Биохимическое потребление кислорода в сточных водах это

В природной воде водоемов всегда присутствуют органические вещества. Их концентрации могут быть иногда очень малы (например, в родниковых и талых водах). Природными источниками органических веществ являются разрушающиеся останки организмов растительного и животного происхождения, как живших в воде, так и попавших в водоем с листвы, по воздуху, с берегов и т.п. Кроме природных, существуют также техногенные источники органических веществ: транспортные предприятия (нефтепродукты), целлюлозно-бумажные и лесоперерабатывающие комбинаты (лигнины), мясокомбинаты (белковые соединения), сельскохозяйственные и фекальные стоки и т.д. Органические загрязнения попадают в водоем разными путями, главным образом со сточными водами и дождевыми поверхностными смывами с почвы.

В естественных условиях находящиеся в воде органические вещества разрушаются бактериями, претерпевая аэробное биохимическое окисление с образованием двуокиси углерода. При этом на окисление потребляется растворенный в воде кислород. В водоемах с большим содержанием органических веществ большая часть РК потребляется на биохимическое окисление, лишая таким образом кислорода другие организмы. При этом увеличивается количество организмов, более устойчивых к низкому содержанию РК, исчезают кислородолюбивые виды и появляются виды, терпимые к дефициту кислорода. Таким образом, в процессе биохимического окисления органических веществ в воде происходит уменьшение концентрации РК, и эта убыль косвенно является мерой содержания в воде органических веществ. Соответствующий показатель качества воды, характеризующий суммарное содержание в воде органических веществ, называется биохимическим потреблением кислорода (БПК).

Определение БПК основано на измерении концентрации РК в пробе воды непосредственно после отбора, а также после инкубации пробы. Инкубацию пробы проводят без доступа воздуха в кислородной склянке (т.е. в той же посуде, где определяется значение РК) в течение времени, необходимого для протекания реакции биохимического окисления. Так как скорость биохимической реакции зависит от температуры, инкубацию проводят в режиме постоянной температуры (20±1)°С, причем от точности поддержания значения температуры зависит точность выполнения анализа на БПК. Обычно определяют БПК за 5 суток инкубации (БПК₅)*, однако содержание некоторых соединений более информативно характеризуется величиной БПК за 10 суток или за период полного окисления (БПК₁₀ или БПК_полн соответственно). Погрешность в определении БПК может внести также освещение пробы, влияющее на жизнедеятельность микроорганизмов и способное в некоторых случаях вызывать фотохимическое окисление. Поэтому инкубацию пробы проводят без доступа света (в темном месте).

Величина БПК увеличивается со временем, достигая некоторого максимального значения – БПКполн, причем загрязнители различной природы могут повышать (понижать) значение БПК. Динамика биохимического потребления кислорода при окислении органических веществ в воде приведена на рис. 8.

Рис. 8. Динамика биохимического потребления кислорода:
а – легкоокисляющиеся («биологически мягкие») вещества – сахара, формальдегид, спирты, фенолы и т.п.;
в – нормально окисляющиеся вещества – нафтолы, крезолы, анионогенные ПАВ, сульфанол и т.п.;
с – тяжело окисляющиеся («биологически жесткие») вещества – неионогенные ПАВ, гидрохинон и т.п.

Таким образом, 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.

Особенностью биохимического окисления органических веществ в воде является сопутствующий ему процесс нитрификации, искажающий характер потребления кислорода (рис. 9).

Рис. 9. Изменение характера потребления кислорода при нитрификации.

Нитрификация протекает под воздействием особых нитрифицирующих бактерий – Nitrozomonas, Nitrobacter и др. Эти бактерии обеспечивают окисление азотсодержащих соединений, которые обычно присутствуют в загрязненных природных и некоторых сточных водах, и тем самым способствуют превращению азота сначала из аммонийной в нитритную, а затем и нитратную формы. Соответствующие процессы описываются уравнениями:

где: Q – энергия, высвобождающаяся при реакциях.

Процесс нитрификации происходит и при инкубации пробы в кислородных склянках. Количество кислорода, пошедшее на нитрификацию, может в несколько раз превышать количество кислорода, требуемое для биохимического окисления органических углеродсодержащих соединений. Начало нитрификации можно зафиксировать по минимуму на графике суточных приращений БПК за период инкубации. Нитрификация начинается приблизительно на 7-е сутки инкубации (см. рис. 9), поэтому при определении БПК за 10 и более суток необходимо вводить в пробу специальные вещества – ингибиторы, подавляющие жизнедеятельность нитрифицирующих бактерий, но не влияющие на обычную микрофлору (т.е. на бактерии – окислители органических соединений). В качестве ингибитора применяют тиомочевину (тиокарбамид), который вводят в пробу либо в разбавляющую воду в концентрации 0,5 мг/мл.

В то время как и природные, и хозяйственно-бытовые сточные воды содержат большое количество микроорганизмов, способных развиваться за счет содержащихся в воде органических веществ, многие виды промышленных сточных вод стерильны или содержат микроорганизмы, которые не способны к аэробной переработке органических веществ. Однако микробы можно адаптировать (приспособить) к присутствию различных соединений, в том числе токсичных. Поэтому при анализе таких сточных вод (для них характерно, как правило, повышенное содержание органических веществ) обычно применяют разбавление водой, насыщенной кислородом и содержащей добавки адаптированных микроорганизмов. При определении БПК_полн. промышленных сточных вод предварительная адаптация микрофлоры имеет решающее значение для получения правильных результатов анализа, т.к. в состав таких вод часто входят вещества, которые сильно замедляют процесс биохимического окисления, а иногда оказывают токсическое действие на бактериальную микрофлору.

Для исследования различных промышленных сточных вод, которые трудно подвергаются биохимическому окислению, используемый метод может применяться в варианте определения полного БПК (БПК_полн.).

Если в пробе очень много органических веществ, к ней добавляют разбавляющую воду. Для достижения максимальной точности анализа БПК анализируемая проба или смесь пробы с разбавляющей водой должна содержать такое количество кислорода, чтобы во время инкубационного периода произошло снижение его концентрации на 2 мг/л и более, причем остающаяся концентрация кислорода спустя 5 суток инкубации должна составлять не менее 3 мг/л. Если же содержание РК в воде недостаточно, то пробу воды предварительно аэрируют для насыщения кислородом воздуха**. Наиболее правильным (точным) считается результат такого определения, при котором израсходовано около 50% первоначально присутствующего в пробе кислорода.

В поверхностных водах величина БПК₅ колеблется в пределах от 0,5 до 5,0 мг/л; она подвержена сезонным и суточным изменениям, которые, в основном, зависят от изменения температуры и от физиологической и биохимической активности микроорганизмов. Весьма значительны изменения БПК₅ природных водоемов при загрязнении сточными водами.

Норматив на БПК_полн. не должен превышать: для водоемов хозяйственно-питьевого водопользования – 3 мг/л, для водоемов культурно-бытового водопользования – 6 мг/л. Соответственно можно оценить предельно-допустимые значения БПК₅ для тех же водоемов, равные примерно 2 мг/л и 4 мг/л.

Определение концентрации растворенного кислорода при анализе воды на БПК может выполняться различными методами. Наиболее распространен для определения РК при анализе БПК метод йодометрического титрования – метод Винклера (подробно описан в разделе «Растворенный кислород»).

Мешающее влияние на определение БПК оказывают процессы, происходящие в пробе в промежуток времени между отбором пробы и ее обработкой в лаборатории. Для исключения этого влияния начинать определение необходимо сразу же на месте отбора пробы. При этом следует соблюдать те же условия, что и при работе в лаборатории (хранение пробы в темноте, без доступа воздуха, при температуре 20°С).

Поскольку анализ на БПК связан с определением РК, мешающее влияние на результат анализа могут оказывать те же примеси, которые оказывают мешающее влияют на определение РК (взвешенные и окрашенные вещества, биологически активные взвешенные вещества, восстановители и окислители). Следует отметить, что мешающее влияние указанные компоненты оказывают, как правило, в концентрациях, встречающихся только в сточных и загрязненных поверхностных водах.

В полевом варианте предлагаемый метод определения БПК*** предусматривает определение БПК5 для относительно незагрязненных и обычно достаточно насыщенных кислородом природных поверхностных вод, поэтому аэрацию проб, добавление разбавляющей воды и введение ингибиторов нитрификации не проводится. Используемый метод применим для арбитражного анализа поверхностных и сточных вод при содержании органических веществ, соответствующем потреблению кислорода на их окисление до 6 мг/л. Однако при высоком содержании органических веществ в воде данный метод в предлагаемом, упрощенном, варианте не может дать точных результатов (весь РК расходуется еще до окончания 5-дневной инкубации), поэтому необходимо применять разбавление пробы незагрязненной аэрированной водой.

Альтернативным методом определения БПК может быть метод с электродным (потенциометрическим) измерением концентрации РК с помощью оксиметра. При этом следует иметь в виду все вышеизложенные особенности БПК как показателя качества воды, а также биохимические процессы, протекающие в пробе.

Оборудование и реактивы

Оборудование, реактивы и принадлежности для определения растворенного кислорода методом Винклера (см. раздел «Растворенный кислород»); кислородные калиброванные склянки для инкубирования проб; чашки Петри; термостат-инкубатор, обеспечивающий поддержание температуры (20±1)°С.

Проведение анализа

1. Отберите пробы воды в кислородные склянки (не менее 3 шт.) как описано в методе определения РК.
Примечание. Для получения представительной пробы отбор проб воды проводите, по возможности, на удалении от берегов, дна, водных растений и т.п., которые могут быть источниками выделений в воду органических веществ или/и микроорганизмов.

2. В первой склянке сразу же фиксируйте кислород и определите концентрацию РК.

3. Другие склянки – инкубационные (две или больше) поместите в темноте в инкубатор через водяной затвор из чашки Петри, как показано на рисунке (это воспрепятствует контакту воды в склянке с воздухом).
Примечание. Инкубации желательно подвергнуть несколько проб, т.к. в случае получения ошибочных результатов (об этом можно судить по сходимости анализов проб, см. главу 3) выполнить анализ повторно будет уже невозможно.

4. По истечении 5 суток инкубации в склянках определите концентрацию остаточного РК как среднее арифметическое результатов по каждой инкубационной склянке.

5. Рассчитайте значение БПК5 в мг/л по формуле:
БПК₅ = С₁ – С₂ ,
где: С₁ – концентрация РК в первоначальной пробе, мг/л;
С₂ – средняя концентрация РК по истечение периода инкубации, мг/л.

* Может определяться также БПК₁₀ (за 10 суток) и БПК_полн. (за 20 суток), при этом окисляется около 90 и 99% органических веществ соответственно.

** Для определения БПК необходимым фактором является не абсолютное количество РК в начале окисления, а достаточное его количество для окисления органических соединений. При этом после окисления остаточная концентрация РК в воде также должна иметь измеряемое значение.

*** Полевой вариант метода является адаптированным вариантом метода, приведенного в РД 52.24.420-95 и ИСО 5815.

Стоки, сбрасываемые в канализацию населённых пунктов, предприятий подлежат обеззараживанию, очистке, также происходит их самоочистка. Процедуры нужны для недопущения нанесения вреда экологии. До и после обработки нечистоты имеют различную степень органического насыщения, определяющуюся параметром ХПК сточных вод.

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.

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:

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.

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

Соотношение БПК и ХПК

Суть рассмотрения указанных параметров отличается принципом проходящих реакций. Различны пограничные значения биохимического, химического потребления О2.

Соотношение ХПК и БПК в сточной воде обусловлено характером, составом сточной жидкости. Разница между обозначенными параметрами увеличивается, если полнота биохимического окисления недостаточна. Такое соотношение свидетельствует о низком уровне пригодности нечистот для очистки биологическими методами.

Оценка разницы указанных коэффициентов способствует разработке, подбору действенных способов очистки сточной воды.

Чем опасны высокие уровни ХПК и БПК?

Нечистоты разного происхождения имеют различный состав и характеристики. Большой объём органических соединений, требует много реактива для окисления. Высокие показатели ХПК и БПК говорят о чрезмерном насыщении воды органикой.

Загрязнённая, недостаточно очищенная жидкость несёт вред окружающей среде по двум причинам:

1. Попадание вредных веществ в водоёмы. Существует риск отравления животных, их гибели. Накопление органических соединений в почве чревато попаданием заражённых растений в пищу.
2. Кислорода, используемого бактериями для окисления органики в естественной среде (вне лаборатории), не хватает для жизни живым организмам водоёма (рыбы, растения).

ХПК и БПК – критерий загрязнения

Как было указано выше, химическое потребление О2 и его биохимическое потребление — основные индексы уровня органических соединений в стоках.

ХПК представляет собой индекс суммарного насыщения нечистот органикой. Поскольку с его помощью оценивают уровень органических частиц, находящихся во всём объёме сточной жидкости.

Биохимическое потребление определяет количество окисляемых аэробами частиц в литре. Органикой насыщены все сточные воды, но её масса должна соответствовать тому, что окисляется естественным путём.

Стадии снижения ХПК и БПК в процессе очистки

Если параметры загрязнения воды превышают допустимые нормы, предприятия, сбрасывающие нечистоты, проводят их обработку. Для этого вводят в эксплуатацию очистные сооружения. Станции по обработке стоков бывают разного типа, принципа действия, размера.

Процесс очистки воды проходит три стадии по снижению коэффициентов потребления кислорода. Уменьшение значений происходит на всех этапах, но обусловлено характеристиками и происхождением. После каждой стадии, выполняют контрольный забор проб, используя прибор для измерения.

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.

Стадии очистки сточных вод и снижения показателей их загрязнённости

Сточные жидкости проходят через очистительные сооружения. Независимо от типа очистителя, чтобы достигнуть норматив БПК и ХПК сточных вод, обработка жидкости происходит в четыре этапа:

1. Фильтрация, отстаивание жировых плёнок и крупного мусора.
2. Проводится окисление, растворение органических веществ и примесей специальными препаратами с целью обеззараживания.
3. Химическими, физико-химическими методами (абсорбция, электродиализ, обратный осмос) удаляются соли металлов, мелкие примеси.
4. Выведение, обезвоживание шлама. Способ не снижает параметры загрязнения, но улучшает качество воды.

Если после обработки уровень загрязнения не снизился до параметров нормы, надо изменить технологию очистки или модернизировать оборудование.

Химическое потребление кислорода – информативный показатель степени загрязнения сточной воды. Несоответствие нечистот нормативам несёт серьёзный урон окружающей среде.

Информация

Добавить в ЗАКЛАДКИ

Поделиться:

БПК 5 Значение БПК используется для количественной характеристики присутствующих в воде биохимически разрушающихся загрязнений, разложение которых сопровождается изменением кис-. , лородного баланса водоемов. БПК.5 составляет согласно Терио для бытовых сточных вод около 70%. . от соответствующего значения ХПК, показывающего количество , кислорода, нужное для полного окисления всех органических за-. : грязнений.[ . ] Учитывая длительность выполнения анализов по БПК (5, 10, 20 суток), для оперативного контроля и управления режимом биохимической очистки вод рекомендуется в каждом отдельном случае в условиях установившегося режима поступления и состава вод иметь график, функционально устанавливающий взаимосвязь между ХПК и БПК. Время выполнения анализа по ХПК (экспресс-методика) около 20 мин. Это позволит вовремя вносить коррективы в технологический режим и сохранить жизнеспособность биоценозов. Способность сточных вод к биохимической очистке характеризуется биохимическим показателем, т.е. отношением БПКп /ХПК.[ . ] Количество органических веществ, выраженное в величинах БПК.5 в различных дисперсных фракциях городской сточной жидкости, показано в табл. 11.[ . ] Если на высоконагружаемый фильтр сточная жидкость подается с БПК 5 нач, а уходит после прохождения фильтра и вторичного отстойника с БПК5кои, при суточном слое нагрузки на биофильтр Л м (это все равно, что <? м;3/м2 сутки ), то Мй,(-=БПК5нач Л, а М Мвн-ЪПК5конХ ХЛ = Л(БПК5ка„-БПК5кок).[ . ] Для очистки сточных вод, содержащих органические соединения с БПК = 5-ч-Ю г/л, применяется анаэробный биохимический процесс в метантенках. Процесс наиболее полно протекает при 45—55°С без доступа воздуха (термофильное сбраживание). Часто метантенки используют для обработки осадков из первичных и вторичных отстойников, после чего осадки легко фильтруются, отделяются и обезвреживаются. В результате распада органических соединений образуются метан, углекислый газ, водород, азот, сероводород, которые сжигают с использованием теплоты отходящих газов для обогрева метантенков.[ . ] Количество взвешенных веществ, поступающих на фильтры, обычно составляет 10—12,5 мг/л при БПК 5,8—6,8 мг/л. Фильтрат содержит 1,3—2,9 мг/л взвешенных веществ, БПК при этом снижается до 2 мг/л. Таким образом, содержание взвешенных веществ при фильтровании снижается на 70—90%, а БПК на 65—75%.[ . ] Подробного рассмотрения требует биохимическая потребность сточных вод в кислороде БПК.5. Это объясняется не только тем; что БПК5 сточных вод является одним из показателей, который непосредственно используется для расчетов по спуску сточных вод в водоемы, но и трудностью правильного определения этого показателя. Определение БПКб сточной жидкости сопряжено с большими ошибками, которые чаще всего объясняются специфичностью производственных сточных вод, содержащих наряду с органическими веществами, легко окисляющимися биохимически (т. е. при участии микрофлоры воды), также бактерицидные вещества, которые в малых концентрациях могут тормозить процесс биохимического окисления органических веществ сточных вод. Так, органические ¡кислоты (муравьиная, уксусная, молочная и др.), гликоли, ацетон, метанол и др. окисляются в воде, повышая величину биохимического потребления кислорода БПК5, а соединения меди, никеля, кадмия, цинка, кобальта и другие ингредиенты производственных сточных вод уже в малых концентрациях способны тормозить биохимическое потребление кислорода.[ . ] Рассмотрим пример, помещенный на яомопрамме в виде пунктирных линий. При пятисуточной БПК— 5 = 56,24 мг/л и константе скорости ¡потребления кислорода /0=0,04 ¡полная БПК будет равна 153 мг/л.[ . ] Иногда для количественной оценки органических веществ подземных вод используется метод БПК-5 (биохимического потребления кислорода после 5-суточного хранения пробы воды). При этом окисление органических веществ происходит под действием микроорганизмов. Значения ХПК и БПК-5 могут быть близкими в случае, если в воде присутствуют биохимически легко окисляющиеся органические вещества (при этом ХПК = = 1,4 БПК).[ . ] Содержание органических веществ в воде и сточных водах можно определить косвенным методом по показателям БПК.5, БПКполн, а также ХПК. Значения этих показателей учитываются при расчете нагрузки на сооружения биологической очистки сточных вод, выборе конструкции биоокислителей и проверке правильности анализа сточных вод [41, 66]. По разнице между ХПК и БПКполн определяют в сточных водах и воде содержание трудноокисляемых органических веществ и рассчитывают необходимую конструкцию сооружений с более интенсивной биологической очисткой. Описан метод непрерывного автоматического определения органических веществ в воде и сточных водах; одновременно определялись также БПКэ и ХПК сточных вод [108, 115].[ . ] Расплывающиеся на воздухе кристаллы с запахом аммиака; М 105,14; т. пл. 28 °С; т. кип. 268 °С; хорошо растворим в воде; БПК.5 0,1; ХПК 1,06.[ . ] В состав очистных сооружгний поселка Лоза Загорского района входят два высоконагружаемых биофильтра диаметром 15 м, высотой 3,5 м, загруженных щебнем крупностью 40—60 мм. Сточная вода распределяется в биофильтре с помощью реактивного оросителя. Воздух подается двумя вентиляторами ЭВР-4. Гидравлическая нагрузка составляет около 10 м3/(м2-сутки), количество подаваемого воздуха — 12 м3 на 1 м3 воды. На очистные сооружения поступают производственные сточные воды в количестве 1000 м3/сутки и бытовые сточные воды жилого поселка в количестве 500 м3/сутки. БПК.5 поступающих сточных вод составляет примерно 80—130 мг/л, а БПК5 очищенных сточных вод — 4— 16 мг/л.[ . ] Работа преаэраторов оценивается в комплексе с первичными отстойниками по степени задержания взвешенных веществ и снижению БПК.5. Эффект работы преаэраторов зависит от концентрации сточной воды, количества подаваемого активного ила и конструкции первичного отстойника. Эффект от преаэрации повышается с увеличением концентрации сточных вод.[ . ] Сточные воды заводов безалкогольных напитков характеризуются нейтральной активной реакцией (pH =7), они содержат 200 мг/л взвешенных веществ; БПК.5 этих стоков составляет 400 мг/л.[ . ] По оси абсцисс отложены пятисуточные БПК ( 5). лежащие в пределах 1—1200 мг/л. По линии ординат отложены пол ные БПКо от 2,5 до 2000 мг/л. Прямыми, имеющими подъема слева направо, ¡показаны константы скорости ¡потребления кисло рода в пределах от 0,01 до 0,4.[ . ] Пусть известно, что промежуток времени между протеканием воды от пункта А до ¡пункта Б равен ¿=14,1 суток, константа скорости (потребления кислорода К1 =0,04 и начальная БПК в точке А равна 5,0 мг/л. Восстанавливаем в точке ¿=14,1 перпендикуляр до встречи с кривой, для которой АТ, =0,04. Из точки пересечения этих двух линий ¡проводим горизонталь до встречи с наклонной, для которой БПК=5,0 мг/л. Из точки пересечения этих двух линий опускаем перпендикуляр на верхнюю горизонталь, которая даст БПК=1,33 мгЦл.[ . ] Перегрузка первичных отстойников и сокращение времени отстаивания до 1 ч приводит к тому, что в отстойнике задерживается всего 25—30% взвешенных веществ и около 10—15% БПК.5. Следовательно, основная доля по .переработке загрязнений падает на аэротенки, нагрузка ¡на активный ил увеличивается до 460— 500 мг/г ила. Такой активный ил обычно вспухает, особенно в летний период, иловой индекс повышается до 200—300 мл/г. В условиях повышения илового индекса приходится снижать дозу ила в аэротенках, так как не справляются с работой вторичные отстойники, снижение дозы ила увеличивает и без того высокую нагрузку на ил. Приходится увеличивать расход воздуха (до 80— 100 м3 на кг БПКб). Одновременно увеличивается прирост активного ила (он достигает 15—20 т на 100 тыс. м3 сточных вод), что приводит к нарушению работы илоуплотнителей и всей цепочки сооружений по обработке осадка.[ . ] Кроме основных элементов состава клетки (С, N. О, Н) для ее построения необходимы в незначительном количестве и другие компоненты. Так, потребность клетки в марганце составляет 10-10-5 мг на 1 мг снятой БПК.5, меди— 14,6 -10—5, цинке— 16-10-5, молибдене — 43-10 5, селене — 14-10 10, магнии — 30-Ю-4, кобальте — 13-10 5, кальции 62-10-4, натрии — 5-10-5, калии — 45-10— , железе —12-10-3, карбонат-ионе — 27-. 10-4. Содержание указанных элементов в природных водах, из которых затем образуются сточные, обычно достаточно, чтобы полностью удовлетворить требованиям бактериального метаболизма. Часто не хватает азота и фосфора и их добавляют искусственно в виде суперфосфата, ортофосфорной кислоты, аммофоса, сульфата, нитрата или хлорида аммония, мочевины и т. п.[ . ] Мей (May, 1954) в статье «Очистка сточных вод нефтеперерабатывающих заводов на опытных биофильтрах» пишет, что очистке подвергались сточные воды, содержащие 42—8Ш мг/л нефтепродуктов с БПК 50—650 мг/л при отсутствии сульфидов. Установка включала коагуляторы, первичные отстойники, биофильтры, вторичные отстойники. В качестве коагулянта использовался сернокислый алюминий (35—40 мг/л) и активированная Si02 (5—6 мг/л). В результате коагуляции БПК снижалось на 33%, содержание нефтепродуктов —■ на 9—86%. Нагрузка на биофильтры по БПК.5 менялась от 148 до 444 г в сутки на 1 м3 загрузки биофильтров. В результате фильтрования БПК5 снижалось до 15— 20 мг/л. После биофильтров рекомендуется сточные воды накоплять в прудах в течение 60 суток, а перед выпуском в водоем пропускать их через микропроцеживатели.[ . ] Подсчитать, как изменится нагрузка Н на ил, если изменить процент регенерации с 25 на 50% при продолжительности аэрации £ = 6,8 ч, дозе ила в собственно аэротенке ал= 1,4 г/л, в регенераторе яр = 5,6 г/л, зольности ила 3.1 = 28%- БПК.5 воды, поступающей в аэротенк, равна 120 мг/л.[ . ] Реагенты (сернокислый алюминий и известь) дозируются в сточную воду перед аэрируемыми песколовками в количестве, обеспечивающем снижение концентрации фосфора при отстаивании до 1—2 мг/л. Одновременно в процессе отстаивания снижается БПК.5 на 60—65 % и концентрация взвешенных веществ на 80—90 %. При такой высокой степени извлечения загрязнений на стадии механической очистки продолжительность аэрации может быть значительно сокращена.[ . ] Опыты по очистке сточных вод предприятий вискозного штапеля хлорированным сернокислым железом производил Моттл [8; 9]. Результаты опытов показали, что по сравнению с обычным отстаиванием пр.и использовании этого способа очистки окисляемость снижается на 31,7%, а БПК.5 — на 39,9%. Оптимальная доза реагента— 100—400 мг/л pH — 6,65—11,8; продолжительность отстаивания — 2 часа.[ . ] Существенным источником жировых отходов служат мясокомбинаты. Их сточные воды по степени загрязнения в 2-10 раз превышают коммунальные и содержат большое количество белков, жиров, протеинов, спиртов, жирных кислот, что предопределяет значительные величины ХПК и БПК. Так, например, Московский мясокомбинат имеет стоки следующего состава, мг/л: жиры до 2300, белки до 2000, взвешенные вещества до 3000, БПК.5 до 1500, ХПК до 8800 (по кислороду).[ . ] В настоящее время за рубежом находят все более широкое распространение предельно допустимые концентрации вредных химических веществ в воде водоемов и другие стандарты качества воды. В Англии установлены следующие контрольные показатели для качества воды источников бытового водопользования: БПК.5 меньше 4 мг/л, ХПК менее 25 мг/л. Для источников рыбохозяйственного значения эти показатели выше: БПКб от 10 до 4 мг/л, ХПК от 40 до 25 мг/л. В Англии установлены так называемые рабочие нормативы для сточных вод на основе расчетов, обеспечивающих требуемое качество воды в водоеме (1951).[ . ] Дефицчт воды во многих районах стимулирует применение очищенных городских сточных вод для водоснабжения промышленных предприятий. Для доведения качества очищенных сточных вод до нормы, требуемой при использовании их в промышленном водоснабжении, необходимо производить их доочистку на фильтрах и обеззараживание. Рекомендуется применение скорых песчаных фильтров, позволяющих снизить содержание взвешенных веществ и БПК.5 до 5 мг/л, а также хлорирование (дозы хлора 5—10 мг/л). Доочищенные сточные воды не должны вызывать повышенного биологического обрастания [76]. Опыт использования очищенных городских сточных вод для водоснабжения промышленных предприятий подтверждает перспективность этогб мероприятия.[ . ] Качество применяемых коагулянтов, т. е. содержание активных веществ в хлорном железе и гашеной извести, определяют не реже раза в неделю и в каждой новой порции перед ее использованием. Степень коагуляции осадка проверяют не реже раза в неделю, обязательно при использовании новой партии коагулянтов и при пуске сооружений в работу после остановки. Не реже раза в декаду анализируют фильтрат (пробы среднесуточные), определяют pH, взвешенные вещества, БПК.5 и плотный остаток.[ . ] На кафедре канализации МИИГС (С. В. Яковлевым) вместе с сотрудниками Щукинской очистной станции (П. И. Галаниным и А. Н. Дубовой) исследовалась работа биокоагулятора, в который подавалась’биопленка из вторичных отстойников после биофильтров.[ . ] В водохранилищах водораздельного бьефа, вследствие отстойного эффекта, в среднем на 10% снижается цветность вода; большинство же показателей качества воды сохраняется на том же уровне, что и в Иваньковском водохранилище. Ниже плотины, на участке длиной 80 км, канал не принимает сточных вод. Водотоки, пересекающие трассу канала, пропущены под ним дюкерами или отведены в другие бассейны. Далее на участке длиной 20 км расположены водохранилища водораздельного бьефа — Икшинское и Песшвское, которые имеют небольшие водосборы и пренебрежимо малые источники загрязнений. Качество воды в этих водохранилищах определяется качеством исходной воды Иваньковского водохранилища и внутриводными процессами. Пяловское и Клязьминское водохранилища имеют относительно большие водосборы и получают большие объемы загрязнений. Особое место занимает Учинское водохранилище, имеющее наименьшую водосборную площадь и наибольший объем при большой глубине. По данным Союзгипроводхоза [3] вода по каналу до Пестова (90 км) проходит в течение 4 сут, по Пестовскому и Икшинскому водохранилищам 10 сут. Коэффициенты самоочищения при температуре воды 19°С характеризуются так: БПК-5 — 0,0072; нефтепродукты — 0,0044; цветность — 0,014.[ . ]