременно подается рециркуляционная вода, насыщенная атмосферным воздухом до 90%. Затем в камере резко снижается давление. Растворенный воздух формируется в микропузырьки, к их стенкам прилипают частицы нерастворимых загрязнений. Они поднимают на поверхность стоков и образуют пенный слой. Концентрация загрязнений в нем на порядок выше, чем в жидкости. Как дополнительный эффект – микропузырьки насыщают стоки кислородом. Органотрофный биоценоз иммобилизован на биозагрузке, что обуславливает интенсивное окисление органики, и, как следствие, снижение показателей ХПК и БПК.
• Удаление флотопены. Пенные массы с загрязнениями удаляются с поверхности жидкости скребковым механизмом в наклонный лоток, откуда они самотеком отправляются в шламонакопитель. Очищенные воды самотеком переливаются в аккумулирующую отдельную емкость.
• Обезвоживание осадка. При реализации технологии флотации актуальным решением для обезвоживания активного ила является шнековый или мешковый обезвоживатель.

Классификация и состав сточных вод

Очистка стоков

Классификация сточных вод включает три основные категории в зависимости от их состава, происхождения и качественных показателей примесей и загрязнений:

• Бытовые, или хозяйственно-фекальные, к которым относятся сточные воды, удаляемые из различных бытовых помещений, таких как туалеты, душевые и ванные комнаты, кухни, прачечные, бани, больницы, столовые и т.д. Основными их загрязнениями являются хозяйственно-бытовые и физиологические отходы, а для их сброса действуют специальные правила приема сточных вод в городскую канализацию;
• Промышленные или производственные, использованные при выполнении разнообразных технологических процессов, таких промывание сырья и продукции, охлаждение оборудования и т.д., а также откачанные на поверхность в процессе добывания полезных ископаемых. Чаще всего промышленные стоки загрязнены производственными отходами, в которых могут содержаться такие вредные и отравляющие вещества, как азот аммонийный в сточных водах, синильная кислота, соли свинца, ртути и меди, фенолы, анилин и т.д., а также отходы, которые могут иметь ценность при использовании в качестве вторичного сырья. Промышленные стоки могут быть разделены на две категории: загрязненные, для которых перед повторным использованием или выпусканием в водоемы производится предварительная очистка сточных вод, и слабозагрязненные или условно чистые, которые не требуют предварительной обработки.
• Атмосферные сточные воды, к которым относятся талые и дождевые воды, а также воды от полива зеленых насаждений и улиц. Данная категория сточных вод содержит в себе в основном загрязнения минерального происхождения и представляет меньшую санитарную опасность, чем производственные и бытовые стоки, поэтому очистка ливневых сточных вод является наименее требовательной процедурой.

Уровень загрязнения сточных вод рассчитывается в зависимости от концентрации в них различных примесей, выражающейся в массе на единицу объема (г/м3 или мг/л).

Бытовые сточные воды являются относительно однообразными по своему составу, а концентрация в них загрязнений зависит от того, какой объем воды расходуется на одного человека, проще говоря – от норм водопотребления.

В зависимости от того, какое значение принимает разбавление сточных вод, загрязнения бытовых стоков подразделяют на следующие категории:

• Нерастворимые, в которых образуются крупные взвеси, размеры частиц в которых превышают 0,1 мм;
• Пены, суспензии и эмульсии, размеры частиц которых составляют от 0,1 мкм до 0,1 мм;
• Коллоидные – размер частиц от 1 нм до 0,1 мкм;
• Растворимые, в состав которых входят молекулярно-дисперсные частицы, размер которых не достигает 1 нм.

Кроме того, отличают органические, минеральные и биологические загрязнения бытовых стоков:

• Минеральные загрязнения включают в себя частицы песка, глины и шлака, растворы солей, щелочей, кислот и прочие вещества.
• Органические загрязнения могут быть как животного, так и растительного происхождения. Растительные загрязнения – это различные остатки плодов, растений и овощей, а также бумага, масла растительные и т.д., характеризующиеся повышенным содержанием углерода. К животным загрязнениям можно отнести различные человеческие и животные физиологические выделения, остатки органической ткани, клейкие вещества и т.д., для которых характерно высокое содержание азота.
• Биологические же загрязнения включают в себя различные грибки (плесневые и дрожжевые), микроорганизмы, водоросли и бактерии, среди которых довольно большое количество возбудителей таких болезней, как паратиф, тиф брюшной, дизентерия, сибирская язва и т.д. Такие загрязнения могут быть характерны не только для бытовых сточных вод, но и для части промышленных стоков, например – отходов мясокомбинатов, скотобоен и т.д. Несмотря на то, что химический состав данных загрязнений является органическим, создаваемая ими при поступлении в водоемы санитарная опасность требует их выделения в отдельную категорию.

В состав бытовых стоков входят следующие загрязнения (значения приведены в процентах от общего числа загрязнений):

• Минеральные вещества – 42%;
• Органические вещества – 58%;
• Взвешенные осаждающиеся вещества – 20%;
• Коллоидные смеси – 10%
• Растворимые вещества – 50%.

Состав промышленных сточных вод и их степень загрязнения могут варьироваться в зависимости от характера конкретного производства и различных условий применения воды в технологическом процессе.

На количество же атмосферных сточных вод существенное влияние оказывает рельеф и климат конкретной местности, а также такие показатели, как характер застройки, вид дорожного покрытия и т.п.

Показатель БПК 5 в сточных водах: это что

Полное биологическое потребление кислорода (БПК) – величина, которая определяет, сколько органических элементов в пробе из стока. БПК выражается в количестве кислородных масс, которые расходуются при окислении, при анаэробных процессах, с обязательным присутствием кислорода, под воздействием микроскопических организмов в воде, которая исследуется. БПК основная методика выявления количества легкоокисляющейся органических элементов в жидкости.

В естественное среде в жидкости присутствует малое число органики. Она «перерабатывается» за счёт микробактерий, которые запускают анаэробное окисление с выделением 2-окиси углерода. В этот период идет потребление растворённого в воде кислорода. То есть, чем больше органических элементов в жидкости, тем больше будут поглощать кислорода микробактерии для её перерабатывания.

Сточные воды должны быть безопасными для окружающей среды

В стоках присутствуют различные органические соединения:

• Продукты, что получены путем перерабатывания нефти;
• Масла;
• Лигнины (составное вещество растительных культур);
• Белки;
• Жиры;
• Фекалии.

Для перерабатывания большого количества такой органики нужно очень много кислородных масс, поэтому в сточных системах БПК имеет высочайшие показатели. Количество выявляется за конкретный временной период, то есть определяется число окислителя, затраченного за определенное время. Так, БПК5 означает параметр потребления за 5 суток. Помимо времени, исследования в лаборатории выполняются в строго установленной среде: полное отсутствие освещения, температурный режим +20 оС.

БПК выявляется как разница между данными количества кислородных масс перед и после замеров. За 5 дней в норме и при среднем количестве загрязнений окисляется примерно 70 % органических соединений в воде. Полное преобразование органических элементов происходит за 21 день. Стандарт по интервалу замеров: 2-ое суток, 5-ть, 20-ть, 120-ть дней. Однако иногда используются другие периоды, всё зависит от предполагаемого состава грязи и времени, требуемого для их полнейшего окисления. Замеры, при которых выполняется полное окисление в воде, называются полное БПК.

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.

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 БПК_полн

Выделяют БПК₅ и БПК_полн. Подстрочным индексом указано время, которое тратится на окисление. То есть, БПК₅ – это показатель окисления за пять суток, а БПК_полн. – 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.

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.

Нормирование

Существует два принципиально разных сценария утилизации сточных вод:

• очищенные и неочищенные сточные воды сбрасываются в ливневую или бытовую канализацию;
• очищенные сточные воды сбрасываются в водоём или водоток участником хозяйственной деятельности.

В первом случае использование водных ресурсов предприятиями контролирует Федеральный закон «О водоснабжении и водоотведении». Всем предприятиям, которые сливают отходы в водоёмы или канализацию, необходимо получить разрешение от природоохранных органов.

На основании Постановления Правительства Российской Федерации от 29.07.2013 № 644 для сточных вод предприятий введены предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ, превышение которых недопустимо.

Наименование показателя	Ед. изм.	ПДК
Взвешенные вещества	мг/дм3	300
БПК5	мг/дм3	300
ХПК	мг/дм3	500
Азот общий	мг/дм3	50
Фосфор общий	мг/дм3	12
Нефтепродукты	мг/дм3	10
Хлор и хлорамины	мг/дм3	5
Соотношение ХПК:БПК5	2,5
Фенолы	мг/дм3	5
Сульфиды	мг/дм3	1,5
Сульфаты	мг/дм3	1000
Хлориды	мг/дм3	1000
Алюминий	мг/дм3	5
Железо	мг/дм3	5
Марганец	мг/дм3	1
Медь	мг/дм3	1
Цинк	мг/дм3	1
Хром общий	мг/дм3	0,5
Хром шестивалентный	мг/дм3	0,05
Никель	мг/дм3	0,25
Кадмий	мг/дм3	0,015
Свинец	мг/дм3	0,25
Мышьяк	мг/дм3	0,05
Ртуть	мг/дм3	0,005
Водородный показатель (pH)	единиц	6-9
Температура	ºC	+40
Жиры	мг/дм3	50
Летучие органические соединения (ЛОС) (в том числе толуол, бензол, ацетон, метанол, бутанол, пропанол, их изомеры и алкилпроизводные по сумме ЛОС)	мг/дм3	20
СПАВ неионогенные	мг/дм3	10
СПАВ анионные	мг/дм3	10
Полихлорированные бифенилы (сумма ПХБ)	мг/дм3	0,001

Сброс жидких отходов запрещён, если в них есть вещества, для которых ПДК не разработаны. Также запрещены превышение разрешённых объёмов сбросов сточных вод и сброс в неустановленных местах или на прилегающей к очистным сооружениям местности. Если ПДК загрязняющих веществ в сбрасываемых предприятием водах превышено, то на него может быть наложен штраф до 100 000 ₽ или запрет на деятельность сроком до 90 суток.

Во втором случае сбросы отходов предприятий в водоёмы разделяют на слабозагрязнённые и загрязнённые, которые обязательно должны очищаться перед спуском в водоём. Уровень загрязнения определяется концентрацией примесей. Если предприятие сбрасывает загрязнённые воды в водоёмы или водотоки, то для каждого предприятия рассчитываются нормы предельно допустимого сброса, основанные на качестве воды выше места сброса и учитывающие объёмы сброса. Как правило, такая вода требуют очистки или отстаивания даже если используется исключительно для охлаждения. Расчёт предельно допустимых сбросов (ПДС) происходит в индивидуальном порядке.

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:

1. Продукты, полученные в результате переработки нефти.
2. Масла.
3. Лигнины (составное вещество растений).
4. Белки.
5. Жиры.
6. Фекальные массы.

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

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.

Чем опасны высокие уровни ХПК и БПК

Плохо очищенная вода.

Плохо очищенная вода наносит урон природе:

1. Если вредные вещества попадают в открытые источники, это грозит гибелью животным, пьющим из них воду.
2. Накапливаясь в почве, вредные вещества усваиваются растениями. Зараженные овощи, фрукты попадают на стол людям.
3. В водоемах при высоком содержании органических загрязнений возрастает потребность в кислороде. Он расходуется на окисление, а флора и фауной испытывают дефицит.

ХПК и БПК: критерий загрязнения

Химическое и биологическое потребление кислорода — основные показатели наличия органики. Химический анализ оценивает суммарное количество нечистот, которые находятся во всем объеме стоков. Биохимические исследования учитывают переработанные аэробными бактериями частицы в литре жидкости. Органика содержится во всех стоках, но ее количество не должно превышать уровень, который окисляется естественным способом.

Стадии снижения ХПК и БПК в процессе очистки

Предприятия, в случае превышения норм загрязнения сбрасываемой воды, обязаны обрабатывать ее. Строятся очистные сооружения, различающиеся производительностью, по типам и принципам действия.

Снижение ХПК и БПК проходит в 4 последовательных стадии, в результате каждой затраты кислорода уменьшаются. На изменение показателей влияют характеристика и происхождение стоков. После каждого этапа забирают пробы для контроля.

Показатели загрязненности снижаются в большей степени на первой стадии после отстаивания. Удаляются вещества, которые разлагаются только сильными окислителями. После этого остается больше примесей, которые окисляются биологически. Поэтому перед биологической очисткой снижают их концентрацию. Чаще предприятия строят станции, где применяется только механическая и химическая очистка.

Стоки не всегда подвергают всем стадиям очистки. Необходимые нормы иногда достигаются после первого этапа.

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.

Определение и классификация сточных вод

Как уже стало понятно, сточные воды – это загрязненные в процессе бытового или промышленного использования водные стоки, для очистки и отведения которых создаются специальные канализационные системы и сооружения.

Классификация подобных вод зависит от их состава, происхождения и степени загрязненности.

Виды сточных вод в зависимости от их происхождения:

• Хозяйственно-бытовые – получаются в результате бытовой деятельности человека и отводятся от жилых помещений;
• Промышленные – образуются во время процессов создания какого-либо продукта, товара или сырья на промышленных предприятиях;
• Поверхностные (атмосферные) – это в основном дождевые и талые воды, которые создаются из-за выпадения атмосферных осадков.

Самыми опасными из этих видов считаются промышленные стоки, так как они могут содержать токсичные и химические примеси. Именно поэтому их нужно обязательно очищать, так как при попадании такой жидкости в водоемы происходит сильнейшее загрязнение окружающей природы.

Что касается состава, то загрязнители могут быть минеральными (в основном содержат элементы песка, глины, растворы минеральных кислот и солей), органическими (растительные масла, остатки растений и плодов, бумага, различные физиологические выделения), биологическими (бактерии, грибки, растения, различные вредные микроорганизмы) и химическими (продукты переработки нефти, фенолы, пестициды и другие подобные вещества).

Если смотреть по степени загрязненности, то сточные воды могут быть как со слабой концентрацией загрязнителей, так и с сильной и даже опасной.

Уровень загрязнения стоков зависит от концентрации в них разных примесей, которые обозначаются массой на одну единицу объема (показатель выражается в мг/л или г/м3).

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

Снижение уровней ХПК и БПК

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:

• 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.

Оборудование для анализа воды

Какое бывает?

Для анализа воды используется большое количество разнообразных приборов, основанных на разных принципах действия, среди которых:

• фотометры, фотометрические анализаторы, измеряющие оптическую плотность водных растворов;
• электронные солемеры, определяющие концентрацию растворённых в воде веществ;
• комплексные измерители параметров, определяющие несколько показателей: температуру, содержание солей, показатель кислотности, минерализацию, электропроводность и т.п.;
• комплекты приборов для оснащения лабораторий. Где лучше всего заказать?

Заказ приборов контроля качества воды лучше производить непосредственно у производителя или его официального представителя в регионе. В этом случае отсутствует вероятность приобретения подделки, кроме этого, на всё оборудование предоставляется гарантия производителя и сервисное обслуживание.

Соотношение БПК и ХПК

ХПК и БПК измеряют одновременно, чтобы получить сведения о стоках. Данные сравнивают, соотносят. Если ХПК выше БПК, это значит, что вода содержит много органики, которая не окисляется.

Отличающиеся результаты объясняются происходящими реакциями. Потребление кислорода разное, зависит от типа процессов: химические или биологические. На соотношение влияют характер жидкости и ее содержимое. Увеличение разницы происходит при недостаточном биохимическом окислении. Это значит, что жидкие нечистоты малопригодные для биологической очистки.

На основании оценок результатов мониторинга подбирают эффективные способы очистки.

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.