Анализ хозяйственно бытовых сточных вод

Что такое сточная вода ? К загрязненной сточной воде относят бытовую сточную воду, и сточные воды поступающие от промышленных предприятий. Вся эта сточная вода поступает в городскую канализационную сеть, затем на городские очистные сооружения и дальше сбрасывается в водоем. Водоемы- это различные реки, пруды, искусственные хранилища воды. Природные водоемы являются не только местом обитания рыб, птиц, животных , но и используются в качестве источника воды городскими водопроводами. Поэтому чистота природных источников воды имеет большое значение. При большом поступлении сточных вод изменяется качество воды, появляется неприятный запах, накапливаются вредные вещества, токсичные для человека, флоры и фауны. С ростом числа городов, возрастает и количество сбрасываемых сточных вод. Количество вредных веществ, поступающих в природные водоемы, возрастает из года в год. Для предотвращения тотального загрязнения сточными водами промышленные предприятия используют различные технологические мероприятия, направленные на очистку сточных вод. К ним можно отнести утилизацию жидких отходов, введение водооборота, а также использование локальных очистных сооружений. Методы, применяемые для очистки промышленных стоков, являются индивидуальными для каждого производственного процесса. На производствах растворителей синтетического спирта, ацетона, большое распространение получил метод биологической очистки стоков с применением аэротенков. Эта технология эффективна для очистки стоков от загрязнения органическими веществами. Для очистки стоков от таких веществ, как бензол и его гомологи применяется технология отстаивания, фильтрования, флотации, а также методы очистки основанные на физико-химических процессах : коагуляция, нейтрализация, адсорбция, ионный обмен. В процессе производства органических веществ, в сточные воды попадают свыше 50 различных химических соединений, многие из которых являются токсичными и канцерогенными. При попадании в природные водоемы эти вещества вызывают не только гибель рыб, но могут так же попадать в водопроводную воду, так как обычными методами очистки питьевой воды они не удаляются. Поэтому необходим лабораторный контроль на всех ступенях очистки сточных вод. Для проведения такого контроля химическая лаборатория должна быть оборудована современными приборами, позволяющими проводить химический анализ, как ливневых сточных вод, так и определять сложный химический состав промышленных стоков.

В соответствии изменениями, внесенными Постановлением Правительства РФ от 03.11.2016 N 1134 «О вопросах осуществления холодного водоснабжения и водоотведения» в Правила холодного водоснабжения и водоотведения, абоненты, среднесуточный объем сточных вод которых превышает 30 м 3 , обязаны ежегодно, в срок до 1 ноября предоставлять в организацию, осуществляющую водоотведение, декларацию о фактическом составе и свойствах сточных вод.

Срок действия декларации — не менее 1 года, с возможностью внесения корректировок не чаще 1 раза в месяц.

• Обратиться в нашу лабораторию и провести анализ фактического состава сточных вод по основным показателям (Таблица1)

• Убедиться в отсутствии значительных превышений допустимых концентраций, установленных Постановлением Правительства РФ №644 от 29.07.2013 «Об утверждении Правил холодного водоснабжения и водоотведения. «
• Самостоятельно или с нашей помощью рассчитать размер платы за негативное воздействие на системы канализации
• Оценить возможные риски при неверном декларировании.
• Самостоятельно или с нашей помощью заполнить декларацию и направить ее в водоснабжающую организацию.

Провести анализ фактического состава и свойств сточных вод в нашей лаборатории можно по большинству показателей, регламентируемых Постановлением Правительства РФ №644 от 29.07.2013 «Об утверждении Правил холодного водоснабжения и водоотведения и о внесении изменений в некоторые акты Правительства Российской Федерации». Этого перечня достаточно для оценки состава и свойств сточных вод, необходимой для корректного декларирования.

При заказе комплексного анализа по всем показателям, стоимость анализа 1 пробы сточной воды с учетом отбора проб и пробоподготовки составляет с учетом скидки 28 000 рублей.

Оставьте заявку на анализ сточных вод. Специалисты лаборатории свяжутся с Вами!

источник

Сбрасываемые в канализацию бытовые сточные воды состоят в основном, как это ни удивительно, из воды (99,9%). Остальную часть (0,1 %)составляют твердые вещества. Стоки, проходящие не слишком долгий путь по трубам (от частного дома, например), не успевают подвергнуться разложению и почти не пахнут, а внешне похожи на воду от мытья полов.

Все находящиеся в стоках загрязнения можно условно разделить на 3 группы: твёрдые осаждающиеся, которые могут достигать нескольких сантиметров по величине, полурастворённые и растворённые. Некоторые загрязнения можно обнаружить только при помощи микроскопа. Твердые частицы в стоках находятся во взвешенном состоянии: от крупного песка до мельчайшей взвеси.

Загрязнения, содержащиеся в сточных водах – это большей частью органические вещества, то есть продукты живой природы. Остальные загрязнения являются неорганическими (песок, глина и т.д.). Органика может быть растительного (остатки овощей, фруктов, растений, бумаги, растительные масла и пр.) и животного (физиологические выделения людей и животных, остатки тканей и пр.) происхождения. Основным химическим элементом растительной органики является углерод (С), животная органика содержит также большое количество азота (N).

Все органические вещества в природе рано или поздно разлагаются. Можно провести небольшой эксперимент: оставить на некоторое время ёмкость со взятой пробой сточной жидкости. Твёрдые частицы через некоторое время осядут, а полученный осадок загниёт, издавая очень неприятный запах, знакомый любому человеку, побывавшему в деревенском сортире типа «домик с сердечком». Но гниёт не только осадок, загнивает и слой воды над ним, так как в этой мутной воде также растворены органические вещества. Если эту воду пропустить через тонкий бумажный фильтр, то на нём останутся полурастворённые вещества, а вода перестанет быть мутной. Однако, если оставить эту прозрачную воду на некоторое время, от неё тоже скоро начнет исходить тухлый запах. Это говорит о том, что в фильтрованной воде остались органические примеси в растворённом (не подлежащем фильтрации) виде. Это говорит о том, что очистка сточной воды от загрязнений не может быть ограничена простым отстаиванием и даже фильтрацией.

Если сточные воды образуются от обычной бытовой деятельности человека (готовка, уборка, стирка, гигиена, отправление естественных надобностей), то их называют бытовыми или хозяйственно-бытовыми. Такой сток давно изучен и состав его по всему земному шару довольно универсален. Приблизительный состав таких стоков можно узнать из справочников. Например, «Методические рекомендации по расчёту количества и качества принимаемых сточных вод и загрязняющих веществ в системы канализации населённых пунктов» (Госстрой РФ от 06.04.2001 г., приказ №75.

Таблица 2. Усредненные характеристики качества бытового стока, отводимого абонентами жилищного фонда населенных пунктов

В этом списке из 24 загрязнений мы видим как суммарные показатели (взвешенные вещества, жиры, СПАВ (моющие средства), БПК и ХПК (биологическая и химическая потребность в кислороде – сколько кислорода необходимо для полного окисления содержащейся в стоке органики), так и отдельные концентрации различных веществ и тяжёлых металлов (цинк, свинец, ртуть и др.), а также биогенные элементы (азот, фосфор). На самом деле, загрязнений в стоках гораздо больше, в таблице приведены основные. Весь этот список веществ в небольших вариациях можно найти в стоке от любого жилого дома в тех же самых концентрациях, если каждый проживающий человек будет расходовать 150-250 литров воды в сутки. Величина удельного водоотведения зависит от многих факторов: благоустройства жилья, времени года, привычек жильцов. Там, где воду расходуют экономно, средний расход составит около 150 л от человека в сутки. Если в доме нет водопровода, расход сократится до 50…60 л от человека в сутки, но при этом станет более концентрированным. Если мы имеем дело с большим благоустроенным коттеджем, расход от одного человека может возрасти до 250 и даже 300 л/сутки, концентрация загрязнений в сточной воде при этом уменьшится (разбавится). Все эти данные учитываются при расчете и подборе очистных для частного дома. Ориентировочные нормы удельного водоотведения даны в таблице А2 (приложение А) к СП 30.13330.2012 «Внутренний водопровод и канализация зданий», однако, они представляются специалистами завышенными.

Все рассмотренные выше вещества невозможно в полной мере удалить из сточной воды, не применяя дорогостоящего и технологически сложного оборудования, не используя огромный комплекс методов очистки, включающих и физические, и физико-химические, и просто химические методы. Поэтому человек пошёл по более простому пути, взяв идею очистки у самой природы. Это так называемый биологический метод очистки сточных вод.

источник

Дата публикации: 01.09.2013 2013-09-01

Статья просмотрена: 14775 раз

Кутковский К. А. Виды сточных вод и основные методы анализа загрязнителей // Молодой ученый. — 2013. — №9. — С. 119-122. — URL https://moluch.ru/archive/56/7745/ (дата обращения: 21.10.2019).

Воды и атмосферные осадки, которые поступают в естественные водоемы с территорий населенных пунктов и предприятий, принято называть сточными водами. Отвод данных вод осуществляется посредством канализации или естественным путем.

Сточные воды это в большей или меньшей степени загрязненные в результате использования бытовые, промысловые и производственные воды, содержащие отбросы или отработанное тепло, а также отличающиеся изменившимися в отрицательную сторону физическими и биологическими свойствами [1, с. 1287]. Из этого можно сделать вывод о, безусловно, антропогенном происхождении и неоднородности стоков, а также о сложности очистки или утилизации данного продукта антропогенной деятельности.

Из-за ухудшившихся биологических и физических свойств, сточные воды пагубно влияют на развитие всей биосферы. Сточные воды провоцируют и ускоряют эвтрофикацию водоемов из обильного содержания в них фосфора и азота, а также приводят к изменению естественных биоценозов и, как следствие, гибели биологических видов, загрязнению объектов водопользования, используемые человеком в качестве источника питьевой воды. Так же происходит обильное воздействие на артезианские бассейны: их биологическая чистота несопоставима с их состоянием до научно-технической революции, обусловившей эру активного антропогенного воздействия на природу.

Вследствие научно-технической мысли, ее развитии и повсеместном внедрение, источниками сточных вод являются практически любые антропогенные объекты: жилые дома, образовательные учреждения, медицинские объекты, торговые склады и точки реализаций товаров, различные сервисные организации, АЗС, металлургическая промышленность, пищевая промышленность, фармацевтической промышленность, сельхозяйственные угодья и т. д.

Для контроля качества и объема поступления сточных вод разрабатываются законы и подзаконные акты, происходит внедрение и разработка как новых, так и уже зарекомендованных себя методов очистки. Формируется всесторонний анализ сточных вод, позволяющий разработать оптимальный алгоритм очистки (с учетом характера загрязнителей) для каждого промышленного объекта и оценить качество воды, покидающей очистные сооружения. Любые нарушения влекут за собой штрафы и санкции, прописанные как в Водном кодексе РФ, так и в Уголовном кодексе РФ.

Определим, какими характеристиками обладают сточные воды, и как загрязнители влияют на процесс очистки. Для начала определим классификацию сточных вод и особенности отдельных их типов.

Виды сточных вод

1) Хозяйственно-бытовые. Этот тип стоков в основном поступает из жилых домов, а так же объектов социального пользования(больницы, образовательные учреждения, торговые центры и т. д.). Отведение происходит посредством хозяйственно-бытовой и общесплавной канализации. Состав загрязнителей: 58 % — органика, 42 % — минеральные вещества. Особенность — высокое содержание азотсодержащих соединений и фосфатов, значительная степень фекального загрязнения.

2) Промышленные сточные воды. Основной загрязнитель — объекты промышленности и предприятия различного рода деятельности. Отведение происходит посредством промышленной канализации. Спектр загрязнителей характеризуется видом промышленной деятельности. Содержат органические и неорганические элементы. Наибольшую опасность для гидросферы и человека представляют нефтепродукты, органические красители, фенолы, поверхностно-активные вещества, сульфаты, хлориды и тяжелые металлы.

3) Поверхностные сточные воды. Основное поступление из дождевых и талых вод, формирующихся из атмосферных осадков, проникающих в почву и стекающих в водоемы посредством ливневой канализации с территории промышленных предприятий и населенных пунктов. Спектр возможных загрязнителей широк и определяется особенностями территории и видом антропогенной деятельности, преобладающей в районе стока.

Анализ сточных вод

Рассмотрим основные источники поступления сточных вод в экосистемы: промышленные и бытовые объекты, на них приходится основная доля поступающих на очистные сооружения стоков. [2, с. 59] Анализ именно этих источников позволяет понять специфику оценки качества сточных вод и спектр загрязнителей. На выходе из очистных сооружений не должно быть примесей, содержишихся в характерной для той или иной природы стоков, либо их количество должно быть минимальным (определяется нормативами).

Для анализа качества вод используются следующие параметры: температура, цветность, запах и прозрачность. Физические показатели качества воды малоинформативные и понятны на интуитивном уровне. Для всех типов сточных вод характерна повышенная температура, специфический запах и сниженная прозрачность (определяется по шрифту). Изменение цветности (измеряется в градусах платинокобальтовой шкалы) присущи промышленным сточным водам и зависят от вида производственной деятельности.

Так же важным методом анализа качества вод является химический анализ. Реакция (рН) коммунальных сточных вод, как правило, нейтральна (6,5–8), а реакция промышленных стоков подвержена изменениям от сильнокислой (рН менее 3) до сильнощелочной (рН более 11) в зависимости от источника поступления. В процессе очистки реакция сточных вод должна стать нейтральной.

Для определения доли примесей как сухих, так и растворенных, используется такой параметр как «сухой остаток», отражающий степень загрязненности воды примесями. Данный параметр берется из нефильтрованной пробы. Он указывает на количество в воде примесей, как взвешенных (руда, окалина, известняк, кокс и т. д.), так и растворенных. В зависимости от содержания примесей сточные воды принято делить на четыре категории: первая — сухой остаток менее 500 мг/л (коммунальные сточные воды), четвертая — выше 30 000 мг/л. Отметка 5000 мг/л разделяет вторую и третью категорию. [4, с. 76]

Процесс очистки сточных вод от взвешенных примесей происходит путем механических методов очистки, самым распространенным из которых является метод отстаивания. Для прогнозирования эффективности этого метода используется показатель «оседающие вещества». Проба воды помещается в цилиндр, после чего оценивается, какое количество взвешенных веществ осядет за 2 часа. Измеряется в мг/л и процентах от сухого остатка. Оседающие вещества в городских сточных водах, как правило, составляют 65–75 %.

Необходимость вычисления сухого остатка обусловлена дальнейшей обработкой промышленных и коммунальных стоков при помощи биологических методов (бактерии), и на этой стадии количество взвешенных веществ не должно превышать 10 г/л.

Следующим важным параметром сточных вод является зольность твердых примесей. Прокаливание сухого остатка проводят при температуре «красного» каления (500–600°С), в результате чего часть химических соединений сгорает и улетучиваются в виде оксидов, углерода, водорода, азота, серы и других примесей, вес пробы уменьшается. Массу остатка, называемого золой, делят на первоначальную массу образца и получают зольность, выраженную в процентах. Для городских сточных вод характерна зольность 25–35 %.

Еще одним показателем является окисляемость. Данный показатель является санитарным, сфера его актуальности распространяется также не только на сточные воды. Окисляемость указывает на степень загрязнения воды органическими и неорганическими веществами, но также он используется для оценки степени органического загрязнения. Окисляемость определяется при помощи аэробных гетеротрофных бактерий (биохимическая окисляемость) и посредством химических реакций (химическая окисляемость — бихроматная, иодатная и т. д.).

Единицами измерения окисляемости является потребление кислорода: БПК и ХПК — биохимическое и химическое потребление кислорода, выраженное в миллиграммах О2 на литр. Большое значение имеет соотношение БПК к ХПК, которое позволяет прогнозировать, какое количество загрязнителей может быть удалено при помощи биологических методов очистки. [3, с. 141]

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.

Важнейшими показателям для сохранности гидросферы и эффективности биологической очистки является содержание фосфора и азотистых соединений. В сточных водах определяется содержание общего, нитратного, нитритного и аммонийного азота. От количества соединений азота зависит степень эффективности биологической очистки. При малом содержание азота в производственных сточных водах на стадии биологической очистки добавляют в воду хлористый аммоний. В хозяйственных стоках концентрация соединений азота всегда высока, из-за обилия поступающих веществ, связанных с процессом человеческой жизнедеятельности.

Концентрация фосфора в сточных водах всегда превышает ПДК. Основой поступления фосфатов в сточные воды служат фосфатные компоненты синтетических моющих средств и фекальные стоки, поступающие как из хозяйственной, так и из промышленной сферы. Избыток фосфорсодержащих соединений является одной из главных причин эвтрофикации водоемов.

Следующими показателями состояния сточных вод являются сульфаты и хлориды. Концентрация сульфатов в городских сточных водах обычно находится на уровне 100- 150 мг/л, хлоридов — 150–300 мг/л. В промышленных стоках (в частности, на металлургических заводах) уровень хлоридов и сульфатов значительно выше, к тому же к ним добавляются цианиды, аммиак и роданистые соединения.

Представленные выше показатели важны для оценки загрязненности стоков, так же их следует учитывать и в процессе трактовки данных, полученных в ходе иных анализов. 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, или СПАВ, так же являются серьезными загрязнителями естественных водоемов. Воздействие СПАВ напрямую влияет на эвтрофикацию рек и озер, угнетение процессов самоочищения гидросферы, торможение биохимических процессов в водоемах, вызывая другие губительные для биоценоза процессы.

Большинство СПАВ — органические вещества, состоящие из двух частей: гидрофобной и гидрофильной. Гидрофобная часть СПАВ соединена обычно с одной гидрофильной группой. В зависимости от физико-химических свойств гидрофильной части СПАВ делятся на три основных типа: анионактивные, катионоактивные, неионогенные. Каждый тип в свою очередь делится на классы в зависимости от химического состава гидрофобной части.

Примерно 75–80 % всех СПАВ, применяемых в быту и промышленности, составляют анионактивные. Важнейшим из них являются: алкилсульфаты с общей формулой R—O—SO₃Na (где R — углеводородный радикал с числом углеродных атомов от 10 до 20); алкилсульфонаты R—SO₃Na (с числом углеродных атомов 12–15) и алкиларилсульфонаты R—C₆Н₄—SO₃Na (с числом углеродных атомов в радикале 5–18).

Так же присутствие СПАВ резко отрицательно сказывается на работе очистных сооружений, во время очистки сточных вод поверхностно-активные вещества замедляют процессы осаждения твердых взвешенных частиц, провоцируют появление пены в очистных сооружениях и препятствуют биологической очистке. Для предотвращения данных процессов содержание СПАВ в стоках, поступающих на стадию биологической очистки, не должно превышать 20 мг/л. Некоторые фракции (в частности, жесткие СПАВ) предварительно должны быть полностью удалены химическими и физико-химическими методами.

Поверхностно-активные вещества присутствуют во всех сточных водах, в том числе и хозяйственно-бытовых. Источниками СПАВ в сточных водах является результат широкого применения их в быту и промышленности в качестве моющих средств, а также смачивающих, эмульгирующих, выравнивающих, дезинфицирующих препаратов.

Наиболее высокая концентрация токсических веществ определяется в промышленных сточных водах и классифицируются на две категории — неорганические и органические. К органическим токсическим веществам относятся нефтепродукты, смолы, карбоциклические соединения, пестициды, красители, кетоны, фенолы, спирты и СПАВ. Неорганические компоненты представлены солями, щелочами, кислотами и различными химическими элементами (хром, алюминий, свинец, никель, фтор, бор, железо, ванадий и т. д.).

В хозяйственно-бытовых и сельскохозяйственных сточных водах основными биологическим загрязнителями являются бактерии, вирусы, патогенные простейшие и яйца гельминтов, источником которых являются люди и животные.

Для оценки фекальной загрязненности сточных вод используются микробиологические анализы — определение общего микробного числа и количества общих колиформ (коли-тест). Основная задача данных анализов оценить степень фекального загрязнения воды, а не выявление самого факта наличия патогенных микроорганизмов. Вывод делается на основе степени загрязнения сточных вод фекалиями: чем выше уровень загрязнения, тем выше вероятность присутствия патогенных организмов в воде.

Бактериологический анализ сточных вод необходим для оценки эффективности работы очистных сооружений и дает представление о необходимых корректировках процесса очистки сточных вод. Дезинфекция проводится хлором, который оказывает негативное воздействие на качество воды.

Последним показателем является растворенный кислород. Содержание растворенного кислорода (РК) в воде характеризует кислородный режим водоема и имеет важнейшее значение для оценки его экологического и санитарного состояния. Он также необходим для самоочищения водоемов, т. к. участвует в процессах окисления органических и других примесей, разложения отмерших организмов. Снижение концентрации РК свидетельствует об изменении биологических процессов в водоеме, о загрязнении водоема биохимически интенсивно окисляющимися веществами (в первую очередь органическими). Потребление кислорода обусловлено также химическими процессами окисления содержащихся в воде примесей, а также дыханием водных организмов. Поэтому важным фактором является соблюдение качества очищенной воды, поступающей в естественные водоемы. [5, с. 49]

Оценка качественного и количественного состава загрязнителей сточных вод необходима не только для составления плана очистных мероприятий, но и для повышения их эффективности, а так же для мониторинга и последующего прогнозирования негативного антропогенного воздействия на гидросферу и экосистему в целом. Проблемы загрязненности сточных вод, методов очистки и возвращения в естественные источники или их повторное использование, давно перестали быть чем то далеким и несбыточным. За последние 150 лет качество наземных и подземных источников воды резко ухудшилось и требует не только использования современных норм и стандартов, но так же и поиск, разработку и внедрение новых идей и подходов, как к контролю поступающих загрязняющих веществ, так и к методам очистки сточных вод.

1. Советский энциклопедический словарь/Научно-редакционный совет: А. М. Прохоров (пред.).- М.: «Советская энциклопедия», 1981.- 1287 с.

2. Водоотведение и очистка сточных вод: Учебник для вузов/С. В. Яковлев, Я. А. Карелин, Ю. М. Ласков, В. И. Калицун.- М.:Стройиздат, 1996.- 59 с.

3. Комплексное использование и охрана водных ресурсов. Под редакцией О. А. Юшманова М.: Агропромиздат 1985.- 141 с.

4. Евилович А. З. Утилизация осадков сточных вод М.: Стройиздат 1989.- 76 с.

5. Методы охраны внутренних вод от загрязнения и истощения Под редакцией И. К. Гавич М.: Агропромиздат 1985.- 49 с.

источник

Испытательная лаборатория Лаб24 проводит исследования сточной воды на максимально допустимые значения нормативных показателей общих свойств сточных вод и концентраций загрязняющих веществ в сточных водах, установленных в целях предотвращения негативного воздействия на работу централизованных общесплавных и бытовых систем водоотведения, а также централизованных комбинированных систем водоотведения (применительно к сбросу в общесплавные и бытовые системы водоотведения) и состоит из 31 показателя, так же Вы можете дополнить данный комплекс любым показателем из Прайс-листа лаборатории, либо выбрать необходимые из списка.

Испытательная лаборатория ЛАБ 24 выполняет исследования сточной воды, в соответствии с ГОСТ и СанПиН, на современном аналитическом оборудовании, результатом является Протокол исследований, внесенный в Реестр протоколов испытаний ФГИС Росаккредитации. Протокол анализа имеет юридическую силу для предоставления в государственные органы и истребования доказательств в Суде .

11 вода приобретает характерную мылкость, неприятный запах, способна вызывать раздражение глаз и кожи. Низкий pH»>Водородный показатель (pН) в воде

Стоимость исследования не включает выезд специалиста и отбор проб.

Состав воды, наполняющей питьевой водопровод, и ее безопасность для здоровья, во многом зависит от качества стоков. Ведь они попадают на очистные сооружения, где важно правильно выбрать реактивы, эффективные для борьбы с именно теми веществами, концентрация которых превышает допустимые нормы. Анализ проб сточных вод, выполнить который можно в исследовательском центре «Лаб24», помогает успешно решать подобные проблемы.

Периодичность, с которой производятся анализы сточных вод, устанавливает принимающий их водоканал. Эта организация определяет и перечень показателей, на которые должна быть исследована проба. А вот ее отбор проводит уже предприятие, осуществляющее сбросы. Оно же заказывает анализ сточных вод в аккредитованной на это лаборатории.

Химический анализ сточных вод представляет собой комплекс испытаний предъявленных заказчиком образцов отбора по следующим показателям:

• Концентрации неорганических веществ в свободной форме или соединениях
• Уровню химического и биохимического потребления кислорода
• Содержанию взвесей
• Загрязненностью нефтепродуктами и жирами
• Температуре

Сделать анализ сточных вод на современном оборудовании, гарантирующем минимальный уровень погрешности исследований, предлагает «Лаб24». Его стоимость можно уточнить на сайте. После проведения испытаний станет абсолютно ясен химический состав стоков в образце. Результаты анализа будут отражены в итоговом заключении, принимаемом государственными разрешительными органами.

Несмотря на достаточно высокую стоимость, анализ сточной воды является одной из самых востребованных услуг, предоставляемых нашим центром. При необходимости, за дополнительную плату, мы можем произвести и отбор проб с выездом на место.

Результаты исследований можно получить одним из представленных ниже вариантов:

• в «личном кабинете» на сайте www.lab-24.ru;
• по электронной почте, указанной в заявке при сдаче проб в лабораторию;
• в офисе лаборатории;
• доставка курьером (дополнительная оплата);
• доставка курьерской службой (дополнительная оплата);
• получить результат можно на английском языке (перевод оплачивается дополнительно).

Результаты анализов доступны для получения любым указанным способом только с момента полной готовности всех заказанных лабораторных исследований

Компания «Лаб24», аккредитованная в Федеральной службе по аккредитации «Росаккредитация» имеет широкую область компетенций, что позволяет комплексно решать задачи, связанные с оценкой и анализом исследуемых объектов. Современное оборудование, а так же использование передовых методик, способные обеспечивать низкие пределы обнаружения, выдающееся качество данных и беспрецедентное обслуживание клиентов, является основополагающими принципами работы нашей компании. Наша миссия — предоставить аналитические услуги высшего качества, чтобы удовлетворить потребностям наших клиентов. Наша работа направлена на улучшение экологии, здоровья человека и принятие точных решений.

источник

Качество сточных вод в целом характеризуются разнообразными показателями, важнейшие из которых рассматриваются ниже.

Температура. Физический показатель качества воды. Температура влияет на вязкость среды и, следовательно, на скорость осаждения взвешенных частиц. Кроме влияния на процессы осаждения температура является также важным технологическим параметром биологических процессов очистки, так как от нее зависят скорость биохимических реакций и растворимость в воде кислорода, необходимого для жизнедеятельности микроорганизмов.

Окраска. Бытовые сточные воды, как правило, окрашены слабо. Интенсивная окраска показывает наличие производственных сточных вод, особенно от предприятий легкой промышленности, где в большом количестве используются разнообразные красители.

Запах. Запах — органолептический показатель качества воды, их вызывают летучие пахнущие вещества. Запах бытовых стоков довольно характерен и представляет собой смесь запахов фекалий и разложений органических веществ. Запах производственных стоков весьма разнообразен и зависит от вида производства.

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.

Водородный показатель. Величина рН — мера активной реакции среды, или активной кислотности, обусловленной присутствием в растворе свободных ионов водорода. Сточные воды, сбрасываемые в систему водоотведения города, должны иметь значение рН в пределах 6,5—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 (не фильтрованной) 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. В сточных водах, поступающих на сооружение биологической очистки, плотный остаток не должен превышать 10 г/л, так как жизнедеятельность микроорганизмов в более минерализованной среде нарушается. Определения проводят, как и в анализе природных вод.

Жесткость. Общая жесткость воды Жо показывает концентрацию катионов двухвалентных щелочноземельных металлов, главным образом кальция и магния.

Различают жесткость карбонатную и некарбонатную. Количество Са и Мg, эквивалентное содержанию гидрокарбонатов НСОз, называется карбонатной жесткостью Жк..

Разность между общей и карбонатной жесткостью называется некарбонатной жесткостью. Следовательно, Жнк — это содержание Са и Mg, эквивалентное концентрации всех остальных анионов.

Результаты определения жесткости выражают в мг экв/л. В табл. 1.1. приведена классификация сточных вод по величине их жесткости.

Таблица 1.2 Степень жесткости сточных вод

Содержание взвешенных веществ — одна из важнейших характеристик состава сточных вод. 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.

Содержание оседающих веществ — часть взвешенных веществ, которые оседают на дно отстойного цилиндра за 2 ч отстаивания в покое. Длительность отстаивания, равная 2 ч, определена на основании экспериментальных наблюдений, которые показали, что дальнейшее увеличение продолжительности процесса практически не изменяет результата, достигнутого за это время. В городских сточных водах оседающие вещества составляют 65—75% взвешенных веществ по массе.

Концентрацию оседающих веществ выражают по объему (мл/л) и по массе (мг/л).

Потери при прокаливании, зольность твердых примесей. Для многих технологических целей нужно знать содержание органической и минеральной частей твердой фазы воды. В этом случае высушенная твердая фаза любого определения (взвешенных веществ, оседающих веществ, сухого или плотного остатка) подвергается прокаливанию. Прокаливание проводят при температуре «красного» каления (500—600°С). Выгорают, т.е. улетучиваются в виде оксидов, углерод, водород, азот, сера и другие примеси. Остаток, называемый золой, после охлаждения взвешивают. Результаты выражают либо в абсолютных цифрах, либо в процентах. Потери при прокаливании — это абсолютное количество улетучившихся примесей; показатель выражается в мг/л. 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. [4]

Химическую окисляемость определяют с использованием в качестве окислителей бихромата калия К₂Сг₂₇ (бихроматная окисляемость) или йодата калия КIOз (йодатная окисляемость). Бихроматную и йодатную окисляемость иначе называют химической потребностью в кислороде или ХПК. Это название точно отражает сущность определения окисляемости, так как оценивается количество кислорода, необходимое для окисления примесей воды, т.е. для перевода С в С0₂, Н в Н₂0, N в NНз и т.д.

Биохимическая окисляемость определяет содержание в воде органических примесей, которые могут быть окислены биохимическим путем. Окисление осуществляют аэробные гетеротрофные бактерии. По аналогии с ХПК окисляемость с использованием окислительной способности бактерий называют биохимической потребностью в кислороде, или БПК.

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, NH₃. Продукты окисления — метаболита — выводятся из клетки во внешнюю среду. Реакции синтеза клеточного вещества идут также с участием кислорода. Количество кислорода, требуемого микроорганизмам на весь цикл реакции синтеза и получения энергии, и есть БПК.

В результате жизнедеятельности бактерий сточная вода очищается от исходных органических примесей, однако в ней остаются некоторые органические вещества, малодоступные или совсем недоступные бактериям для усвоения, и, кроме того, вода получает новые загрязнения — органические и неорганические — метаболиты.

Содержание соединений азота и фосфора. Азот в воде может находится в органических соединениях — белковых и небелковых и неорганических — в виде аммонийного , нитритного и нитратного. При анализе сточных вод определяют азот общий, аммонийный, нитритный, нитратный. Показатель «азот общий» определяет содержание в воде органического и неорганического азота. Окисленные формы азота в неочищенных городских водах отсутствуют и появляются только в случае глубокой биологической очистки сточных вод.

Содержание сульфатов и хлоридов. Концентрация сульфатов в городских сточных водах обычно находится на уровне 100-150 мг/л, хлоридов — 150—300 мг/л. В сооружениях аэробной очистки эти показатели не претерпевают каких-либо изменений и их количество не имеет существенного значения, если общее солесодержание не превышает установленного предела. 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.

Содержание синтетических поверхностно-активных веществ. СПАВ — группа химических соединений, присутствие которых в сточных водах особенно угрожает санитарному состоянию водоема (водоприемника) и резко отрицательно сказывается на работе очистных сооружений. Появляются СПАВ в сточных водах в результате широкого применения их в быту и промышленности в качестве моющих средств, а также смачивающих, эмульгирующих, выравнивающих, дезинфицирующих препаратов. [2]

Наибольшее применение СПАВ находят в нефтяной, текстильной и кожевенной промышленности. В бытовых моющих средствах содержание активного агента достигает 20—30%.

Большинство СПАВ — органические вещества, состоящие из двух частей: гидрофобной и гидрофильной. Гидрофобная часть СПАВ соединена обычно с одной гидрофильной группой. В зависимости от физико-химических свойств гидрофильной части СПАВ делятся на три основных типа: анионоактивные, катионоактивные, неионогенные. Каждый тип в свою очередь делится на классы в зависимости от химического состава гидрофобной части.

Присутствие СПАВ в сточных водах снижает способность взвешенных веществ к оседанию, тормозит биохимические процессы, способствует возникновению пены в сооружениях и водоемах. Наличие СПАВ в водоемах ухудшает процессы их самоочищения от остаточных загрязнений, вносимых с очищенными водами. Содержание анионных СПАВ в природной воде допускается не более 0,5 мг/л.

Вне зависимости от типа СПАВ рассматривают в трех категориях по отношению к степени биохимической окисляемости этих веществ: «мягких» СПАВ — с удалением и окислением в биологических сооружениях 75—85%, «промежуточных» — 60% и «жестких» — менее 60%. Нормами предусматривается, что на сооружения биологической очистки может поступать вода с содержанием «мягких» и «промежуточных» СПАВ не более 10—20 мг/л; сброс в канализацию «жестких» СПАВ не допускается.

Содержание растворенного кислорода. В загрязненных сточных водах либо растворенного кислорода не бывает совсем, либо его концентрация не превышает 0,5—1 мг/л. Минимальное содержание кислорода для нормальной жизнедеятельности микроорганизмов составляет 2 мг/л.

Максимально возможное растворение кислорода в воде определяется в основном температурой. При температуре 20 о С в дистиллированной воде растворяется 9,17 мг 0₂/л. Присутствие относительно небольшого количества различных примесей в инкубируемой смеси практически не снижает этого предела.

Очищенные сточные воды, выпускаемые в водоем, обычно содержат 4—8 мг/л растворенного кислорода.

Содержание токсичных веществ. К группе токсичных элементов относятся тяжелые металлы: железо, никель, медь, свинец и цинк, а также мышьяк, сурьма, бор, алюминий, хром.

Особенно важно контролировать содержание этих элементов в производственных сточных водах, поступающих на сооружения биологической очистки. Предельно-допустимые концентрации (ПДК) этих элементов очень низки. Так, для свинца ПДК для сооружений аэробной очистки составляет 1 мг/л, а для меди — 0,5 мг/л.

Кроме неорганических соединений в некоторых видах производственных сточных вод оказываются токсичные органические примеси, такие, как нефтепродукты, фонолы, красители и т.д. Допустимые концентрации этих веществ, не нарушающие работу очистных сооружений.

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. При спуске в городскую канализацию некоторых производственных отходов в сточных водах оказываются специфические микроорганизмы (грибы, актиномицеты, дрожжи и т.д.), используемые в промышленности. [2]

Для полной санитарно-эпидемиологической оценки сточных вод кроме микробного числа и коли-теста определяют третий показатель содержание яиц гельминтов.

Содержание яиц гельминтов в сточной воде характеризует общую и видовую пораженность населения гельминтозами и позволяет оценить уровень санитарного состояния населенного пункта. В сточной воде наиболее часто встречаются яйца аскарид. На их долю приходится около 92% общего числа яиц гельминтов, остальные 8% составляют яйца власоглава, остриц, широкого лентеца.

Увеличение водопотребления наряду с повышением общей культуры населения приводит к постоянному снижению содержания яиц гельминтов в сточных водах.

источник

Любое предприятие, сбрасывающее сточные воды в городской коллектор на очистные сооружения Водоканалов, на локальные очистные сооружения, на рельеф (поверхностные сточные воды), обязано соблюдать правила приема сточных (ливневых) вод и не превышать ПДК.

Аналитический центр качества воды компании Экодар проводит химический анализ природных и сточных вод, отобранных Заказчиком, либо по желанию Заказчика специалист Аналитического центра выезжает самостоятельно на объект.

При анализе воды и почвы исследуются — физические, общесанитарные и специфические показатели (металлы и органические компоненты), в соответствии с областью аккредитации.

Аналитический центр качества воды компании Экодар аккредитован в соответствии с требованиями Международного стандарта ГОСТ Р ИСО/МЭК 1 7025-2006.

По результатам анализа природных и сточных вод специалисты отдела водоотведения дают рекомендации по усовершенствованию способов очистки сточной воды, кроме того на основании результатов анализа осуществляется разработка принципиальной технологической схемы очистки воды.

Анализ природных и сточных вод проводится максимум в течение 8 рабочих дней.

По результатам проведенного анализа сточных вод Заказчику выдается протокол результатов анализа.

При необходимости специалисты отдела водоотведения или Аналитического центра качества воды компании Экодар могут выехать на отбор проб, чтобы в дальнейшем провести анализ почвы и воды.

Звоните! Мы работаем для Вас по будням с 8:00 до 19:00

источник

Требования к очистке хозяйственно-бытовых сточных вод ужесточаются с каждым годом. Объемы отработанной жидкости, после жизнедеятельности человека и производственных процессов – увеличиваются, а уровень загрязнения и состав стоков меняются на глазах. Возникающие вследствие этого метаморфозы с биоценозом и гидросферой отражаются на качестве жизни людей.

Стоки бытовых коммунальных служб и канализации имеют немалый объем фекальных отходов. Распределение загрязнений по составу: 40÷43% – минералы и 57÷60% – органика. Отмечается наличие фосфатов и азотосодержащих соединений.

В химической и биологической очистке хозяйственно-бытовых сточных вод, немалое значение придается наличию кислорода. Он необходим как окислитель в процессах разложения веществ. В оценку качества очистки внесены показатели:

• ХПК, бихроматная окисляемость или потребление кислорода для разложения химических веществ;
• БПК, потребление кислорода для разложения биологических останков.

Снижение нормы обогащения кислородом водных ресурсов приводит к нарушению биоценоза и быстрому загрязнению рек и озер неразложившимися отходами.

Уровень кислотности, важный химический показатель любых стоков. После станции очистки хозяйственно-бытовых сточных вод – pH реакция должна быть нейтральной, в пределах 6,0÷8,0.

Сухой остаток, необходим для определения объема взвешенных и растворенных примесей в пробе. От объема сухого остатка зависит количество циклов для механической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод. На биологический цикл должна попадать жидкость с предельным сухим остатком не более 10 г/л. В городских коммунальных стоках, попадающих на очистку, оседающий остаток может достигать 70%, это менее 500 мг/л.

Окисляемость, оценивает степень загрязнения воды органикой. Определяется по показателям БПК и ХПК, их отношение позволяет определить биологические методы удаления загрязнений и их эффективность.

Процентное содержание азотных соединений. В сбросах канализаций исследуются содержание аммонийного, нитратного и нитритного азота. Соединения азота определяют степень действенности биологической очистки. Отходы жизнедеятельности человека обычно насыщены соединениями азота, поэтому очистные сооружения хозяйственно-бытовых сточных вод обычно не добавляют хлористый аммоний в очищенную воду. Для жителей, ПДК общего азота составляет 7÷8 г/сут.

Фосфор в коммунальных стоках опасен для водоемов, так как может вызвать их эвтрофикацию. Это выражается в размножении поверхностных водных растений и снижении объема растворенного кислорода. Концентрация фосфора в бытовых сточных отходах, всегда велика. Без доведения показателя P до 0,2 мг/дм³, слив сточных вод в водоемы запрещен.

Хлориды и сульфаты, эти показатели важны для оценки верности определения БПК и ХПК. В городских стоках эти вещества обычно не превышают норм ПДК.

СПАВ или поверхностно-активные вещества синтетического происхождения. Загрязнители, присутствующие в немалых количествах, как в бытовых, так и в промышленных стоках. СПАВ губительно действуют на биоценоз и гидросферу. Обилие моющих средств в обиходе человека вносит значительную долю загрязнений в хозяйственно-бытовые сточные воды.

Удаляются как физическими, так и химическими методами. На биологическую очистку должны поступать стоки, с содержанием СПАВ не более 20 г/л. Иногда даже механическая чистка бывает затруднена из-за высокого содержания ПАВ, они создают пену и препятствуют осадку твердых частиц.

Биологическое засорение представлено патогенной микрофлорой, вирусами и следами гельминтов. Микробиологический анализ необходим для определения состояния санитарно-эпидемиологической обстановки. Оценка пригодности сточных вод для слива в водоемы проводится по коли-тестам.

Несмотря на значительный водный потенциал России, более половины существующих водоемов исключены из водопользования. Восстановление и поддержание чистоты мест обитания, залог здоровья человека.

источник

Доктор технических наук Рудольф Рандольф в книге «Что делать со сточными водами», выпущенной в 1987 году издательством «Стройиздат» под редакцией признанного авторитета в области биологической очистки сточных вод Т. А. Карюхиной, пишет:

«Сбрасываемые в канализацию бытовые сточные воды состоят в основном из воды (99,9 % и 0,1 % твердых веществ). Такая сточная вода, похожая внешне на воду от мытья полов, не обладает резким запахом, если она не очень долго протекала по городским коллекторам. Это пока свежая вода, процесс разложения в ней еще не начался.

Очень трудно дать краткую характеристику ингредиентов сточных вод, так как загрязненные воды могут содержать в большем или меньшем количестве многие вещества. Находящиеся в сточных водах твердые вещества различаются по крупности. Диапазон крупности довольно широк: от крупных механических примесей в несколько сантиметров до полурастворенных и растворенных веществ, различимых лишь с помощью микроскопа. Среди них имеются частицы, находящиеся во взвешенном состоянии, от крупных песчинок до мельчайших взвесей.

Осаждающиеся, полурастворенные и растворенные вещества, находящиеся в сточных водах, — это преимущественно (58 %) органические вещества, т. е. продукты живой природы. Поскольку все они представляют собой химические соединения углерода, то в сухом состоянии горят. Остальные твердые вещества (42 %) являются неорганическими. К ним относятся такие минералы, как песок, глина, и т. п.; эти вещества не горят. В природе все органические вещества спустя какое-то время разлагаются. В этом можно убедиться, если, например, сосуд с осадком взятой на пробу сточной воды оставить на несколько дней открытым. Осадок, состоящий преимущественно из органических веществ, превращается вскоре в гниющую массу с очень неприятным запахом. При этом не только осадок, но и находящаяся над ним мутная вода скоро начинают загнивать, что легко определяется по запаху. В такой воде имеется еще значительное количество разлагающихся органических веществ. Если в лабораторных условиях пропустить эту воду через тонкий фильтр, то полурастворенные вещества осядут на фильтре, а полученная в результате фильтрования вода будет прозрачной. Но даже от нее через некоторое время начинает исходить неприятный тухлый запах. Это свидетельствует о том, что даже растворенные вещества, которые не были задержаны фильтром, являются отчасти веществами органического происхождения, вследствие чего они разлагаются. Эти опыты показывают, что очистка сточных вод не ограничивается только выделением осадков, то есть отстаиванием. В отстоянной воде остаются еще органические вещества, и даже в результате последующей очистки не удается получить воду, которая не содержала бы веществ, вызывающих гниение».

СНиП 2.04.03–85 «Канализация. Наружные сети и сооружения», в свою очередь, для определения концентрации загрязняющих веществ в бытовых сточных водах приводит таблицу 1, в которой указано количество загрязнений на одного жителя.

Исходя из данных, собранных в этой таблице, и зная количество сточных вод от одного человека в сутки (норму водоотведения), можно примерно определить концентрацию основных загрязнителей в стоках. Какова же эта норма и от чего она зависит? Есть нормативные документы, устанавливающие ее в зависимости от степени благоустройства жилья. Это СНиП 2.04.01–85* «Внутренний водопровод и канализация зданий», различные территориальные нормативы. Величина удельного водоотведения, кроме того, зависит от времени года, недели, привычек конкретного человека. Кто-то умывается, заткнув раковину пробочкой, а кто-то пиво охлаждает под струей воды. Но среднестатистическая норма для среднестатистического загородного дома колеблется в районе от 150 до 200 литров на человека в сутки (от 95 до 360 литров по приложению 3 к указанному СНиП). Данные цифры обычно и используют в расчетах. При этом 160 литров на человека в сутки вполне достаточно для нормальной жизни с душем, унитазом и стиркой-готовкой. 200 литров на человека представляются уже некоторым расточительством, хотя именно эту цифру чаще всего используют при загородном строительстве. Разумеется, речь идет о среднесуточной величине за достаточно продолжительное время, а не о суточных максимумах.

Если жители канализуемого дома просто живут в нем, стирая белье, готовя пищу, умываясь, чистя зубы, принимая ванну и пользуясь унитазом (только в целях личной гигиены, а не для слива в него всякой химической гадости), то сточные воды будут называться бытовыми или хозяйственно-бытовыми. Это достаточно стабильный по составу и давно изученный сток. Его характеристику я приведу по «Методическим рекомендациям по расчету количества и качества принимаемых сточных вод и загрязняющих веществ в системы канализации населенных пунктов», утвержденным приказом Госстроя России от 6 апреля 2001 г. № 75 (табл. 2).

Таблица 2. Усредненные характеристики качества бытового стока, отводимого абонентами жилищного фонда населенных пунктов

Как видите, Госстрой упоминает 24 загрязняющих вещества, присутствующих в бытовом стоке, хотя их там гораздо больше. Но эти основные. Весь этот «компот» и будет присутствовать в сточных водах вашего коттеджа, примерно в тех же самых концентрациях, если каждый проживающий человек будет тратить около 150–200 литров воды в день. Будете экономить воду — сточных вод будет меньше, а концентрация загрязнений больше. И наоборот — стоков больше, концентрация меньше.

Теперь давайте внимательнее посмотрим на этот перечень. В нем присутствуют интегральные показатели, такие как взвешенные вещества (совокупность мелких частиц твердого вещества в жидкости), жиры, СПАВ (поверхностно-активные вещества — это в основном моющие средства), БПК и ХПК (биологическая и химическая потребность в кислороде) — показатели, описывающие количество органики в стоках через потребность в кислороде на ее окисление. Кроме того, в сточных водах присутствуют ионы тяжелых металлов (медь, цинк, марганец и другие), а также биогенные элементы — азот и фосфор.

Очевидно, какую бы очистку для сточных вод мы ни предусмотрели, все эти вещества (и многие другие, не вошедшие в перечень Госстроя, но присутствующие в сточной воде) в той или иной концентрации будут находиться и в очищенном стоке.

Наиболее распространенный и общеупотребительный способ очистки бытовых сточных вод — биологический.

Большой энциклопедический словарь дает следующее определение биологической очистки стоков:

«Биологическая очистка сточных вод — очистка, основанная на способности микроорганизмов разрушать (минерализовать) содержащиеся в сточных водах органические вещества (загрязнения)».

Различают анаэробный и аэробный процесс биологической очистки.

Анаэробный процесс очистки сточных вод — процессы разрушения органических веществ микроорганизмами при отсутствии кислорода воздуха.

Аэробный процесс очистки сточных вод — процесс разрушения органических веществ микроорганизмами в присутствии кислорода воздуха.

Существует два основных типа или способа биологической очистки — с применением сооружений с естественными или искусственно созданными условиями. Процессы разрушения органических веществ в естественном виде протекают в почве и водоемах. Если количество органических веществ колеблется в пределах естественной нормы, то почва и водоемы справляются с процессом биологического окисления своими силами. Когда органики слишком много, процессы окисления угнетаются, почва и водоемы загнивают. Биологического окисления сточных вод можно добиться, если создать условия, способные интенсифицировать процесс. Такие условия создаются на полях фильтрации (не путать с подземными полями фильтрации), биопрудах и модных в настоящее время биоплато.

Поля фильтрации — это земельные участки с песчаными почвами, супесями и суглинками, подготовленные для естественной биологической очистки сточных вод фильтрацией через почвенные горизонты. В почве присутствуют как аэробные, так и анаэробные бактерии (аэробы — в основном на поверхности почвы и в ее верхнем слое, анаэробы — в толще земли), соответственно, осуществляются оба процесса очистки. В связи с тем, что этот естественный и простой метод очистки бытовых стоков требует больших площадей и «плохо пахнет», в настоящее время он имеет ограниченное применение. Биопруды и биоплато в наших климатических условиях используют в основном для доочистки сточных вод в летнее время (дело в том, что при низкой температуре воды биологические процессы замедляются, а при температуре, близкой к нулю, вообще практически не идут).

Очистка сточных вод в искусственных условиях так же использует аэробный и анаэробный процессы. На отечественном рынке в основном присутствуют два типа малых очистных сооружений — септики и аэрационные биологические очистные сооружения (аэротенки и реакторы) различных модификаций. Искусственные условия позволяют интенсифицировать процесс очистки, сократив занимаемые площади и выделение дурнопахнущих веществ в атмосферу. Аэротенки, реакторы и септики часто используют совместно с биофильтрами, процесс очистки в которых протекает аналогично процессу очистки на полях фильтрации. Разница в том, что биопленка на полях фильтрации образуется на поверхности частиц земли, а в биофильтре — на поверхности его загрузки. Можно сказать, что биофильтр — это «свернутое», компактное поле фильтрации. В отличие от биофильтра, где создаются условия, интенсифицирующие процесс биологического окисления в почве, аэротенки и реакторы представляют собой сооружения, где интенсифицируется процесс, происходящий в водоемах. Интенсификация осуществляется за счет подачи воздуха и интенсивного перемешивания. Понятно, что это в основном аэробный процесс. Итак, аэротенки (реакторы), биофильтры и септики — это искусственные сооружения, моделирующие и интенсифицирующие естественные процессы, происходящие в почве (биофильтры и септики) и в водоеме (классические аэротенки и реакторы различных модификаций).

Напомню, что все очистные сооружения автономных систем канализации используют биологический способ очистки, то есть в них культивируются микроорганизмы, разрушающие органические загрязнения. Органические загрязнения бывают растительного и животного происхождения. К растительным относятся: остатки растений, плодов, овощей, злаков, бумаги и растительные масла. Основным химическим элементом этого рода загрязнений является углерод. К загрязнениям животного происхождения относятся физиологические выделения людей и животных, остатки мускульных и жировых тканей животных, клеевые вещества и прочее. Они характеризуются довольно значительным содержанием азота.

Возможно, неискушенный читатель удивится, но специалистам давно известно, что классические биологические очистные сооружения рассчитываются только на удаление из воды органики (БПК) и взвешенных веществ (существует еще технология биогенного удаления фосфора, но она в основном реализуется на больших очистных сооружениях, в малых установках фосфор, как правило, удаляют химически). А как же остальное? — спросите вы. А удаление всего остального — не более чем полезный сопутствующий эффект, расчету практически не поддающийся из-за невероятной сложности протекающих процессов. Очень грубо его можно свести к поглощению загрязнений поверхностью активного ила (тех самых микроорганизмов, разрушающих органические загрязнения) и сопутствующим биохимическим реакциям.

Приведу, сильно сократив, таблицу из «Методических рекомендаций по расчету количества и качества принимаемых сточных вод и загрязняющих веществ в системы канализации населенных пунктов», утвержденных приказом Госстроя России от 6 апреля 2001 г. № 75 (табл. 3).

Таблица 3. Перечень загрязняющих веществ, удаляемых из сточных вод на сооружениях биологической очистки

Из этого перечня видно, что для каждого вещества в стоках есть некоторое пороговое значение, и если содержание этого вещества окажется больше, то биоценоз очистного сооружения не выдержит — погибнет или будет сильно угнетен. Кроме того, каждое из перечисленных веществ имеет свой процент удаления. Его нельзя рассчитать, и на него практически нельзя воздействовать.

В стоках присутствуют и загрязнения, вообще не задерживаемые биологическими очистными сооружениями. В «Методических рекомендациях…» приведен список из 63 таких веществ (в действительности их гораздо больше, но эти 63 — наиболее часто встречающиеся в бытовом стоке).

Под очисткой на биологических сооружениях понимается (кроме деструкции органического вещества) и сепарация, при которой образуются относительно чистая вода и относительно загрязненный осадок. Поэтому, когда вы прочли в рекламе об «очистке на 98 %», надо понимать, что вода если и освободилась на 98 % от загрязнений, то основная их часть сконцентрировалась в осадке.

А что же тогда делают микроорганизмы, «живущие» в очистных сооружениях? Кушают органику, разлагая ее на простейшие минералы. Не будем вдаваться сейчас в подробности, поскольку эта тема гораздо шире и требует как минимум отдельной обзорной статьи. Приведу лишь одну цитату:

«По утверждениям микробиологов, из всех функций микроорганизмов самой важной для жизни на Земле является та, которую они выполняют, участвуя в круговороте углерода. Микроорганизмы поддерживают динамическое равновесие углекислоты между процессами фиксации ее зелеными растениями и выделения во внешнюю среду вследствие минерализации органических соединений, скапливающихся в воде и почве» (С. В. Яковлев, Т. А. Карюхина «Биохимические процессы в очистке сточных вод»).

Биологическое окисление углеродсодержащей части органических веществ в идеале проходит до образования углекислоты и воды, азотсодержащей — через образование нитритов и нитратов до атомарного азота, выделяющегося в атмосферу.

Микроорганизмы, осуществляющие биологическую обработку стоков, сами устанавливают степень их очистки. Человеку необходимо как минимум им не мешать, а по возможности и помогать. Насколько велика должна быть помощь, зависит от того, как глубоко надо очистить стоки, а это, в свою очередь, зависит от места их сброса.

Сбрасывать можно в водоем или в грунт. Для того и другого есть свои нормативы очистки, но для водоема они значительно строже, чем для грунта. Между тем сброс в почву полностью замыкает круговорот веществ в биосфере, давая растениям возможность использовать многие элементы стоков для своего роста. Именно поэтому при сбросе в грунт воду не надо чистить «очень сильно», поскольку тогда она будет очищаться от полезных веществ.

Кратко коснемся биохимических процессов, происходящих в классических сооружениях малой автономной канализации — септиках с почвенным поглощением стока. Без поступления кислорода извне в септике развиваются метанобразующие бактерии, которые перерабатывают осажденные в нем загрязнения с образованием минерального осадка и газообразного метана. Этот процесс (метановой ферментации) протекает в две стадии. На первой — сложные органические вещества разлагаются до более простых (жирных кислот, спиртов, альдегидов, углекислоты, аммиака и водорода). На второй — метанобразующие бактерии превращают продукты первой фазы в метан, углекислоту и другие газы, образующиеся в малых количествах, а также нерастворимые соединения, выпадающие в осадок. Газы уходят в атмосферу через вентиляционные вытяжки, а минерализованные соединения накапливаются в осадке. Очистка стоков, прошедших септик, продолжается в почве подземных полей фильтрации, в почве вокруг фильтрующего колодца или в биофильтре, установленном после септика.

Почва представляет собой огромный естественный биохимический реактор, в котором непрерывно протекают самые разнообразные сложные процессы разрушения и синтеза органических веществ, образуются новые неорганические соединения, происходит отмирание патогенных бактерий, вирусов, простейших, яиц гельминтов. Этот реактор — ведущее звено круговорота веществ в природе, поддерживающее мощнейшие природные циклы трансформации (азота, углерода, кислорода и прочих элементов), от которых зависит все живое на планете. Почва является главным элементом биосферы, где происходят процессы миграции, трансформации и обмена всех химических веществ на нашей планете.

Органические вещества, поступающие в почву в естественных условиях в виде остатков растений и животных, а также продуктов их жизнедеятельности, разрушаются различными сапрофитными почвенными микроорганизмами: бактериями, актиномицетами, грибами, водорослями и простейшими. В присутствии кислорода аэробные микроорганизмы разлагают углеводы до двуокиси углерода и воды. Жиры в аэробных условиях расщепляются на глицерин и жирные кислоты, которые распадаются на углекислый газ и воду. Распад белковых соединений происходит в 2 этапа. На первом этапе — аммонификации — белки распадаются до аминокислот, которые, в свою очередь, разрушаются до аммиака и солей аммония, а также кислот жирного и ароматического рядов. В аэробных условиях параллельно происходит второй этап минерализации азотсодержащих соединений — нитрификации, когда аммиак окисляется до нитритов, а последние — до нитратов. Благодаря процессам почвенного разрушения органические соединения преобразуются в те формы неорганических веществ, в которых они могут стать питательным материалом для растений, и снова попадают в природный круговорот веществ.

Здесь стоит отметить, что очистка — понятие техногенное, придуманное человеком для описания искусственных процессов, необходимых ему в процессе его жизнедеятельности. В мире человека «очистка» идет рука об руку с «отходами», с которыми человек сражается всю свою сознательную историю. В природе же очистки в этом смысле не существует, есть трансформация (реакции нитрификации-денитрификации, к примеру), синтез (образование гумуса) и сепарация, разделение (например, при отстаивании — осветленная вода водоема и осадок, ил). Грязь, отходы, сточные воды — эти вещества не на своем месте. Борьба с отходами заключается в направлении веществ туда, где они окажутся на своем месте. В рассматриваемом случае септик выполняет функцию сепаратора загрязнений, а почва — трансформации, синтеза и включения их продуктов в естественные природные циклы.

Процессы минерализации и гумификации органических веществ сточных вод в почве являются очень сложными. В реальных условиях они протекают параллельно и одновременно под влиянием большого количества организмов, входивших в состав биоценоза почвы. Главную роль в этих процессах играют аэробные и анаэробные микробы почвы. Кроме микробов в этих процессах принимают участие актиномицеты, грибы, простейшие и растения. Микроорганизмы, которые разрушают и синтезируют органическое вещество при использовании почвенных методов очистки сточных вод, имеют двойное происхождение. Одна их часть поступает в почву со сточными водами, а вторая — это бактериальная флора собственно почвы, приспособившаяся к определенным условиям существования.

Процесс синтеза гумуса протекает в условиях биокатализа, действия ферментов, выделяемых микроорганизмами. Сущность этого процесса сводится к тому, что промежуточные продукты разложения органического вещества, попадая под воздействие реакций биохимического окисления, поликонденсации, полимеризации, дают качественно новые органические соединения, которые называют гумусовыми, или перегнойными, а процесс их образования — гумификацией. Обычно под гумусом (от лат. «humus» — «земля», «почва») понимают группу темноокрашенных высокомолекулярных азотсодержащих органических веществ кислотной природы, большая часть которых — коллоиды. Собственно гумусовые вещества составляют 85–90 % общего количества органических соединений почвы.

В дикой природе наибольшее количество гумуса дает листовой опад, травянистая растительность и ее корневая система. В результате биохимических процессов разложения их органического вещества образуются две основные группы соединений: неспецифичный гумус (лигнин, целлюлоза, воски, смолы и другие полуразрушенные соединения) и специфический гумус (гуминовые и фульвокислоты, гумин). Фульвокислота наиболее подвижная, более агрессивная. При попадании в колодцы она придает питьевой воде коричневый цвет.

С агрономической точки зрения лучшим гумусом считается тот, в котором преобладает гумин с гуминовой кислотой, как в наших дерновых или черноземных почвах. В большинстве же почв суши преобладает фульватный состав гумуса. Наибольшее количество доброкачественного гумуса имеют черноземы (4–15 %). Поэтому эти почвы самые плодородные.

Гумус в почве частично соединяется с глеем и коллоидными частичками, создавая органо-минеральные соединения (хелаты). Они полезны тем, что замедляют минерализацию гумуса (создание золы — оксидов химических соединений), увеличивают содержание ценных элементов питания в доступной для растений форме и замедляют вынос биогенных элементов из почвы в реки и озера.

Степень гумификации органического вещества в почве характеризуется так называемым санитарным числом (по Н. И. Хлебникову), позволяющим оценить очищающую способность почвы от органических загрязнений.

СанПиН 2.1.7.1287–03 устанавливает санитарно-эпидемиологические требования к качеству почвы населенных мест и сельскохозяйственных угодий, обуславливающих соблюдение гигиенических нормативов при размещении, проектировании, строительстве, реконструкции (техническом перевооружении) и эксплуатации объектов различного назначения, в том числе и тех, которые могут оказывать неблагоприятное воздействие на состояние почв.

В соответствии с этим документом санитарное число (отношение белкового азота к общему органическому азоту) должно быть не ниже 0,98 (относительные единицы). Почвы, отвечающие предъявленным требованиям, следует относить к категории «чистая».

В упоминаемой выше книге Рудольф Рандольф пишет:

«При аэробном процессе распада происходит присоединение кислорода к продуктам распада. Этот процесс называют также окислением. Процессы разложения и окисления продолжаются до тех пор, пока весь углерод не превратится в двуокись углерода, водород — в воду, а азот — в нитраты. При аэробном разложении постоянно потребляется кислород.

Аэробные процессы разложения широко распространены в природе. Они постоянно протекают в водоемах, содержащих растворенный кислород, или в хорошо аэрируемых и населенных живыми организмами почвах. При круговороте органической материи продукты распада вновь оказываются исходными веществами для образования высших соединений.

В противоположность только что описанным процессам существует другой путь распада крупных молекул органических веществ на более мелкие частицы — анаэробное разложение. Он совершается лишь в отсутствие кислорода воздуха. Этот процесс известен также под названием “гниение”. В нем принимают участие живые организмы. Однако в то время как в процессе аэробного разложения участвуют многие виды организмов, процессы гниения осуществляются лишь определенными видами бактерий. При поступлении воздуха в достаточном количестве бактерии гниения подавляются другими организмами, поглощающими кислород. Лишь когда эти организмы из-за недостатка кислорода погибают, могут размножаться анаэробные бактерии. Конечные продукты процессов гниения не похожи на продукты, образующиеся при аэробном разложении. При гниении происходит процесс восстановления. При этом наряду с твердыми соединениями в качестве конечных продуктов образуются различные газы, такие как метан, углекислый газ, аммиак и сероводород. В конечном счете образующиеся вследствие анаэробного разложения частицы высокомолекулярных органических соединений вновь используются для синтеза новых белков, жиров и углеводов с помощью растений. Таким образом, мы видим, что при протекании распада по второму пути круговорот органической материи в природе снова замыкается».

Андрей Анатольевич Ратников,
руководитель контрольной комиссии,
член правления НП «ИСЗС-Проект»

источник