Состав и свойства стоков

Сточные воды представляют собой сложные системы, в которых органические и минеральные загрязнения находятся в растворенном, коллоидном, нерастворенном состояниях.

Органические и неорганические компоненты загрязнений, находящиеся в сточных водах в коллоидном и нерастворенном состояниях, могут образовывать грубо- и тонкодисперсные суспензии, эмульсии и пену.

Состав городских сточных вод и концентрация в них загрязнений определяются, в основном, нормами водопотребления, а также составом производственных сточных вод.

Наблюдаются значительные изменения загрязнений сточных вод по сезонам года, дням недели, часам суток. Это связано с бытовой и производственной деятельностью жителей населенного пункта.

Установлено, что загрязнения, вносимые в сточные воды от бытовой деятельности населения, в среднем сравнительно постоянны, поэтому их можно нормировать.

Степень загрязнения сточной воды органическими веществами можно определить по количеству кислорода, которое необходимо для окисления органических веществ с помощью аэробных микроорганизмов – минерализаторов.

Количеству кислорода, которое необходимо для окисления органических веществ с помощью аэробных микроорганизмов называется биохимической потребностью в кислороде (БПК). БПК выражается количеством кислорода в миллиграммах на 1 л (мг/л) или в граммах на 1 м³ (г/м³). Биохимическую потребность в кислороде сточной жидкости определяют лабораторным путем.

Для более полной оценки содержания органического вещества в сточной воде определяют химическое потребление кислорода.

Химической потребностью в кислороде (ХПК) является количество кислорода, требуемое для химического окисления органических веществ сточной воды до конечных минеральных продуктов окисления.

Нормируют следующие количества основных загрязнений бытовых сточных вод на одного жителя, г/сут:

взвешенные вещества 65

БПК_ПОЛН неосветленной жидкости 75

ХПК 120

азот аммонийные соли 8

фосфаты (Р₂0₅) 3,3

в том числе от моющих веществ 1,6

хлориды (Сl) 9

поверхностно-активные вещества (ПАВ) 2,5

Количество и состав производственных сточных вод определяются многими факторами:

· отраслью промышленного производства и видами исходного сырья;

· режимом технологических процессов;

· возможностью утилизации отходов производства;

· удельным расходом (нормой) воды на единицу продукции.

Производственные сточные воды содержат минеральные и органические загрязнения в самых различных сочетаниях.

В связи с тем, что в промышленно развитых городах количество производственных сточных вод составляет 30–35 % общего количества городских сточных вод, общие городские очистные сооружения рассчитывают, в основном, на загрязнение веществами бытового происхождения.

В связи с тем, что определение абсолютного состава сточных вод трудоемко, обычно пользуются сокращенным перечнем показателей, достаточно полно характеризующих их качество и используемых для проектирования и расчета сооружений канализации. К таким показателям относятся: температура, окраска, запах, прозрачность, величина рН, сухой и плотный остатки, содержание взвешенных веществ, оседающих веществ, биохимическая потребность в кислороде (БПК), химическая потребность в кислороде (XIIК), содержание различных форм азота, фосфатов, хлоридов, сульфатов, токсичных элементов, синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ), концентрация растворенного кислорода, биологические загрязнения и др.

Первые пять показателей относятся к органолептическим показателям вредности, причем два из них (температура и реакция среды) помимо органолептических воздействий оказывают значительное влияние на состояние водоотводящих и очистных сооружений. Так, температура воды влияет на процессы осаждения взвешенных веществ и определяет скорость биологических процессов в технологии очистки воды, а изменение реакции среды ниже 6,5 или выше 8,5 может привести к разрушению водоотводящих сооружений и к нарушению нормальной жизнедеятельности микроорганизмов, осуществляющих процессы очистки воды.

Количество сухого и плотного остатка в воде дает представление об общем количестве загрязнений: в первом случае в натуральной пробе, а во втором – в фильтровальной. Прокаливание сухого и плотного остатков и определение потерь массы после прокаливания позволяют получить примерное соотношение минеральной и органической частей загрязнений.

Содержание взвешенных веществ – один из главных показателей качества сточных вод, по которому рассчитывают сооружения для отстаивания и определяют количество образующихся осадков. Концентрация взвешенных веществ в городских сточных водах обычно составляет 100–500 мг/л.

Оседающие вещества являются частью взвешенных веществ, которая оседает в потоке на дно отстойного цилиндра за 2 ч отстаивания. В городских сточных водах оседающие вещества составляют 65–75 % взвешенных веществ
по весу.

БПК представляет собой кислородный эквивалент степени загрязненности сточной воды органическими веществами, который будет различным для одной и той же воды в зависимости от длительности его определения. Поэтому величину БПК всегда указывают с индексом внизу, который означает длительность определения.

Например, БПК₅ – количество кислорода, потребляемое микроорганизмами за пять суток определения, а если указана БПК_полн, то это значит, что дана величина кислорода, необходимая на сумму всех биологических реакций окисления органических веществ сточной воды. БПК_полн городских сточных вод, как правило, не бывает более 500 мг 0₂/л.

Таким образом, ХПК сточных вод должна быть обязательно выше БПК_полн, так как не все органические вещества окисляются биологически (микроорганизмами) и не обязательно до конечных, простых продуктов окисления. Рекомендуется, чтобы ХПК городских сточных вод, поступающих на очистные сооружения, не должна более чем в 1,5 раза превышать БПК_ПОЛH, т.е. превышать
750 мг 0₂/л.

По величине ХПК, или, точнее, по разности между значениями ХПК и БПК_ПОЛН можно судить о соотношении между бытовыми и производственными сточными водами в их смеси.

Чем выше эта разность, тем больше количество производственных сточных вод, так как в последних, как правило, содержатся трудно окисляемые или биологически неокисляемые органические вещества.

Необходимо также определять содержание азотных форм и фосфора в сточных водах, так как они являются основными биогенными элементами питания микроорганизмов, обеспечивающих биологическую очистку сточных вод.

Содержание биогенных элементов должно быть не менее 5 мг/л азота N и 1 мг/л фосфора Р на каждые 100 мг/л БПК_ПОЛН.

В городских сточных водах до их очистки присутствуют только две формы азота – общий и аммонийный. Окисленные формы азота (нитраты и нитриты) могут появляться только после очистки в биоокислителях – аэротенках и биофильтрах. Концентрация аммонийного азота в сточной воде является одним из дополнительных показателей ее загрязненности хозяйственно-бытовыми загрязнениями.

Чем меньше аммонийного азота в сточной воде, тем она чище.

Однако реакция окисления азота аммонийных солей до нитратов требует кислорода примерно в два раза больше, чем реакции окисления органических веществ, поэтому на практике очистка сточных вод обычно ограничивается только стадией окисления органических веществ, которая называется полной биологической очисткой.

Содержание сульфатов и хлоридов в сточных водах определяют в качестве основных показателей минеральных загрязнений. В городских сточных водах концентрация сульфатов составляет 100–150 мг/л, а концентрация хлоридов 150–250 мг/л.

В процессе очистки сточных вод на городских очистных сооружениях сульфаты и хлориды не задерживаются, никаких изменений не претерпевают и в указанных концентрациях не оказывают влияния на физико-химические и биологические процессы обработки воды и осадков.

К группе токсичных относятся: железо, никель, медь, свинец, цинк, хром (особенно шестивалентный), мышьяк, сурьма, алюминий и т.д.

Одним из основных показателей качества сточных вод является количество растворенного кислорода:

· для нормальной жизнедеятельности открытых водоемов его количество не должно быть меньше 4 мг/л,

· для нормального функционирования сооружений – не меньше
2 мг/л биоокислителей.

В загрязненных сточных водах растворенный кислород, как правило,
отсутствует.

Биологические загрязнения в сточных водах представлены бактериями, вирусами, грибами, мелкими водорослями, гельминтами.

Поэтому сточные воды опасны в эпидемиологическом отношении.

При анализе сточных вод на биологические загрязнения определяют

· общий счет бактерий,

· число бактерий кишечной группы,

· число яиц гельминтов.

В городских сточных водах общий счет бактерий составляет несколько сотен тысяч в 1 мл, число бактерий кишечной группы – несколько десятков тысяч в 1 мл, а число яиц гельминтов находится в пределах десяти в 1 л.

Общепринятой для городских сточных вод является методика отбора среднесуточных проб – отбор часовых проб пропорционально часовым расходам сточных вод.

Дата добавления: 2014-12-10