Лабораторная работа №3 Производственный гравиметрический контроль работы сооружений водопользования

Цель работы: определение концентрации взвешенных веществ в образцах проб природных и сточных вод.

Теоретические сведения

В природных и сточных водах в качестве загрязнений могут содержаться нерастворимые (механические) и растворимые примеси. Механические примеси, в свою очередь, подразделяются на 3 группы:

- нерастворимые примеси, находящиеся в виде крупной взвеси, в виде суспензии, эмульсии и пены (частицы диаметром от 0,1 мм до 0,1 мкм);

- коллоидные частицы диаметром от 0,1 мкм до 0,001 мкм;

- (равномерно распределенные) частицы менее 0,001 мкм. Нерастворимые вещества, улавливаемые на бумажном фильтре, называют взвешенными веществами. Они подразделяются на оседающие, неоседающие и всплывающие [5].

Растворенные вещества отделяют от взвешенных фильтрованием или центрифугированием. Определение растворенных веществ и общего содержания примесей состоит в выпаривании воды, высушивании остатка и взвешивании, а определение нерастворенных веществ в предварительном высушивании остатка после фильтрования и последующем взвешивании.

В зависимости от способа определения под терминами «общее содержание примесей», «растворенные» и «взвешенные» вещества понимают следующее:

– «общее содержание примесей» – сумма всех растворенных и взвешенных веществ, которые определяются выпариванием пробы воды, высушиванием полученного остатка при 105°С до постоянной массы и взвешиванием;

– «растворенные вещества» – вещества, определяемые после выпаривания профильтрованной пробы, высушиванием остатка при 105°С до постоянной массы и взвешиванием;

– «взвешенные вещества» – вещества, которые остаются на фильтре при использовании того или иного способа фильтрования. Их определяют непосредственно после фильтрования пробы высушиванием при 105°С осадка до постоянной массы и взвешиванием, или косвенно, по разности между общим содержанием примесей и количеством растворенных веществ.

При анализе питьевых вод определяют только общее содержание примесей. Растворенные и взвешенные вещества определяют в исключительных случаях. При анализе различных видов сточных вод производят все три определения. Для точного определения небольших количеств взвешенных веществ применяют фильтрование через асбест или мембранный фильтр. Для определения высоких концентраций взвешенных веществ используют бумажные (беззольные) фильтры.

Взвешенные вещества позволяют судить о концентрации в сточных или природных водах загрязнений, а определение их показывает количество загрязнений различной степени дисперсности, находящихся во взвешенном состоянии, как минеральных, так и нерастворимых органических.

Концентрация взвешенных веществ в водоемах 1 категории хозяйственно-питьевого назначения и культурно-бытового назначения 2 категории при сбросе в них сточных вод не должна увеличиваться, соответственно, более чем на 0,25 и 0,75 мг/л по сравнению с природными условиями.

В производственных условиях эффективность работы отдельных сооружений водопользования или их совокупности определяется путем сравнения качественных характеристик до и после их прохождения. Полный анализ, например, поступающей и очищенной сточной воды, в том числе, концентрации взвешенных веществ, производится не реже 1 раза в декаду. При этом применяются среднесуточные пробы: отбираются разовые с интервалом не более 4 часов, из которых суммированием и перемешиванием квотных частей составляется названная проба для анализа.

Отбор проб сточных вод производится с учетом продолжительности их непосредственного нахождения в сооружении. Учитывая непостоянство состава анализируемых сточных вод, целесообразно один раз в месяц производить контроль простых почасовых проб.

Места отбора проб на сооружениях устанавливаются в соответствии с целями анализа и являются постоянными по расположению и глубине. Последняя составляет обычно 0,5 м от поверхности потока.

При уточнении характеристик водного объекта – источника питьевого, технического водоснабжения, приемника очищенной сточной воды, применяют зональный отбор проб. При этом они отбираются с различных глубин по створу водотока, акватории водохранилища, озера, пруда и т.п.

Для контроля характеристик поверхностных водных объектов – источников питьевого водоснабжения, анализируют сезонные или дневные пробы, т.е. с интервалами в месяцах, сутках или часах. В особых случаях проводят анализ согласованных проб, отбираемых в различных местах по течению реки или формированиях стоков с учетом продолжительности прохождения воды от одной точки (пункта) до другой.

Водные объекты контролируются также путем отбора смешанных проб, состоящих из простых проб, взятых в одном и том же месте через определенные промежутки времени или отобранные в различных местах обследуемого водотока, водоема. Такие пробы характеризуют средний состав воды исследуемого объекта, средний состав за определенный период времени или средний состав с учетом места и времени отбора. Не рекомендуется отбирать смешанную пробу за период более одних суток, применять для контроля компонентов и характеристик воды легко изменяющиеся при хранении пробы (рН, концентрация растворенных газов и т.п.).

Отбор производится в бутыли, емкости из прозрачного, бесцветного, химически стойкого стекла, закрывающиеся стеклянными притертыми пробками или специальными пробками, имеющими пружинное крепление и резиновое уплотнение. Допускается использовать пластмассовые бутыли с завинчивающимися пробками. Пробы, содержащие крупные взвешенные частицы, отбирают в широкогорлые банки.

Перед отбором проб производится тщательное мытье посуды концентрированной соляной кислотой или хромовой смесью (в 1 л концентрированной серной кислоты содержится 35 мл насыщенного водного раствора бихромата калия). При необходимости производят обезжиривание раствором СПАВ или пропариванием водяным паром. Вымытую посуду ополаскивают дистиллированной водой, высушива­ют. Перед отбором посуду несколько раз ополаскивают водой подлежащей отбору. Пробу снабжают соответствующей надписью или номером на бутыли нестирающейся краской с последующей записью в журнале.

Отбор проб с определенной глубины водного объекта производится батометром Майера. При его отсутствии – емкостью (бутылью) с герметично закрывающейся горловиной. Она прикрепляется к шесту или тросу с дополнительным грузом и по достижении определенной глубины наполняется водой после удаления пробки из горловины.