Распределение загрязняющих веществ по физическому состоянию в поступающих на очистку и очищенных сточных водах

 

 

 

 

 

 

Сооружения биоло-	Вещества
гической очистки	оседающие	коллоидные	растворимые
	Сточные воды г.	1ижнсго Новгорода
поступающие очищенные	75 мг/дм3 55 % 10 мг/дм30 71 %	25 мг/дм3	35 мг/дм3
		19% 1.42 мг/дм3 10, 2 %	26% 2.5 мг/дм3 17.8 %
Хозяйственно-бытовые сточные воды (поселковые очистные сооружения)
поступающие	87.89 мг/дм3 47% 12 мг/дм3	31.79 мг/дм3	67.32 мг/дм3 36% 1 мг/дм3
		17% 6 мг/дм3
очищенные	63, 1 %	31, 6%	5, 3 %

'' В числителе — количественное, в знаменателе — процентное содержание веществ.

2.3.2.1. Ошибки отбора проб. При отборе проб на БПК следует учесть обязатель­ное использование специальных пробоотборников в виде закрепленной на шесте бу­тыли с открывающейся пробкой на определенной глубине с помощью привязанной к ней веревки.

Только при использовании пробоотборника, приспособленного для отбора пробы на определенной глубине, можно избежать ошибок за счет попадания в пробу кисло­рода воздуха при зачерпывании с поверхности.

Такой пробоотборник рекомендуется использовать при отборе проб на растворен­ный кислород и БПК в стандартных методах измерения практически во всех странах. Однако нельзя отрицать, что при его заполнении под водой, отбираемая проба также может насыщаться кислородом воздуха, вытесняемого из бутыли из-за возникающе­го эффекта водопада. Поэтому для исключения ошибок в результатах анализа при выполнении параллельного отбора проб необходимо использовать пробоотборники одинакового типа и объема.

На результат БПК значительно влияет температура отбираемой воды, поэтому тре­буется обязательно измерять температуру воды при отборе проб, отмечать ее в про­токоле анализа и учитывать этот фактор при получении сомнительных результатов,

2.3.2. Методы определения БПК

179

так как очень холодная вода может быть пересыщена кислородом. При неправильной подготовке такой воды к измерению БПК результаты могут быть существенно зани­жены. В природном водоеме в летний период предпочтительно выбирать наиболее холодное время для отбора проб (до 12 часов дня).

На очистных сооружениях при резком, внезапном подъеме температуры сточных вод анализ на БПК в них лучше не выполнять, так как полученные результаты будут весьма сомнительны. Следует максимально сокращать время между отбором проб на БПК до начала анализа, так как проба не консервируется, а процессы окисления орга­нических веществ в отобранной воде осуществляются непрерывно.

2.3.2.2. Ошибки при приготовлении разбавляющей воды. При использовании ме­тода разбавления наиболее распространенными ошибками анализа являются ошибки из-за неправильного приготовления разбавляющей воды и выполнения разбавлений исследуемых вод на БПК. Разбавляющая вода — это среда, обеспечивающая нормаль­ные физико-химические условия, необходимые для жизнедеятельности микроорга­низмов, окисляющих органические вещества и потребляющих при этом кислород в процессе инкубации кислородных склянок. Для приготовления разбавляющей воды свежеперегнанную накануне анализа дистиллированную воду можно предваритель­но выдержать в термостате для наиболее быстрого достижения в ней температуры 20 °С. Обязательно измерить рН разбавляющей воды и установить в ней необходимый оптимум для жизнедеятельности бактерий. В процессе инкубации в результате обра­зования продуктов метаболизма (в основном углекислого газа), рН может изменять­ся и подавлять активность микроорганизмов. Для удержания рН в необходимом ди­апазоне в разбавляющую воду добавляется буферный раствор. Фосфатный буфер до­полнительно служит минеральным фоном для микроорганизмов. Зачастую фосфат­ный буфер понимают как питательные вещества для микроорганизмов, поэтому при контроле сточных вод его не готовят, полагая, что в сточных водах присутствуют все необходимые элементы питания, однако именно при контроле сточных вод опас­ность снижения рН за счет выделения метаболитов бактериями наибольшая.

Оптимум рН разбавляющей находится в диапазоне 7, 0-8, 0, поскольку дистиллиро­ванная вода, использующаяся для приготовления разбавляющей, как правило, слегка подкислена, необходимы добавки в разбавляющую воду пищевой соды, которая пред­варительно перед взвешиванием выдерживается в сушильном шкафу при 105 °С не менее двух часов, чтобы ее повышенная гигроскопичность не повлияла на получение точной навески. Контроль рН разбавляющей обязателен, так как при отклонении рН от оптимума потребление кислорода сокращается из-за угнетения бактерий, а причи­ну заниженных получаемых результатов трудно объяснить, если нет результатов всех необходимых измерений.

Для нормальной жизнедеятельности микроорганизмам необходимы металлы — К, Na, Ca, Mg, Fe, Mn, Co и Си. Магний, кальций и железо требуется в относительно боль­ших количествах, поэтому в виде катионов неорганических солей (сульфат магния, хлорид железа, хлорид кальция) они добавляются в разбавляющую воду. В остальных металлах потребности очень незначительны, поэтому их называют микроэлементами и в разбавляющую воду не добавляют.

Содержание растворенного кислорода в воде меняется в зависимости от

180

Контролируемые гидрохимические показатели качества сточных вод

Глава 2

температуры (см. табл. 2.4). Сверхнасыщение воды кислородом в склянках после раз­бавления и разлива может происходить в тех случаях, когда используется для разбав­ления холодная сточная вода, взятая из холодильника, без доведения ее до комнатной температуры. Если исследуемая проба воды перенасыщена растворенным кислоро­дом — это сопровождается появлением пузырьков воздуха на стенках склянки. При измерении в первый день этот кислород не регистрируется; после инкубации такой склянки в ней может быть обнаружено или отсутствие потребления кислорода или даже увеличение его содержания, по сравнению с первоначальным (до инкубации), так как в процессе инкубации пузырьки воздуха растворились в воде и содержание в ней растворенного кислорода увеличилось. По этой причине результат БПК будет зани­жен.

Известно, что температура воды влияет на ее объем (табл. 2.23). Насколько вели­ко это влияние на результаты измерений БПК можно продемонстрировать расчета-

I 1000 см³ I

Таблица 2.23

Приведение объемов воды и растворов нормальностью 0, 1 и менее к объемам при температуре 20 " С

 

«, °с	AV, см3	t, °С	AV, см3	/, °С	AV, см3	/, °С	ДК, см3
5	1, 36	12	1, 08	19	0, 17	26	-1, 26
6	1, 36	13	0, 99	20	0, 00	27	-1, 51
7	1, 35	14	0, 88	21	-0, 19	28	-1, 76
8	1, 32	15	0, 76	22	-0, 38	29	-2, 03
9	1, 28	16	0, 63	23	-0, 59	30	-2, 30
10	1, 22	17	0, 49	24	-0, 80
11	1.16	18	0, 34	25	-1, 03

Пример. При температуре, равной 15 °С, объем раствора (Fist) составляет 1, 5 дм³. Необходимо привести объем раствора к температуре 20 °С.

Определим по табл. 2.23 изменение объема AV, соответствующее температуре 15 " С. Оно составляет 0, 76 см³.

Найдем V₂o -с по формуле:

^д^ 1 i с 4л 0, 76см³ ^, _СА.. о
■ -——=■ =1, 5 дм³ 1+тт^—5- = 1, 5011дм³.
1000 см³ J        ^ 1000 см³ J

Исходя из полученного результата, можно заключить, что влияние температуры на изменение объема воды незначительно, но при определении БПК этот фактор нельзя игнорировать полностью, хотя как видно из приведенного примера и табл. 2.4, основ­ное влияние температуры на результат БПК происходит за счет изменения раствори­мости кислорода.

Содержание в разбавляющей воде растворенного кислорода ограничено в методи­ке выполнения измерений БПК диапазоном 8, 0-9, 0 мг/дм³. При содержании кисло­рода ниже 8, 0 мг/дм³, его не хватит на обеспечение дыхательной деятельности бакте­рий. Предельное содержание растворенного кислорода при температуре 20 °С состав­ляет 9, 09 мг/дм³, при избыточном аэрировании разбавляющей воды произойдет ее

2.3.2. Методы определения БПК

181

пересыщение кислородом. По этим причинам окончательный результат БПК будет занижен в одном и другом случае. Следовательно, аэрировать разбавляющую воду сле­дует в течение определенного, а не произвольного периода времени, а контроль и под­держание в ней оптимального содержания растворенного кислорода обязателен.

2.3.2.3. Ошибки при расчетах и в процедуре приготовления разбавлений. Если необходимые разбавления пробы исследуемых вод на БПК неправильно рассчитаны, то в процедуре измерений не удастся «попасть» на правильный результат. Очень важ­но верно рассчитать первое наибольшее разбавление. В методике ПНД Ф 14.1: 2: 3: 4.123-97 предлагается расчет необходимого разбавления выполнять по по­лученному результату ХПК. При этом условно принимается, что БПК составляет 50 % от ХПК. Однако такое соотношение между ХПК и БПК выполняется не для всех сточных или природных вод. Более правильно расчет необходимого максимального (первого) разбавления выполнять с учетом уже имеющихся результатов ХПК и БПК_ПОлн (или БПК₅), полученных в предыдущих исследованиях данных вод.

Пример. Измеренный результат ХПК в поступающих на очистку сточных водах 340 мг/дм³. Рас­четное разбавление для определения БПК в этих водах вычисляется по формуле:

D й                    ^ХПК

Разбавление =-----------------,

К-4(или5)

где ХПК — значение ХПК экспериментально измеренное в исследуемой воде; К — наименьший коэффи-

ХПК

циент соотношения ----------  полученный по результатам выполненных измерении в лаборатории в пре-

БПК

дыдущих исследованиях данных вод; 4 (или 5) — оптимальное остаточное количество кислорода в склянке после инкубации, мг/дм³.

Результаты выполненных измерений ХПК и БПК за последний квартал по данным рабочего журна­ла составляли:

ХПК 310.,, 280.„305, _ 320._

------- =------ = 1, 5; ------- = 1, 7; ------- = 1, 7; ------- = 1, 8 и т.д.

БПК 205         164       179        178

ХПК

Наименьшее соотношение -------- — составляло 1, 5, его и следует использовать в расчетной формуле.

БПК

Подставив имеющиеся значения в расчетную формулу, получим расчетное разбавление:

Разбавление=—— = 56, 6 (раз),

1000: 56, 6 =17, 66 см³.

Округляем до 18 см³. Отбираем 18 см³ сточных вод в мерную колбу и доводим разбавляющей водой до 1000. Фактическое разбавление составит:

1000: 18 - 55, 5 (раз) Следующее разбавление должно быть в 1, 5-2 раза меньше.

В процедуре приготовления разбавлений следует учесть несколько наиболее важ­ных моментов, чтобы свести ошибки к минимуму.

При разбавлении взболтанной пробы необходимо тщательное перемешивание и максимально равномерное распределение взвешенных веществ при разливе разбав­ленных проб в каждую исследуемую кислородную склянку. Для достижения этого можно использовать процедуру гомогенизации в лабораторном гомогенизаторе.

Важно для приготовления разбавлений проб на БПК использовать правильно по­добранную мерную посуду, которую не следует сушить в сушильном шкафу, так как при этом изменяется ее объем. Мерная лабораторная посуда в зависимости от

182

Контролируемые гидрохимические показатели качества сточных вод

Глава 2

 

наименования и класса имеет разное предельное отклонение от номинальной вмес­тимости (табл. 2.24). Для приготовления разбавлений исследуемых вод необходимо использовать мерную посуду с наименьшей допускаемой погрешностью.

Как видно из табл. 2.24, при использовании, например, цилиндров или мерных колб для приготовления разбавлений можно получить ошибку в 10-100 раз большую, чем при использовании пипеток или бюреток. Для снижения ошибки предпочтитель­но несколько раз наливать более точной бюреткой, чем один раз налить и отлить ци­линдром.

Таблица 2.24

⇐ Предыдущая567891011121314Следующая ⇒

Поделиться: