10. Показатели качества сточных вод

Температура. От нее зависят скорость биохимических реакций и раст­воримость в воде кислорода, необходимого для жизнедея­тельности микроорганизмов. Температура сточных вод вы­ше, чем природных. Температура влияет на вязкость воды, следовательно, на скорость осаждения взвешенных частиц. Измеряется температура непосредственно при отборе про­бы термометром с делениями до 0,1°С с точностью ±0,5°С.

Окраска. Бытовые сточные воды, как правило, окрашены слабо. Интенсивная окраска показывает наличие производст­венных сточных вод. Окраска определяется в фильтрован­ных пробах в цилиндрах из бесцветного стекла и описывается на основе визуального наблюдения: розовая, слабо-желтая

Запах. Запах бытовых стоков довольно характерен и представляет собой смесь запахов фекалий и разложений органических веществ. При резком возрастании интенсивности запаха, что свиде­тельствует о залповом сбросе концентрированных сточных вод отдельными производствами.

Прозрачность — показатель степени общей загрязнен­ности воды. Прозрачность городских сточных вод обычно не превышает 3—5 см. Сточные воды после биологической очистки имеют прозрачность более 15 см.

Реакция среды. Сточные воды, сбрасываемые в систему водоотведения города, должны иметь значение рН в пре­делах6,5—8,5. Требование обусловлено тем, что кислые и щелочные сточные воды разрушающе действуют на ма­териал коллекторов и могут нарушать биохимические про­цессы очистки сточных вод.

Сухой и плотный остатки. В отличие от анализа природных вод сухой остаток сточных вод определяют из натуральной (нефильтрованной) пробы, поэтому он явля­ется показателем суммарного содержания загрязнений во всех агрегатных состояниях. Плотный остаток определяется из фильтрованной пробы и показывает содержание веществ в коллоидном и истинно растворенном состоянии.

Взвешенные вещества. Этот показатель использу­ется для расчета первичных отстойников и для определения количества образующихся осадков. Концентрация взвешенных веществ в городских сточ­ных водах составляет 100-500 мг/л. С достаточной сте­пенью точности этот показатель может быть определен как разность сухого и плотного остатков.

Оседающие вещества. Длительность отстаивания, равная 2 ч, определена на основании экспериментальных наблюдений. В городских сточных водах оседающие вещества составляет 65—75% взвешенных веществ по массе.

Потери при прокаливании, зольность твердых примесей. Высушенная твердая фаза любого определения подвергается прокаливанию. Прокаливание про­водят при температуре "красного" каления (500—600°С). Улетучиваются в виде оксидов, углерод, водород, азот, сера и другие примеси. Остаток, называемый золой, после охлаждения взвешивают. Зольность — отно­шение массы остатка после прокаливания к массе первона­чально взятого твердого образца, выражается в процентах. Зольность взвеси городских сточных вод обычно находится в пределах 25—35%.

Химическая окисляемость определяет общее содер­жание в воде восстановителей — органических и неор­ганических, реагирующих с окислителями. В сточных водах преобладают органические восстановители, поэтому, как правило, всю величину окисляемости относят к органическим примесям воды.

Химическую окисляемость определяют с использо­ванием в качестве окислителей бихромата калия К₂Сг₂0₇ или иодата калия КIOз. Бихроматную и йодатную окисляемость иначе называют химической потребностью в кислороде.

Различают ХПК теоретическую, вычисляемую по стехиометрическому уравнению окисления (для чего дол­жен быть известен химический состав примесей), и экс­периментальную, определяемую с использованием бихро­мата или иодата калия. Теоретическая или расчетная ХПК органического ве­щества C_xH_yO_zN подсчитывается следующим образом: со­ставляется уравнение окисления и затем рассчитывается количество кислорода, требуемое для окисления 1 мг ве­щества (мг 0₂/мг)

Экспериментальная ХПК часто меньше теоретической, поскольку ряд органических веществ либо вовсе не окисляются бихроматом и йодатом в условиях определения, либо окисляются не до конца.

Биохимическая окисляемость определяет содержание в воде органических примесей, которые могут быть окислены биохимическим путем. Окисление осуществляют аэробные ге­теротрофные бактерии. Значительное число бактерий — облигатных аэробов и факультативных анаэробов — способно существовать за счет использования загрязнений (примесей) воды в качестве источника питания. При этом часть использованных органических веществ расходуется на энергетические нужды, а другая часть — на синтез тела клетки. Часть вещества, расходуемая на энергетические потребности, окисляется клет­кой до конца, т.е. до С0₂, Н₂0, NH_3.Существует несколько способов аналитического изме­рения БПК — метод разведения, нитратный, хлораторный, распирометрический и др. Существенный элемент разбавляющей воды — так назы­ваемая бактериальная затравка. Бактериальная затравка — это жидкость, содержащая культуру или смесь культур бак­терий, способных разлагать органические вещества исследуе­мой воды. Еще одним элементом разбавляющей воды является ингибитор процесса нитрификации.

Соединения азота и фосфора. Определению азотных и фосфорных соединений в сточных водах придается очень большое значение, поскольку азот и фосфор — важнейшие элементы питания бактерий. Если азота и фосфора меньше, чем требуется для очистки воды определенного состава, то их добавляют в виде фосфатов и хлористого аммония. Добавление солей для биологической очистки может быть необходимо только при обработке производственных сточных вод.

Сульфаты и хлориды. Концентрация сульфатов в го­родских сточных водах обычно находится на уровне 100-150 мг/л, хлоридов — 150—300 мг/л. Концентрацию хлоридов важно знать при определении ХПК, так как хлориды окисляются бихроматом калия до мо­лекулярного хлора. Поэтому при концентрации хлоридов более 200 мг/л требуется их предварительное осаждение или вве­дение поправки к результату анализа ХПК.

Синтетические поверхностно-активные вещества. СПАВ — группа химических соединений, присутствие кото­рых в сточных водах особенно угрожает санитарному состо­янию водоема (водоприемника) и резко отрицательно сказы­вается на работе очистных сооружений. Присутствие СПАВ в сточных водах снижает способность взвешенных веществ к оседанию, тормозит биохимические процессы, способствует возникновению пены в сооружениях и водоемах.

Растворенный кислород. В загрязненных сточных водах либо растворенного кислорода не бывает совсем, либо его концентрация не превышает 0,5—1 мг/л. Опре­деление количества растворенного кислорода имеет смысл при характеристике очищенных сточных вод и оценке степени насыщения растворенным кислородом биоокислителя. Минимальное содержание кислорода для нормальной жизнедеятельности микроорганизмов состав­ляет 2 мг/л. Очищенные сточные воды, выпускаемые в водоем, обычно содержат 4—8 мг/л растворенного кислорода.

Токсичные вещества. К группе токсичных элементов относятся тяжелые металлы: железо, никель, медь, свинец и цинк, а также мышьяк, сурьма, бор, алюминий, хром. Кроме неорганических соединений в некоторых видах производственных сточных вод оказываются токсичные органические примеси, такие, как нефтепродукты, фонолы, красители и т.д.

Биологические загрязнения. Микрофлора бытовых сточных вод представлена в основном микроорганизмами, выделяемыми из кишечника человека, смываемыми с тела и окружающих предметов. С физиологическими выделениями человека в сточную воду поступает не­сколько триллионов микробов в сутки. Среди них значительное число составляют кишечные палочки, лактобациллы, энтерококки, грибы, простейшие.