Концентрация взвешенных веществ в бытовых сточных водах в зависимости от нормы водоотведения

 

 

Характеристика загрязнения	Норма водоотведения на одного чел, даг/сут
	125	150	175	200	225	250	275	300	400
Концентрация взвешенных ве­ществ, мг/дм3	560	433	372	325	290	260	236	216	162
БПК20, мг/дм3	320	266	228	200	176	160	145	133	100

В городских неочищенных сточных водах содержание взвешенных веществ состав-

2.2.1. Примеси в твердом и коллоидном состоянии

153

 

аавшшт

ляет от 80 до 500 мг/дм³ (зольность взвеси 25-35 %), а в производственных и павод­ковых речных водах может быть до нескольких граммов в литре. В очищенных водах содержание взвешенных веществ сильно зависит от проектных параметров, особен­ностей эксплуатации сооружений, и составляет от 5 до 40 и более мг/дм³.

Для определения эффективности первичного отстаивания, кроме оседающих ве­ществ, анализируют соотношение концентрации взвешенных веществ и БПК (орга­ническая составляющая взвешенных веществ) в поступающих на очистку и очищен­ных сточных водах. Если отношение взвешенных веществ к БПК составляет 1: 1 (в бытовых неочищенных водах обычно 1, 8: 1, 0, см. табл. 2.9), то механическая очистка будет эффективно удалять загрязняющие вещества. Если БПК превышает содержание взвешенных веществ, то основная нагрузка по удалению загрязняющих веществ бу­дет приходиться на аэротенки.

В течение суток содержание взвешенных веществ в сточных водах поступающих на очистку колеблется значительно, но в очищенных эти колебания сглаживаются (если нет причин выноса активного ила из вторичных отстойников).

Чтобы оценить преобладающий вид загрязняющих веществ (минеральные или органические), определяются потери при прокаливании из высушенной твердой фазы взвешенных веществ. При температуре 500-600 °С из твердой фазы взвешенных ве­ществ выгорают и улетучиваются углерод, водород, азот, сера и другие органические и некоторые неорганические примеси. Эти потери выражают в мг/дм³ — абсолютное количество улетучившихся примесей. Если потери при прокаливании большие и со­ставляют более 50 % от содержания взвешенных веществ, то это значит, что загряз­нения в городских сточных водах представлены, в основном, в органической форме, если они составляют 30 % и менее, то, в основном — в минеральной. Особенно важ­но оценивать потери при прокаливании при контроле качества слабо концентриро­ванных сточных вод, поскольку, если загрязнение в таких водах в основном будет представлено в минеральном виде, то питательных веществ для активного ила будет явно недостаточно.

Зольность — это отношение массы остатка после прокаливания к массе первона­чально взятого твердого образца, выраженное в процентах. Если сточные воды содер­жат много минеральных веществ и мало органических (например, сточные воды це­ментных предприятий, заводов строительных конструкций), потери при прокалива­нии взвешенных веществ в таких водах будут низкие, а зольность высокая.

Сравнение содержания взвешенных веществ и ХПК в очищаемых водах позволя­ет судить о том, в каком виде представлено основное загрязнение (растворенном, не-растворенном). В городских сточных водах количество взвешенных веществ в норме составляет более 60 % от ХПК, при уменьшении этого процента мы можем говорить о возрастании доли загрязняющих веществ, присутствующих в растворенном виде.

2.2.1.4. Сухой и плотный остатки. Общее содержание примесей в воде характе­ризуется сухим остатком, т.е. суммой всех примесей воды, определяемых выпарива­нием, высушиванием и взвешиванием пробы. Сухой остаток — это количество при­месей в натуральной пробе (взвешенные, коллоидные и растворенные вещества) с удаленными газами, летучими компонентами и веществами, разлагающимися с обра­зованием легколетучих компонентов.

154

Контролируемые гидрохимические показатели качества сточных вод

Глава 2

 

Грубую оценку сухого остатка можно получить, если суммировать взвешенные и растворенные вещества в пробе сточных вод. Сухой остаток — это очень важный, сильно изменяющийся, контрольный показатель работы всех звеньев биологической очистки, назначение которых последовательно удалять взвешенные и коллоидные вещества.

Плотный остаток (или растворенные вещества, или сухой остаток в фильтрате) — это количество примесей в отфильтрованной пробе (после задержания фильтром взве­шенных веществ), т.е. содержание растворенных минеральных и органических приме­сей (нелетучих с паром). Как и хлориды, плотный остаток практически не меняется по ходу очистки. В воде, поступающей на очистку на городские очистные сооружения, плотный остаток составляет не более 750 мг/дм³ и уменьшается на 10-15 единиц в очищенной воде. Разница между сухим и плотным остатком обычно равна содержа­нию взвешенных веществ в пробе (табл. 2.10).

Таблица 2.10

Содержание примесей в сточных водах городских сооружений г. Нижнего Новгорода

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Место отбора проб	Дата 1998 г.	Общее содержание примесей (сухой остаток), мг/дм	Взвешенные вещества, мг/дм	Плотный остаток (сухой оста­ток в фильтрате) или раство­ренные вещества, мг/дм
Вода, посту­пающая  на очистку после решеток	01.10	856, 0	240, 0	610.0
	12.10	780, 0	214, 0	583, 0
	24.10	920, 0	290, 0	651, 0
	03.11	850, 0	222, 0	628, 0
	14.1 1	990, 0	287, 0	639.0
Очищенная вода (после вторичных отстойников)	01.10	615, 0	10.1	601, 0
	12.10	617, 0	12, 5	600, 0
	24.10	612, 0	11, 0	675, 0
	03.11	690, 0	14.0	641, 0
	14.11	700, 0	10.0	680, 0

Поскольку содержание плотного остатка выше 10 г/дм³ губительно влияет на клет­ки бактерий и простейших, то данное значение является критической величиной его содержания в сточных водах, сбрасываемых в системы канализации.

Для природных и питьевых вод значения сухого и плотного остатка очень близки, поскольку сухой остаток очень мал, т.е. содержание взвешенных и коллоидных ве­ществ в этих водах минимально, а плотный остаток велик, так как минеральные ве­щества, в основном, представлены в растворенной форме. Поэтому смешение поня­тий сухого и плотного остатка при характеристике питьевых и природных вод про­исходит часто и не так значимо как при характеристике сточных вод.

Абсолютно недопустимо при характеристике загрязненных сточных вод путать по­нятия сухого и плотного остатка, так как их значения сильно разнятся, а сухой оста­ток значительно изменяется по ходу очистки.

2.2.2. Примеси в растворенном состоянии. Общее солесодержание — это суммиро-

2.2.2. Примеси в растворенном состоянии

155

ванные концентрации солей и растворенных в воде минеральных веществ. В пресной незагрязненной воде общее солесодержание не превышает 1 г/дм³.

Различают две группы минеральных солей (табл. 2.11) из которых основу мине­рального состава составляют соли первой группы (Муравьев, 1998), соли второй груп­пы вносят незначительный вклад в общее солесодержание, но более важны при оцен­ке качества сточных вод, так как определяют их загрязнение неорганическими раство­ренными веществами.

Таблица 2.11 Основные компоненты минерального состава воды

 

Компонент минерального соста-	ПДК для поверхностных вод	ПДК для рыбохозяйственных
ва воды	СанПиН 2.1.5.980-00. мг/дм3	водных объектов, мг/дм3
ГРУППА 1
Катионы:
Кальций (Са2+ )	200	180
Натрий (Na+)	200	120
Магний (Mg2+)	100	40
Анионы:
Гидрокарбонат (HCOj )	1000	_ 1)
Сульфат (SO2~)	500	100
Хлорид (СГ)	350	300
Карбонат (СО2" )	100	2)
ГРУППА 2
Катионы:
Аммоний ( NHJ)	2, 5	0, 5
Тяжелые металлы (сумма)	0, 001 ммоль/дм3	_3)
Железо общее (сумма	0, 3	0, 1
Fe2+nFe3+)
Анионы:
Нитрат (NO3 )	45	40, 0 0, 05 Голиготрофные
Полифосфат, ортофосфат ( РО^" )	3.5	0, 15-< мезотрофные
		0, 2 [^эвтрофные водоемы
Нитрит (NOj )	0, 1	0, 08 г-

'> • ²⁾ Нормируется по минерализации согласно таксации рыбохозяйственных водоемов. ³⁾ Нормируются расчетом предельно допустимого сброса с учетом ПДК.

Для характеристики сточных вод такие важные, применительно к питьевым и при­родным водам показатели, как ионный состав, содержание соединений марганца, маг­ния, кальция, натрия, сульфатов и хлоридов имеют существенное практическое зна­чение только при наличии специфического промышленного загрязнения. Солевой состав сточных вод городских очистных сооружений с учетом компонентов первой группы индивидуален и, как правило, укладывается в требуемые нормы для сброса сточных вод в водоемы.

2.2.2.1. Сульфаты и хлориды. Естественное содержание сульфатов в поверхнос­тных водах обусловлено выветриванием пород. В водопроводной воде содержание

156

Контролируемые гидрохимические показатели качества сточных вод

Глава 2

 

сульфатов не должно превышать 500 мг/дм³ (СанПиН 2.1.4.1074-01). Но обычно в питьевой воде сульфатов содержится 100-150 мг/дм³. В бытовых водах, поступаю­щих на очистку, сульфатов столько же, сколько их было в питьевой, а в производ­ственных сточных водах их содержание может достигать нескольких граммов в лит­ре. В аэробных условиях аэротенков сульфаты не меняются, а в анаэробных восста­навливаются до сульфидов, что иногда наблюдается в сточных водах, подверженных застою и гниению.

Содержание хлоридов в природных водах имеет большой диапазон колебаний. В антропогенно незагрязненных реках их обычно не более 10 мг/дм³. В питьевой воде по санитарным нормам содержание хлоридов не должно быть более 350 мг/дм³.

Порог по хлоридам для благополучия бактериальных клеток определен в 5000-20000 мг/дм³. В городских сточных водах содержание хлоридов обычно 150— 300 мг/дм³. В сточных водах рыбообрабатывающих заводов содержание хлоридов со­ставляет от 700 до 3500 мг/дм³ при соблюдении технологии обработки продукции. Хлориды при характеристике сточных вод используются как показатели правильно­сти отбора среднесуточной пробы и выполнения анализов, поскольку их содержание практически не меняется по ходу биологической очистки. Для сульфатов это прави­ло сохраняется только в том случае, если в зоне биологической очистки преобладают аэробные процессы и сточные воды не загрязнены промышленными сбросами серо­содержащих веществ.

2.2.2.2. Жесткость. Суммарное содержание катионов кальция и магния, выражен­ное в мг-экв/дм³, характеризует общую жесткость воды. Катионы стронция, бария и марганца также влияют на жесткость воды, однако их содержание в воде, как прави­ло, очень незначительно. Обычно жесткость сточных вод городских очистных соору­жений соответствует жесткости питьевой воды населенных пунктов, т.е. жесткости природных вод, забираемых из водоемов или подземных источников на бытовые нужды и промышленное использование.

При эксплуатации сооружений биологической очистки очень важно знать значе­ние жесткости очищаемых сточных вод, поскольку она существенно влияет на био­химическое окисление загрязняющих веществ и проявление токсичности различных поллютантов неорганической природы, присутствующих в сточных водах, а следова­тельно, на состояние ила и его биохимическую активность.

Единица измерения жесткости — мг-экв/дм³, 1 мг-экв/дм³ соответствует массовой концентрации ионов кальция 20, 04 мг/дм³ (или 12, 153 мг/дм³ по Mg, — магниевая же­сткость характерна для морских вод). Обычно жесткость сточных вод по СаСО₃ со­ставляет от 12 до 500 мг/дм³ и более.

Воды по жесткости подразделяются на несколько категорий (Всемирная организа­ция здравоохранения, 1987):

мягкая — 0-3, 0 мг-экв/дм³ (до 60, 1 мг/дм³ СаСО₃),

средняя - 3, 0-6, 0 мг-экв/дм³ (от 60, 1 до 120, 2 мг/дм³ СаСО₃),

жесткая — 6, 0-9, 0 мг-экв/дм³ (от 120, 2 до 180, 4 мг/дм³ СаСО₃),

очень жесткая — свыше 9, 0 мг-экв/дм³ (свыше 180, 4 мг/дм³ СаСО₃).

Кроме того, жесткость воды подразделяется на временную и постоянную. Карбо­натная или временная (устранимая) жесткость зависит от присутствия в воде

Е

IV

Т н

т и

ч с

б

2.2.2. Примеси в растворенном состоянии

157

бикарбонатов кальция [Са(НСОз)₂] и магния [Mg(HCO₃)2]; эти соли при нагревании воды до температуры более 60 °С распадаются, превращаясь в почти нерастворимый углекислый кальций и мало растворимый углекислый магний, выпадающие в осадок, а выделяющаяся при этом углекислота улетучивается:

СаНСОз -» CaCO₃J, + Н₂О + СО₂Т-

Некарбонатная или постоянная жесткость зависит от присутствия в воде серно­кислых или хлористых солей кальция и магния (CaSO₄, MgSO₄, CaCl₂, MgCl₂).

Суммарное содержание всех солей кальция и магния называется общей жесткос­тью. В водопроводной воде жесткость общая не должна превышать 7, 0, а в исключи­тельных случаях 10, 0 мг-экв/дм³ (СанПиН 2.1.4.1074-01). Карбонатная жесткость обычно составляет до 70 % общей жесткости.

В график лабораторного аналитического контроля состава сточных вод определе­ние жесткости не включается, так как она практически не изменяется в процессе их биологической очистки. Как уже отмечалось, от жесткости сточных вод зависит сте­пень воздействия токсических веществ неорганической природы на активный ил.

Уже давно установлено, что токсическое действие многих солей щелочных, щелоч­ноземельных и тяжелых металлов снижается в жесткой морской воде Qones, 1939). В табл. 2.12 приведены данные, полученные разными исследователями (цитируется с со­кращениями по Пагенкопф, 1993) по влиянию меди на радужную форель в воде раз­ной жесткости. Как видно из таблицы, концентрация меди, вызывающая 100 % гибель рыб, сильно варьирует в зависимости от изменения жесткости воды.

Таблица 2.12

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: