Анализ сточных вод по схемам

Деятельность человека, как и любого другого живого существа, всенепременно сопровождается выделением немалого количества отходов жизнедеятельности. В современных условиях практически все из них уносятся вдаль водами канализационных рек. Наконец, нашу цивилизацию практически невозможно себе представить без огромного количества заводов и прочих предприятий, которые также во множестве продуцируют сточные воды.

Очистка сточных вод является процессом, после прохождения которого стоки пригодны для использования в технических целях или же возврата в окружающую среду без ущерба для последней. Словом, способ зависит от дальнейшего использования жидкости. К примеру, сточные воды от раковин – не то же самое, что содержимое сливных ям, куда спускается содержимое унитаза.

В апреле 1993 года более 400 тысяч человек в Милуоки оказались на больничной койке в результате попадания в питьевую воду криптоспоридии. После этого случая, который получил мощный резонанс в ВОЗ, мировая общественность стала намного осторожнее относиться к той жидкости, которая течет из-под кранов под видом «питьевой воды». Это мнение только окрепло после обнародования некоторых случаев эпидемий в Индии, в результате которых сотни человек умерли. А ведь дело было в обычной кишечной палочке, попавшей в водопровод из плохо очищенных стоков! Так что очистка сточных вод – чрезвычайно важный процесс, который сохраняет жизнь и здоровье людей.

Любые загрязнители коренным образом меняют вкус, цвет и запах жидкости, не говоря уже о ее пригодности для использования в пищевых или технических целях. Наиболее опасными являются промышленные стоки, так как в них нередко содержатся такие концентрации тяжелых металлов и иных веществ, которые в десятки и сотни раз превышают самые «оптимистичные» ПДК. Конечно, в этом случае все зависит от конкретного производства, которое сбрасывает сточные воды. Канализация среднестатистического города по сравнению с ними может показаться «родником», так как в ней, по крайней мере, не бывает радиоактивных изотопов или огромного количества тяжелых металлов.

Опасные загрязнения, которые делают воду непригодной для питья и использования в бытовых целях, можно квалифицировать как физические, химические, биологические факторы. Особняком стоит выброс радиоактивных изотопов. Соответственно, классификация загрязнений будет идентична причинам, которые их вызывают:

• Механические факторы. Характеризуются резким увеличением мельчайшей механической взвеси в жидкости.
• Химические. В воде повышено содержание любых химических соединений. При этом не имеет значения, могут ли эти вещества оказывать негативное влияние на здоровье человеческого организма.
• Биологические и бактериологические (бытовые сточные воды). Очень опасный вид загрязнений, так как в этом случае в воде превышено содержание микроорганизмов. В самом начале статьи мы уже говорили, чем это чревато.
• Тепловые загрязнения. Так называется сброс в реки и другие водоемы воды из прудов-охладителей при ТЭЦ и АЭС. Не стоит относиться к этой разновидности легкомысленно, так как подобные явления приводят к массовой гибели эндемиков, приспособленных к низким температурам воды, которые характерны именно для нашей местности.
• Радиоактивные. В воде и донных осадках обнаруживаются радиоактивные изотопы. Такое бывает, когда неисправна система сточных вод на некоторых промышленных предприятиях или АЭС.

В наших условиях наиболее распространены стоки трех типов:

• Примеси неорганического происхождения, включая даже нетоксические соединения.
• Вещества органического происхождения.
• Смешанные стоки.

Очень опасны отходы металлургических производств, так как в них содержится огромное количество тяжелых металлов и прочих токсичных соединений. Они изменяют физические свойства воды. В тех водоемах, куда попадает эта отрава, погибает все живое, включая деревья и прочую растительность по берегам. Органику же сбрасывают нефтеперерабатывающие комплексы и подобные производства. В стоках есть не только сравнительно безопасная нефть, но и предельно ядовитые фенолы и подобные им вещества. Кроме того, не следует сбрасывать со счетов предприятия животноводческого типа.

Они выбрасывают гигантское количество органики. Последний вызывает резкое ухудшение органолептических свойств воды. В водоемах, куда попадают сточные воды предприятий, происходит резкое развитие микроскопических водорослей, цветение, в жидкости до минимума падает содержание кислорода. Рыбы и прочие гидробионты погибают. Производство электроники, в том числе травление печатных плат и выпуск радиотехнической продукции различных типов, дает стоки смешанного типа. В их составе имеются красители, тяжелые металлы, ацетон, фенолы и прочие соединения.

В настоящее время ученые всего мира бьют тревогу, так как в Мировой океан попадает гигантское количество нефти. Она образует на поверхности воды тончайшую пленку, которую порой можно заметить только по радужным разводам. Это не только приводит к значительному ухудшению органолептических свойств жидкости, но и к резкому снижению поступления кислорода, который попадает в океан путем диффузии. Опять-таки страдают гидробионты, причем особенно бьет нехватка этого вещества по кораллам, численность которых в морях и океанах катастрофически падает с каждым годом. Всего лишь 10 мг нефти и нефтепродуктов делают воду абсолютно непригодной для питья и жизни живых существ.

Чрезвычайно опасны фенолы, о которых мы неоднократно упоминали выше. Они присутствуют в стоках практически всех промышленных предприятий. Особенно это относится к тем из них, которые занимаются производством кокса. В присутствии этих веществ происходит массовая гибель обитателей прудов, рек, морей и океанов, а сама вода приобретает крайне неприятный, гнилостный запах.

На очистные сооружения сточных вод попадают стоки следующего состава:

• Белки – 28%.
• Углеводы – 17,5%.
• Жирные кислоты – 10%.
• Масла, жиры – 27%.
• Детергенты – 7%.

Как можно заметить, основная доля загрязняющих веществ – органика. В промышленных условиях обсуждать какой-то состав сточных вод бессмысленно, так как в каждом случае он свой. В частности в некоторых случаях прямо в реку (!) сбрасывается якобы очищенная «вода», которая по внешнему виду и составу напоминает использованное моторное масло.

Как правило, в загрязнении среды виноваты промышленные и социальные объекты, а также животноводческие и птицеводческие фермы. Очень опасны твердые отходы, которые образуются при открытой разработке месторождений полезных ископаемых, а также стоки, образующиеся в процессе деревопереработки. Водный и железнодорожный транспорт дают немало отходов биологического происхождения. При попадании в водные источники они вызывают их обсеменение кишечной палочкой или яйцами глистов. Особенно опасно, когда выше по течению реки стоит какое-то медицинское учреждение.

Обработка включает в себя следующие способы:

• Механические. Сюда относится фильтрация, которую используют все очистные сооружения сточных вод, а также отстаивание.
• Физические. Это электролиз, аэрация, обработка стоков ультрафиолетовым излучением.
• Химические методы. Применяются специальные составы для осаждения и обеззараживания веществ, которые могут содержаться в стоках.
• Биологическая очистка сточных вод. В этом случае используются растения, усваивающие органику, а также некоторые виды простейших, улиток и рыб.

Перед началом обработки проводится подготовительная работа. Точнее, анализ сточных вод. Специалисты химических лабораторий определяют, какие именно загрязнители в них содержатся. Это помогает выбрать лучшую стратегию по их нейтрализации. Общая процедура очистки сточных вод включает отсеивание: твердых частиц, бактерий, морских водорослей, растений, неорганических примесей и органических веществ. Удаление твердых частиц – самый простой этап. Он включает в себя фильтрацию и осаждение путем отстаивания. Куда сложнее очистить сточные воды от тонких взвесей, которые обычными фильтрующими материалами не задерживаются.

Одним из наиболее простых и дешевых методов, который, тем не менее, обеспечивает высокую степень очистки, является использование активированного угля. Фильтры с этим материалом используются практически на всех предприятиях, руководство которых серьезно относится к защите окружающей среды.

Главным преимуществом угля является его высокая способность к абсорбции. Проще говоря, на поверхности частичек этого вещества имеется такое количество пор, что они могут задержать такое количество загрязняющих воду соединений, которое в несколько раз превышает объем самого угля. Именно процесс улавливания, связывания загрязняющих реагентов и называется абсорбцией. Следует отметить, что с целью очистки питьевой воды уголь использовался еще до нашей эры. Активное исследование и производство этого материала началось во время двух мировых войн. Факторами, влияющими на поглощение, являются размер частицы, площадь поверхности, структура связываемого вещества, кислотность среды (pH-фактор), температура, которую имеют сточные воды.

Древесный уголь поглощает много веществ, начиная от цветных металлов и заканчивая сложными органическими соединениями (к примеру, фенолами). Конечно, от радиоактивных соединений он не защитит, но основные виды неорганических и органических примесей с его помощью удалить можно.

В некоторых случаях для очистки могут быть использованы специальные жидкости, в состав которых входят частицы коллоидных веществ. Для чего они нужны? Все просто – микроскопические частицы, объединяясь с молекулами загрязняющих веществ, заставляют их выпадать в осадок. Явление известно как коагуляция. В некоторых очистных сооружениях используется также метод электролиза. Метод схож с предыдущим, так как ионы, образующиеся при этом процессе, также способствуют осаждению загрязняющих примесей.

Напротив, современные исследователи все чаще предлагают методы, при которых используются массивные молекулы, которые с большей эффективностью могут связывать и осаждать загрязнители. Такой процесс называют флокуляцией.

Как мы уже и говорили, очистка сточных вод может предусматривать использование отрицательно заряженных ионов. Исторически для этих целей используется сульфат алюминия, а также известь. Эти соединения вызывают резкое изменение рН воды, что приводит к гибели патогенных микроорганизмов, которые во множестве содержатся в стоках. В некоторых случаях могут использоваться вещества на основе трехвалентного железа. Некоторые химики считают, что подобные методы могли использовать еще египтяне за две тысячи лет до нашей эры. Отлично осаждает органику также перманганат калия.

Как бы там ни было, но связанная органика выпадает в виде хлопьев или геля. Эти осадки сточных вод могут быть с легкостью отловлены при помощи простейшего механического фильтра. Данный метод работает лучше всего с относительно плотными частицами (например, илом и прочими тяжелыми органическими примесями), в то же время более легкие частицы (например, микроскопические морские водоросли) лучше удаляются при помощи отстаивания. Осадительный чан должен быть достаточно большим, дабы заполнение его шло как можно медленнее. Связано это с тем, что для нормального протекания процесса требуется не менее четырех часов. После того как органические и неорганические примеси осядут на дно, воду можно считать условно очищенной, годной для использования в технических целях. Этот метод чаще используется при предварительной обработке стоков.

Затем приходит черед аэрации. Вода поступает в гигантские чаны, куда попадает сжатый воздух под большим давлением, выводимый в жидкость посредством распылителей. Вы когда-нибудь видели, как работает компрессор в обычном аквариуме? В этом случае происходит практически то же самое. Аэрация позволяет насытить воду кислородом и вывести в осадок оставшиеся органические примеси. После такой обработки жидкость чаще всего подается в специальные пруды, засаженные высшей водной растительностью (биологическая очистка сточных вод). И только потом вода считается пригодной для использования в технических целях. Ею можно поливать посадки овощей и фруктов, а также сбрасывать в природные водоемы.

источник

При обустройстве автономной канализации загородного дома нужно принимать во внимание действующие санитарно-гигиенические стандарты. Проводится анализ сточных вод и в ряде других случаев – подробнее далее.

О круговороте воды в природе мы впервые слышим еще в школе. Поскольку человек активно участвует в большинстве технологических и биологических процессов, он вносит свой вклад в активное загрязнение среды. Самыми потенциально опасными являются сточные воды. Для определения их качества отбираются пробы, которые затем направляются в аккредитованные специализированные лаборатории.

Все организации, деятельность которых связана с анализом загрязненных стоков, должны отбирать пробы на анализ воды один раз в квартал. За превышение предельно допустимых норм загрязнения предусматриваются штрафы. Чаще всего экспертизу стоков заказывают лакокрасочные предприятия, полиграфические, химические, металлургические компании, автомойки и заправочные станции. Должны регулярно проводить соответствующие исследования и владельцы частных домов, поскольку загрязненные сточные воды наносят вред и им самим, и соседям.

Основные цели отбора проб и проведения анализа стоков:

• оценка степени влияния объекта, предприятия на канализацию, водоемы;
• оценка уровня эффективности работы очистных сооружений;
• экспертиза стоков в государственных органах в рамках согласования проектов;
• разработка норм предельно допустимого сброса для предприятий;
• подбор оптимального септика.

Сточные воды – сложная неоднородная система, загрязненная разными веществами, представленными в ее составе в разных состояниях (коллоидном, растворенном и нерастворенном). Стоки содержат биологические, органические и неорганические примеси. Если говорить о самих сточных водах, то к ним относят все прошедшие определенную переработку и загрязненные массы.

Чтобы получить уверенность в безопасности стоков на загородном участке, нужно провести анализ их состава. Для этого проверяются химические и санитарно-биологические показатели. Анализ может быть полным и сокращенным – данное деление используется специализированными лабораториями, но является достаточно условным, поскольку ни одна проверка не дает исчерпывающие результаты. Полный химический анализ стоков предполагает изучение запаха, температуры, прозрачности и цвета воды, определение значения рН, сухих примесей, наличия плотного остатка, его веса и объема, количества взвешенных частиц, химической и биологической потребности в кислороде. Также обязательно рассчитывается процентное содержание СПАВов, токсичных веществ, биологических загрязнителей, растворенного кислорода, сульфатов, хлоридов, азотистых соединений. Сокращенный анализ позволяет получать сведения о кислотно-щелочном балансе, прозрачности, наличии взвешенных частиц, биологической потребности в кислороде и содержании растворенного кислорода.

Канализационные стоки представляют собой жидкость, загрязненную в ходе промышленной и бытовой деятельности людей. Концентрация веществ будет разной для стоков жилых домов и жидкостей, отводимых от промышленных предприятий. Данный тип жидкости должен обязательно проходить специальные процедуры по водоочистке и сбрасываться обратно в реки, водоемы, грунтовые воды, пр. Стоки включают в себя минеральные, органические и биологические вещества. Визуально от чистой воды они отличаются мутностью, характерным цветом, резкому фекальному запаху.

При обустройстве автономной канализации загородного дома большинство людей отдает предпочтение выгребным ямам. Да, этот способ является самым доступным и простым, но он приводит к загрязнению подземных вод. Поэтому не используйте скважины с питьевой водой, расположенные поблизости от выгребной ямы – в них отмечается высокая концентрация загрязнений, включая инфекционные заболевания и глистные инвазии. В случае с септиком прогнозы куда более утешительные – в данном случае взвешенные вещества отстаиваются, выпадая в осадок, а в дренажный колодец уже сбрасываются очищенные стоки. Еще более современный и дорогостоящий вариант – станции биологической очистки. В них за счет деятельности аэробных микроорганизмов происходит очистка загрязненных сточных масс. Учтите, что станции биологической очистки являются достаточно прихотливыми в эксплуатации – они требуют поддержания постоянного температурного режима, обеспечения субстратом и наличия постоянной подачи воздуха. Если данные требования не выполнять, надеяться на то, что стоки будут очищаться в соответствие с действующими нормами, не стоит.

Промышленные стоки образуются на предприятиях, затем выводятся с их территорий через специальные коллекторы. Спектр загрязнителей зависит от деятельности организации – это могут быть органические и неорганические примеси, красители, сульфаты, фенолы, нефтепродукты, ПАВы, хлориды и тяжелые металлы. Анализ стоков позволяет определять специфику и спектр загрязнителей, которые скидываются в канализацию. При повторном анализе сооружений очистки ранее обнаруженных загрязнений быть не должно, или их показатель не должен превышать разрешенный минимум.

Рассмотрим все параметры, по которым производится анализ сточных вод:

1. Физические – это температура, прозрачность, цветность и запах. Информативность такого анализа невысокая.
2. Химические – а именно базовая кислотно-щелочная реакция, наличие сухого остатка, фосфора и азотистых соединений, сульфатов, хлоридов, синтетических поверхностно-активных веществ. Также обязательно определяется содержание свободного кислорода и степень окисляемости.

Оценка количественных и качественных показателей загрязненности воды нужна не только для составления эффективного плана очистных мероприятий, но и для повышения эффективности последних.

Лабораторный анализ сточных вод чаще всего заказывают:

• полиграфические комбинаты;
• предприятия лакокрасочной промышленности;
• пищевое производство;
• химическая отрасль;
• металлургия;
• автомойки, заправочные станции;
• легкая промышленность.

Ответственность за загрязнение окружающей среды стоками устанавливает Кодекс РФ об административных нарушениях. В соответствие с положениями статьи 8.2 данного акта, организации и граждане, которые не соблюдают экологические, санитарно-эпидемиологические требования к накоплению, сбору, размещению, транспортировке и иным обращениям с производственными отходами, подвергаются соответствующему наказанию. Размеры штрафов:

• 1-2 тыс. рублей для частных лиц;
• 30-50 тыс. рублей для предпринимателей;
• 10-50 тыс. рублей для должностных лиц.

Лаборатории предоставляют услуги по оценке сточных вод по всем указанным выше параметрам. Стоимость проверки зависит от набора исследуемых показателей. Примерный прайс:

1. Минимальный анализ на 7 показателей – 15 тыс. рублей.
2. Типовая проверка на 15 показателей – 23 тыс. рублей.
3. Расширенный перечень на 33 показателя – 40 тыс. рублей.

Также возможна оценка качества сточных вод по индивидуальным наборам показателей. Стоимость такой проверки зависит от количества проб и перечня показателей. В цену услуги уже входит выезд специалиста на объект, отбор проб и их консервация, транспортировка, составление анализа и формирование отчета.

По заявке заказчика специалист лаборатории выезжает на объект и делает отбор проб на анализ с соблюдением требований к транспортировке и консервации. Экспертиза проводится в собственной лаборатории компании, по ее результатам составляется протокол. Рекомендации относительно проводимых очистных мероприятий, выбору септика делаются по желанию заказчика.

Для забора проб используется строго чистая тара из пластика либо стекла объемом от 1 л. Ее нужно тщательно промыть водопроводной водой для исключения вероятности попадания бактерий и других веществ, которые способны негативным образом повлиять на достоверность результатов анализов. Если будет делаться бактериологическая проверка, емкость нужно использовать стерильную, герметично закрывающуюся – ее можно приобрести в лаборатории, где вы планируете проводить проверку. Емкость заполняйте практически до самого верха, оставляйте маленький зазор между крышкой и уровнем воды. Доставить пробы желательно в течение двух часов, не на солнце.

Для выполнения самого простого анализа обычно достаточно двух дней, анализ промышленных стоков требует больше времени из-за специфики его содержания. Результаты проверки должны содержать следующие данные:

• Запах воды.
• Цветность в °С.
• Прозрачность или мутность.
• Кислотность.
• Наличие осадка.
• Содержание растворенного кислорода.

Уровень биологического загрязнения подсчитывается при определении степени концентрации кишечных бактерий. Также анализ может определять глисты, вирусы, грибы и некоторые бактерии.

Вы можете заказать проведение анализа бытовых или промышленных стоков уже сегодня. Для этого выберите лабораторию, отправьте заявку и согласуйте детали сотрудничества с менеджером.

источник

Величина рН в воде водоемов хозяйственно-питьевого водопользования регламентируется в пределах 6,5 — 8,5. В большинстве природных вод рН составляет от 6,5 до 8,5 и зависит от соотношения концентраций свободного оксида углерода (IV) и HCO₃ — . Более низкие значения рН могут наблюдаться в кислых болотных водах за счет повышенного содержания гуминовых и фульвокислот. Летом при интенсивном фотосинтезе рН может повышаться до 9. На величину рН влияет содержание карбонатов, гидроокисей, солей, подверженных гидролизу, гуминовых веществ и др.

В результате происходящих в воде химических и биологических процессов и потерь углекислоты рН воды может быстро меняться, поэтому рН следует измерять сразу же.

Для ориентировочного определения рН можно пользоваться универсальным бумажным индикатором.

Потенциометрический метод определения рН отличается большой точностью (0,02). Определению не мешают окраска, мутность, свободный хлор, окислители, восстановители, повышенное содержание солей.

После проверки потенциометра ополосните дистиллированной водой стаканчик и электроды. Налейте в стаканчик анализируемую воду и измеряйте рН 2 – 3 раза с интервалом 2 – 3 мин. Последние два показания прибора должны быть одинаковыми. Если исследуемая вода имеет низкую температуру (около 0 0 С), то она должна быть нагрета до комнатной температуры.

Определение цветности воды

Цветность природных вод обусловлена главным образом присутствием гуминовых веществ и комплексных соединений железа (III). Количество этих веществ зависит от геологических условий, водоносных горизонтов, характера почв, наличия болот и торфяников в бассейне реки и т.д.

Цветность воды определяют визуально. Результаты выражают в градусах цветности. Цветность от 0 до 50 0 выражается с точностью до 2 0 , от 51 до 100 0 – до 5 0 , от 101 до 250 0 – до 10 0 , от 251 до 500 0 до 20 0. . При цветности выше 80 0 воду необходимо разбавлять.

Приготовление стандартных растворов

Раствор 1: 0,0875 г K₂Cr₂O₇, 2 г CoSO₄×7H₂O и 1 мл серной кислоты (пл. 1,84 г/см 3 ) растворите в дистиллированной воде в мерной колбе на 1 л, доведите объем раствора до метки дистиллированной водой. Этот раствора соответствует цветности 500 0 .

Раствор 2: 1 мл серной кислоты (пл. 1,84 г/см 3 ) растворите в дистиллированной воде в мерной колбе на 1 л, доведите объем раствора до метки дистиллированной водой.

Подготовка шкалы стандартных растворов. Смешивая растворы 1 и 2 в соотношениях, указанных в таблице, приготовьте шкалу цветности.

В цилиндр, однотипный с теми, в которых приготовлена шкала, налейте 100 мл исследуемой воды. Просматривая сверху на белом фоне, подберите раствор шкалы с тождественной окраской.

Запах воды водоемов не должен превышать 2 баллов, обнаруживаемых непосредственно в воде. Определение основано на органолептическом исследовании характера и интен­сивности запаха воды при 20 0 и 60 0 С.

Запах воды обусловлен наличием в ней летучих и пахнущих веществ, которые попадают в неё естественным путем или сточными водами. По характеру запахи делятся на две группы.

Запахи естественного происхождения описываются по следующей терминологии.

Чистые природные воды запахов не имеют.

Запахи искусственного происхождения (от промышленных выбросов, для питьевой воды – от обработки воды реагентами на водопроводных сооружениях и т.п.) называют по соответствующим веществам: хлорфенольный, камфорный, бензиновый, хлорный и т.п.

Интенсивность запаха оценивают по пятибалльной системе, приведенной в таблице.

Водой, не имеющей запаха, считается такая, запах которой не превышает 2 балла.

100 мл исследуемой воды при 20 0 С налейте в колбу вместимостью 150 – 200 мл с ши­роким горлом, накройте часовым стеклом или притертой пробкой, встряхните вращательным движением, откройте пробку или сдвиньте часовое стекло и быстро определите характер и интенсивность запаха. Затем колбу нагрейте до 60 0 С на водяной бане и также оцените запах.

Определение прозрачности воды

Прозрачность воды обусловлена ее цветом и мутностью, т.е. содержанием в ней различных окрашенных и взвешенных органических и минеральных веществ. Мерой прозрачности служит высота столба воды, при котором можно различать на белой бумаге стандартный шрифт определенного размера и типа. Прозрачность по шрифту выражают в см и определяют с точностью 0,5 см. Стандартный шрифт имеет высоту букв 3,5 мм.

В цилиндр с внутренним диаметром 2,5 см и высотой 30 см налейте исследуемую воду и поместите его неподвижно над шрифтом на высоте 4 см. Сливая и доливая исследуемую воду, найдите высоту столба, еще позволяющую читать шрифт. Исследование проводите в хорошо освещенном помещении, но не на прямом свету, на расстоянии 1 м от окна. Измерение повторите 2 – 3 раза.

Определение перманганатной окисляемости

Окисляемость – общее количество содержащихся в воде восстановителей (неорганических и органических), реагирующих с сильными окислителями, например, бихроматом или перманганатом калия. Результаты определения окисляемости выражают в миллиграммах кислорода на 1 л воды (мг О/л).

Все методы определения окисляемости условны, а полученные результаты сравнимы только в том случае, когда точно соблюдены все условия анализа.

Наиболее полное окисление достигается бихроматом калия, поэтому бихроматную окисляемость нередко называют «химическим потреблением кислорода» (ХПК). Большинство соединений окисляется при этом на 95 – 100%. Нормативы ХПК воды водоемов хозяйственно-питьевого назначения – 15 мг О/л, культурно – бытового – 30 мг О/л.

Метод перманганатометрической окисляемости основан на окислении веществ, присутствующих в воде, 0,01 н. раствором KMnO₄ в сернокислой среде при кипячении. Без разбавления можно определять окисляемость до 10 мг кислорода в 1 л.

При определении перманганатной окисляемости после реакции должно остаться не менее 40% введенного перманганата калия, так как степень окисления зависит от его концентрации. При большом расходе реагента пробу необходимо разбавлять.

В колбу поместите 100 мл исследуемой воды (или разбавленной до 100 мл), несколько капилляров или кусочков пемзы, прилейте 5 мл разбавленной серной кислоты (1:3) и 10 мл 0,01 н. раствора KMnO_4. Смесь нагревайте так, чтобы она закипела не ранее, чем через 5 мин, и кипятите точно 10 мин, закрыв колбу маленькой конической воронкой для уменьшения испарения. К горячему раствору прибавьте 10 мл 0,01 н. раствора щавелевой кислоты. Обесцвеченную горячую (80-90 0 С) смесь титруйте 0,01 н. раствором KMnO₄ до слабо розового окрашивания.

Если в процессе кипячения содержимое колбы потеряет розовую окраску или побуреет, то определение необходимо повторить, разбавив исследуемую воду. Определение также необходимо повторить, если при обратном титровании щавелевой кислоты израсходовано более 7 мл или менее 2 мл 0,01 н. раствора KMnO₄.

Одновременно проведите холостой опыт со 100 мл дистиллированной воды, обрабатывая ее так же, как и анализируемую воду. Расход перманганата калия не должен превышать 0,3 мл.

;

где Х – перманганатная окисляемость, мг О/л;

V₁ – объем перманганата калия, пошедший на титрование исследуемой воды, мл;

V₂ – объем перманганата калия, пошедший на титрование холостой пробы воды, мл;

N – нормальность раствора перманганата калия;

V – объем пробы, взятой для анализа, мл.

Определение биологического потребления кислорода (БПК)

БПК — количество кислорода (мг), требуемое для окисления находящихся в 1 л воды органических веществ в аэробных условиях при 20 0 С в результате протекающих в воде био­химических процессов за определенный период времени (БПК за 3, 5, 10, 20 т.д. суток).

Установлено, что при загрязнении водоемов преимущественно хозяйственно-бытовыми сточными водами с относительно постоянным составом и свойствами БПК₅ (5-суточное) составляет 70% БПК полного.

Нормативы БПК воды водоемов хозяйственно-питьевого назначения – 3 мг/л кисло­рода, культурно – бытового – 6 мг/л кислорода.

Среди различных методов определения БПК наиболее распространено определение по разности содержания кислорода до и после инкубации при стандартных условиях (при 20 0 С в аэробных условиях без дополнительного доступа воздуха и света).

БПК определяют в натуральной, тщательно перемешанной воде.

Проба для анализа БПК должна быть обработана в день отбора (или при условии хранения пробы в холодильнике на следующий день). Для отбора проб воды необходимо использовать посуду с притертыми пробками и следить, чтобы при отборе проб воды она переливалась через край склянок.

РН воды при определении БПК должна быть в пределах 6,5 – 8,5. Температура исследуемой воды должна быть 20 0 С. Для аэрации воды необходимо перед анализом встряхивать воду в колбе, заполненной водой на ¾ объема, в течение 1 мин. и затем быстро перенести воду в специальные колбы с притертыми крышками, заполняя колбы до самых краев.

Для фиксации кислорода введите в 8 колб емкостью 100 мл с анализируемой водой по 1 мл хлорида или сульфата марганца (400 г MnSO₄×2H₂O или 425 г MnCl₂×2H₂O растворите в 1 л дистиллированной воды) и по 1 мл щелочного раствора йодида калия (150 г KI растворите в 100 мл дистиллированной воды, 500 г NaOH растворите в 500 мл свежеприготовленной дистиллированной воды, оба раствора смешайте и доведите общий объем в мерной колбе до 1л). Пипетки на 1 мл следует погружать до дна колбы, часть жидкости при этом будет выливаться. После введения реактивов закройте склянки пробками, перемешайте резким перевертыванием. В таком виде оставьте склянки соответственно две на 3, две на 5 и две на 10 сут. Содержимое двух склянок проанализируйте сразу же.

Перед титрованием (осадок должен хорошо осесть) прибавьте в каждую склянку по 5 мл соляной кислоты (2:1), при этом часть жидкости будет переливаться через край. Каждую склянку закройте пробкой и содержимое её перемешайте, осадок гидроксида марганца при этом растворится и окислит йодистые соединения, а выделившийся йод окрасит раствор в желтый цвет. После перемешивания каждую пробу перенесите в колбу для титрования на 250 – 300 мл и быстро титруйте 0,02 н. раствором тиосульфата натрия в присутствии индикатора крахмала до исчезновения окраски.

;

где Х – содержание растворенного кислорода, мг/л;

V – объем тиосульфата натрия, пошедший на титрование исследуемой воды, мл;

V₁ – объем кислородной склянки, мл;

V₂ – объем всех реактивов, внесенных в воду для фиксации кислорода, мл;

N – нормальность раствора тиосульфата натрия;

где Х_{1 –} содержание растворенного кислорода в пробе до начала инкубации (нулевой день);

Х_{2 –} содержание растворенного кислорода в пробе после инкубации.

Определение щелочности или кислотности воды

После определения рН воды можно приступить к определению щелочности (если рН>7) или кислотности (если рН — , анионами слабых кислот (например, карбонаты и гидрокарбонаты). Щелочность определяется количеством сильной кислоты, необходимой для замещения этих анионов. Расход кислоты эквивалентен их общему содержанию и выражает общую щелочность воды. Щелочность выражают в мг-экв/л.

В обычных природных водах щелочность зависит в основном от присутствия гидрокарбонатов щелочноземельных металлов, в меньшей степени щелочных. В этом случае значение рН воды не превышает 8,3. Растворимые карбонаты и гидроксиды повышают значение рН.

Отберите 100 мл исследуемой воды, добавьте 2-3 капли индикатора метилоранжа и титруйте 0,1 н раствором соляной кислоты в присутствии контрольного раствора до перехода окраски из желтой в оранжевую.

;

где Щ – щелочность воды, мг-экв/л;

V – объем соляной кислоты, пошедший на титрование исследуемой воды, мл;

V_П – объем пробы, взятый для анализа, мл;

N – нормальность раствора соляной кислоты;

Кислотностью называется содержание в воде веществ, вступающих в реакцию с гидроксил — ионами. Расход щелочи, пошедшей на реакцию, выражает общую кислотность воды. В обычных природных водах кислотность в большинстве случаев зависит только от содержания свободного CO₂. Естественную часть кислотности создают также гуминовые и другие слабые органические кислоты. В этих случаях рН воды не бывает ниже 4,5. Кислотность выражают в мг-экв/л.

Отберите 100 мл исследуемой воды, добавьте 2-3 капли индикатора фенолфталеина и титруйте 0,1 н раствором гидроксида натрия до появления розовой окраски, не исчезающей в течение 30 секунд.

;

где К – кислотность воды, мг-экв/л;

V – объем гидроксида натрия, пошедший на титрование исследуемой воды, мл;

V_П – объем пробы, взятый для анализа, мл;

N – нормальность раствора гидроксида натрия.

Определение жесткости воды

Определение карбонатной жесткости воды

Жесткость воды изучают, чтобы выяснить её пригодность для растениеводства, животноводства, а также для технических целей. Под жесткостью понимают суммарное содержание в воде солей кальция и магния. Общую жесткость определяют комплексонометрическим методом, а карбонатную или временную жесткость – методом нейтрализации. Карбонатная жесткость зависит от содержания в воде гидрокарбонатов кальция и магния. Она почти полностью устраняется кипячением, при котором гидрокарбонаты разлагаются:

Поэтому карбонатную жесткость называют также устранимой, или временной. Карбонатная жесткость отвечает той части катионов кальция и магния, которая эквивалентна содержащимся в воде анионам гидрокарбонатов этих металлов. Жесткость принято выражать в ммоль экв/л.

Поместите 100 мл исследуемой воды в коническую колбу. Прибавьте 2-3 капли индикатора метилоранжа, перемешайте и титруйте раствором HCl до перехода желтой окраски индикатора в оранжевую. Титрование повторите не менее трех раз, до получения хорошо сходимых результатов.

Результаты рассчитайте в ммоль экв/л.

Определение общей жесткости воды

Под общей жесткостью понимают суммарное содержание ионов кальция и магния в воде, выраженное в ммоль экв/л. Она складывается из карбонатной (временной) и некарбонатной (постоянной) жесткости воды. Некарбонатная жесткость обусловлена наличием в воде сульфатов, хлоридов, силикатов, нитратов и фосфатов этих металлов.

Жесткость воды колеблется в широких пределах: от 0,1-0,2 ммоль экв/л в реках и озерах, расположенных в зонах тайги и тундры, до 80 ммоль экв/л и более — в подземных водах, морях и океанах. Различают воду мягкую (общая жесткость до 2 ммоль экв/л), средней жесткости (2-10 ммоль экв/л) и жесткую (более 10 ммоль экв/л). В поверхностных водоисточниках преобладает, как правило, карбонатная жесткость (70-80% от общей). Наибольшего значения жесткость воды достигает в конце зимы, а наименьшего – в период паводка. Так, в реке Волге (г. Нижний Новгород) максимальная жесткость бывает в марте (4,3 ммоль экв/л), а минимальная — в мае (0,5 ммоль экв/л). В подземных водах жесткость воды наиболее постоянна и меньше изменяется в течение года.

Повышенная жесткость способствует усиленному образованию накипи в паровых котлах, отопительных приборах и бытовой металлической посуде, что значительно снижает интенсивность теплообмена. В воде с высокой жесткостью плохо развариваются овощи и мясо, так как катионы кальция образуют с белками пищевых продуктов нерастворимые соединения. Большая магниевая жесткость придает воде горький привкус, поэтому содержание магния не должно превышать 100 мг/л. Общая жесткость питьевой воды во избежание ухудшения ее органолептических свойств должна быть не более 7 ммоль экв/л.

Для устранения или уменьшения жесткости воды применяют специальные методы. Из реагентных методов наиболее распространен известково-содовый, а при комбинировании его с ионообменными методами можно получить глубоко умягченную воду.

Поместите 100 мл исследуемой воды в коническую колбу. Прибавьте 20 мл аммонийного буферного раствора (рН = 10) и на кончике шпателя — несколько кристалликов индикатора эриохрома черного Т или кислотного хром темно-синего. Раствор перемешайте, после появления винно-красной окраски титруйте 0,05 н. раствором трилона Б до перехода окраски в синюю. Титрование повторите не менее трех раз, до получения хорошо сходимых результатов.

Результаты рассчитайте в ммоль экв/л.

Определение нитратов потенциометрическим методом

с ион-селективным электродом

Предельно допустимая концентрация нитратов в воде водоемов 45 мг/л, лимитирующий показатель вредности санитарно-токсикологический.

Массовую долю нитратов в миллионных долях находят по величине рС(NO₃ — ) с помощью данных, приведенных в ниже представленной таблице.

Для проведения анализа необходим иономер типа ЭВ-74, рН-милливольтметр рН-340 или рН-121 (с ион-селективным нитратным электродом и электродом сравнения хлорсеребряным).

Подготовка электрода к работе. До начала работы заполните электрод водным раствором, содержащим нитрат калия и хлорид калия (10,11 г KNO₃ и 0,37 г KCl растворите в мерной колбе на 1 л и доведите до метки дистиллированной водой). После этого электрод сутки выдерживайте в 0,1 М растворе KNO₃. Перед началом работы нитратный электрод поместите на 10 минут в стаканчик с дистиллированной водой.

50 мл воды поместите в стаканчик и измеряйте концентрацию иона нитрата. Перед измерением ион — селективный электрод тщательно ополосните дистиллированной водой и выдерживайте его в дистиллированной воде 10 мин. Измерения повторите три раза и возьмите среднеарифметическое значение трех измерений.

Измерение концентрации иона нитрата проводите непосредственно в логарифмических единицах рС(NO₃ — ) = -lgС(NO₃ — ) по шкале иономера, предварительно отградуированного по растворам сравнения.

Определение активного хлора

Хлор активный (суммарное содержание свободного хлора, хлорноватистой кислоты, гипохлорит — ионов и хлораминов) в воде водоемов должен отсутствовать, лимитирующий показатель вредности общесанитарный.

Метод основан на том, что свободный хлор, хлорноватистая кислота, гипохлорит — ионы и хлорамины в кислой среде выделяют из йодида калия йод, который оттитровывают тиосульфатом в присутствии крахмала.

Дата добавления: 2014-01-07 ; Просмотров: 1021 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

источник

Химический анализ сточных вод в собственной лаборатории предприятия или в независимой организации, аккредитованной на ведение такого рода работ, является обязательным и необходимым для всех объектов промышленного производства. Но необходим он и на частных территориях в случае, если на объекте установлен септик с функцией залпового сброса. В этом случае недоочищенная вода, попадая в окружающую среду, может нанести действительно серьезный вред.

Проводить исследование качества сбрасываемых канализационных отходов должны специалисты, которые заберут пробы на исследование, чтобы оценить объемы и масштабы проблемы. Проверка в этом случае проводится не менее масштабная, чем при изучении содержимого колодца и водопровода. А любые выявляемые несоответствия представляются экспертами с рекомендациями по исправлению нанесенного вреда. Ведь даже несвоевременная очистка ливневых канализационных колодцев в Москве и Московской области уже не раз приводила к существенному ухудшению экологии.

Экспертиза сточной воды производится в лабораторных условиях, на самом промышленном объекте или по заказу, в одном из отделений СЭС. Цена такой проверки с оценкой химического состава и проверкой основных показателей может меняться в зависимости от того, какие именно объемы проверок будет проводиться. Уточнить стоимость для предприятий и организаций всегда можно заранее, до того, как будет достигнут необходимый результат переговоров.

Проводится анализ сточных вод всегда по стандартной схеме:

• заказ услуги, вызов специалистов;
• выезд на объект для забора проб;
• отбор образца для исследования, в присутствии собственника, с составлением официального акта;
• выполнение анализа в лаборатории;
• подведение итогов — при выявлении нарушений составляются рекомендации по их устранению.

Нормативы и стандарты ГОСТ устанавливаются не только на питьевую воду. Для канализационных стоков в этой сфере действуют еще более жесткие регламенты, особенно когда речь идет о промышленных предприятиях, способных нанести существенный вред окружающей среде. Для них может быть регламентирована частота проверочных мероприятий, а также интенсивность и объемы. В случае выявления нарушений проверка может проводиться в экстренном порядке. Анализ сточных вод в Москве в этом случае проводится по заказу собственника или иного субъекта, осуществляющего хозяйственную деятельность.

Важно понимать, что чистота окружающей среды — важнейший критерий безопасности жизнедеятельности и абсолютно необходимое явление, если производится прямой сброс сточных вод.

Специалисты СЭС напоминают:

Попадание в открытые водоемы, колодцы, скважины воды из канализационной системы, не прошедшей достаточную очистку, может привести к повышению концентрации тяжелых металлов (Pb), а также других химических элементов, фосфатов, сульфатов. Это также способно негативно отразиться на общей микробиологической безопасности водных ресурсов.

Проведение анализа сточных вод — неотъемлемая часть работы предприятий и организаций в столичном регионе. Необходимость в его проведении может возникнуть в следующих случаях:

• при реализации программ производственного контроля;
• при формировании базы данных для дальнейшего составления нормативной документации (специальной декларации, проектной разработки нормативов сброса, считающегося допустимым);
• в обязательном порядке — на предприятиях по очистке воды, с оценкой качества выполненных работ (насколько чище стала вода после обработки).

Помимо этого, выполняется анализ сточных вод по запросу собственников для оценки обстановки после выявления случаев нарушения санитарных нормативов и стандартов. Здесь исследования проводятся сразу по нескольким направлениям с учетом способа сброса, применяемого на объекте.

При проведении исследования качества и безопасности сбрасываемых стоков количество параметров во многом определяется способом их сброса. Если после очистки жидкость попадает в ливневые и дождевые стоки (поверхностно), в них изменяется кислотности (содержание водорода), температурные показатели, взвеси, сульфаты и сульфиды, наличие аммонийного азота, следов продуктов нефтепереработки. Перечень может расширяться с учетом аспектов деятельности предприятия или организации, объемов существующих рисков заражения или недоочистки стоков.

Если сброс проводится непосредственно в бытовые или централизованные системы водоотведения, в обязательном порядке выполняется исследование на содержание тяжелых металлов, а также железа, цветных металлов, марганца, следов поверхностно-активных веществ (анионные). Исследуются стоки и на наличие следов фенола, и на целый ряд других параметров, по результатам проверки выдаются рекомендации.

источник

4.1. Расчет показателей качества совместно утилизируемых

Расчёт показателей качества сточных вод, совместно направляемых на утилизацию, предшествует разработке технологических схем очистки сточных вод и расчёту основных характеристик этих процессов. Показатели качества смешанных сточных вод определяются по формуле:

С_смi – значение i – ого показателя качества смешанных СВ, мг/л;

С_1i ,С_2i , … , С_ni – значение i – ого показателя качестваСВ, соответственно 1,2, … , n – ого объектов, мг/л;

Q₁, Q₂, … ,Q_n – значение расходов СВ, соответственно 1,2, … , n – ого объектов канализирования, мг/л;

Расчет показателей качества смешанных сточных вод объектов представлен в таблицах 7 и 8:

Показатели качества смешанных сточных вод объектов №2 и №3

Показатели качества смешанных сточных вод объектов №4 и №5

4.2.Составление, обоснование и краткая характеристика технологических схем очистки утилизируемых сточных вод.

Расчёт основных характеристик процессов очистки сточных вод.

4.2.1. Разработка и обоснование технологической схемы очистки сточных вод промышленных объектов №2 и №3

Технологическая схема очистки сточных вод состоит из механической, физико-химической и химической очистки.

Механическая очистка состоит из процеживания (решетка), отстаивания (песколовка, отстойник), фильтрования (фильтр).

Решетка является предварительным этапом обработки сточных вод для исключения вероятности попадания в основные сооружения грубодисперстных примесей, что предотвращает поломки основных сооружений. По способу установки применяют неподвижные решетки, а удаление задержанных примесей механизировано, т.к. суточное накопление мусора превышает 0,1 м 3 .

Песколовки применяют при производительности очистных сооружений свыше 100 м 3 /сут. Для извлечения из сточных вод тяжелых минеральных примесей применяем кратковременное отстаивание. Тип песколовки выбирается с учетом расхода сточных вод, схемы очистки сточных вод и обработки осадков, характеристики взвешенных веществ и т.д. Применение вертикальной песколовки будет нецелесообразно, т.к. она применяется при расходах до 8000 м 3 /сут (суммарный расход сточных вод на объектах №2 и №3 составляет 48000 м 3 /сут). Горизонтальные песколовки применяются при расходах от 10000 м 3 /сут. Используем горизонтальную песколовку. Также можно было использовать тангенциальную песколовку (используется при расходах до 50000 м 3 /сут), но она более сложна по устройству и обслуживанию чем горизонтальная.

Далее сточная вода также направляется на кратковременное отстаивание, сооружение – радиальная многоярусная нефтеловушка. Применение этого сооружения обусловлено большим расходом сточных вод и наличием в воде высокой концентрации нефтепродуктов (1680 мг/л), т.к. это сооружение имеет большую производительность. Наличие тонкослойных элементов способствует эффективному удалению эмульгированных нефтепродуктов, что улучшает работу данного сооружения.

Далее, по причине смешения сточных вод разумно будет использовать усреднитель. Предварительно обработанная сточная вода подается в проточный усреднитель с механической системой перемешивания. Здесь обеспечивается полное усреднение сточной воды, как по расходам, так и по концентрациям загрязняющих веществ. В результате исключения пиковых расходов сточных вод, поступающих на очистку, получается значительная экономия электроэнергии при эксплуатации сооружений и повышается надежность их работы. Применяем проточный усреднитель, т.к. суточный расход превышает 15000 м 3 /сут (расход составляет 48000 м 3 /сут).

В качестве следующей ступени обработки сточных вод следует применить флотацию, способ, основанный на поверхностном прилипании примесей к пузырькам газа и последующем всплытии образовавшихся флотокомплексов (частица загрязнения + пузырек) на поверхность и образовании пены, в последствии удаляемой, как правило, механическим способом. В нашем случае используем реагентную пневматическую флотацию, предпосылкой к этому являются достаточно большие концентрации ВВ, БПК, ХПК и большой расход сточных вод. Пневматическая флотационная установка имеет ряд достоинств: простота конструкций, обслуживания, а главное — высокая производительность, что удовлетворяет нас по причине достаточно большого расхода очищаемой воды. Принцип действия основан на подаче воздуха во флотокамеру (радиальную, из-за большого расхода) под высоким давлением через сопла (диаметр 1-1,2 мм), которые располагаются на донных воздухораспределительных трубках. Воздух, выходя из насадки, сталкивается с жидкостью и дробиться на маленькие пузыри, которые, впоследствии, флотируют «прилипшие» примеси на поверхность и, образуя пену, удаляются. Образование таких пузырей позволяет извлекать из жидкости высокодисперстные примеси. Для повышения степени «прилипания» загрязняющих веществ к пузырям, сточные воды предварительно обрабатываем реагентами. В качестве коагулянта применяем сернокислый алюминий Al₂(SO₄)₃, а в качестве флокулянта– полиакриламид (ПАА). Выбираем радиальную флотационную камеру, так как расход сточных вод более 1500 м 3 /час (48000 м 3 /сут).

Следующей ступенью обработки сточных вод будет использование сорбционной установки (адсорбция на березовом активированном угле (БАУ)), что наиболее эффективно позволит снизить концентрации растворенных органических веществ, т.е. БПК, ХПК и понизить концентрацию нефтепродуктов. В нашем случае будем использовать двух ступенчатую сорбционную установку с противоточным введением сорбента, это целесообразно из-за повышенной концентрации ВВ и более экономичного расходования сорбента (по сравнению с прямоточным введением).

Далее для обработки сточных вод применяем химический (окисление) метод. Для доочистки сточных вод до требуемых значений по БПК, ХПК и нефтепродуктам используется окисление гипохлоритом натрия (NaClO) с добавлением аммиачной воды (NH₄OH) (чтобы избежать образования органических соединений), в контактной камере. Применение жидкого хлора не целесообразно в связи с тем, что затраты на обеспечение мер безопасности при использовании жидкого хлора многократно превышают затраты на само хлорирование. Хлорирование является методом борьбы с биологическим обрастанием трубопроводов в системах повторного (оборотного) водообеспечения и снижения концентраций загрязняющих веществ до требуемых значений.

Применение NaClO обусловлено еще и тем, что в воде, потребляемой объектами №2 и №3, допускается высокое содержание хлоридов (на объектах №2 и №3 содержание хлоридов не нормируется). Этот способ также менее затратен по сравнению с озонированием или другими альтернативными методами обеззараживания воды.

В качестве сооружения для окисления используется контактный резервуар, где происходит эффективное смешивание окислителя со сточными водами, устройство для дозирования реагентов и складское хозяйство (реагентное). Очень важный фактор — возможность получения гипохлорита натрия непосредственно на очистных сооружениях.

После всех выше перечисленных ступеней очистки вода соответствует требованиям к качеству воды, потребляемой на объекте №2.

Для того, чтобы качество воды, потребляемой на объекте №3, соответствовало требованиям, необходимо провести доочистку этих вод по некоторым показателям (ВВ, БПК, ХПК, ионы железа и нефтепродукты).

Для снижения концентрации взвешенных веществ применяем механический метод (фильтрование). При фильтровании будем использовать однослойный фильтр, который представляет собой прямоугольный резервуар (в плане). Фильтрующий материал располагается на поддерживающем слое, в котором расположена дренажная система. Движение потока жидкости нисходящее. Распределение воды по поверхности фильтра происходит посредством двух желобов. В качестве фильтрующего материала будем применять кварцевый песок.

Затем сточные воды подвергаются адсорбции на березовом активированном угле (напорный адсорбционный фильтр). Это фильтры, аналогичные одноименным механическим фильтрам, но в которых в качестве фильтрующего материала используется адсорбент. Такие установки значительно более просты по конструкции и обслуживанию, более производительны, менее требовательные к качеству исходной воды.

После всех выше перечисленных ступеней очистки вода соответствует требованиям к качеству воды, потребляемой на объекте №3.

Расчетные характеристики процесса очистки СВ объектов №2 и №3 представлены в таблице 9, а технологическая схема приведена на рис.7.

Расчетные характеристики процесса очистки сточных вод объектов №2 и №3

δ – степень очистки сточных вод по отношению к исходному значению, %

δ₁ – степень очистки сточных вод по отношению к предыдущему значению, %

4.2.2. Разработка и обоснование технологической схемы очистки сточных вод промышленных объектов №4 и №5

Технологическая схема очистки сточных вод объектов №4 и №5 состоит из: механической, физико-химической и биологической очистки.

Механическая очистка производственных сточных вод состоит из: процеживания (решетка), отстаивание (песколовка, отстойник) и фильтрование (однослойный фильтр).

Решетка является предварительным этапом обработки сточных вод (см. пункт 4.2.1.)

После предварительной обработки сточных вод следует удалить из стоков тяжелые минеральные примеси методом кратковременного отстаивания.

Песколовки применяются для выделения из сточных вод тяжелых минеральных нерастворенных примесей (главным образом, песка), методом отстаивания. Используемая для очистки сточных вод объектов песколовка-аэрируемая (устанавливается перед биологической очисткой для насыщения кислородом сточной воды для дальнейшего расходования на биохимическое окисление) имеет горизонтальную форму в плане, применяется для расходов сточных вод выше 10000 м 3 /сут (расход составляет 26400 м 3 /сут). Основное направление движения прямолинейное в горизонтальной плоскости, в сочетании с вращательным движением в вертикальной плоскости, т.е. вода движется по горизонтально-вытянутой спирали. Вращательное движение обеспечивается за счет пропуска через воду воздуха, выходящего из трубчатого аэратора, установленного вдоль одной из стенок песколовки. Твердые минеральные частицы оседают на дно, имеющее уклон, а органические загрязнения, находящиеся во взвешенном состоянии, выносятся из песколовки. Осаждаемый песок собирается в приямке, откуда удаляется с помощью гидроэлеватора.

Далее, по причине смешения сточных вод используем усреднитель. Предварительно обработанная сточная вода подается в проточный усреднитель с пневматической системой перемешивания. Применяем проточный усреднитель, т.к. суточный расход превышает 15000 м 3 /сут. (см. пункт 4.2.1.).

Для дальнейшей обработки сточных вод применим метод физико-химической очистки, т.е. сочетание отстаивания с коагулированием и флокулированием, который позволяет извлечь из СВ диспергированные минеральные взвешенные вещества и нерастворенные органические примеси. Для очистки сточных вод данных объектов целесообразно применять горизонтальный отстойник со встроенной камерой хлопьеобразования (расход сточных вод составляет 26400 м 3 /сут). Отстойник имеет прямоугольную форму в плане, движение жидкостипрямолинейное в горизонтальной плоскости. Осадок постоянно удаляется скребковыми механизмами. Для более эффективной работы сооружения сточную воду обрабатывают реагентами (коагулянтом, флокулянтом). В качестве коагулянта применяем сернокислый алюминий Al₂(SO₄)₃, а в качестве флокулянта– полиакриламид (ПАА).

Затем сточная вода подвергается биохимической очистке.

Биологическая очистка – группа методов обработке сточных вод, в основе которой лежит способность живых организмов в процессе своей жизнедеятельности поглощать органические вещества. Данный вид очистки применяется для извлечения из сточной воды растворенных и мелкодиспенгированных органических веществ. В основном она используется для извлечения растворенных веществ.

Используем двухступенчатую схему с регенерацией активного ила. Регенерация предусматривается, если разница между значениями БПК на входе и на выходе составляет больше 150 мгО₂/л (>450мгО₂/л).

В качестве сооружений биохимической очистки применяем следующие сооружения:

3. вторичный и третичный отстойники;

4. регенераторы активного ила.

Принцип работы аэротенка – смесителя заключается в том, что сточная вода и ил в аэротенках-смесителях подводится и отводится равномерно вдоль длинных сторон сооружения. Поступающая смесь очень быстро смешивается с содержимым всего аэротенка. Это позволяет равномерно распределять органические загрязнения и растворенный кислород и обеспечивать работу сооружения при постоянных условиях и высоких нагрузках. Аэротенки – смесители представляют собой прямоугольные в плане сооружения, разделенные на несколько коридоров в которых при поступлении сточной воды и активного ила происходит быстрое их смешение. После аэротенка предусмотрено установка вторичного радиального отстойника для отделения от сточных вод активного ила, выносимого с очищенной водой. Потом устанавливается аэротенк – вытеснитель, который представляет собой коридорные сооружения, в которых поступающая сточная вода практически не перемешивается с ранее поступившей, и, таким образом, как бы вытесняет ее по мере поступления. Таким образом порция поступившей воды проходит предварительную очистку без полного смешения с объемом жидкости. После аэротенка предусмотрена установка третичного радиального отстойника для отделения от сточных вод активного ила, выносимого с очищенной водой. После каждого из отстойников предусмотрены регенераторы для восстановления поглощающей способности активного ила.

На окончательной стадии обработки для доочистки и обеззараживания сточных вод используем окисление гипохлоритом натрия в контактной камере и последующее фильтрование на однослойном фильтре (см. п. 4.2.1.).

После всех выше перечисленных ступеней очистки вода соответствует требованиям к качеству воды, потребляемой на объекте №1.

Расчетные характеристики процесса очистки СВ объектов №4 и №5 представлены в таблице 10, а технологическая схема приведена на рис.8.

Расчетные характеристики процесса очистки сточных вод объектов №4 и №5

δ – степень очистки сточных вод по отношению к исходному значению, %

δ₁ – степень очистки сточных вод по отношению к предыдущему значению, %

4.2.3. Разработка и обоснование технологической схемы очистки сточных вод промышленного объекта №1

Технологическая схема очистки сточных вод объекта №1 состоит из механической, физико-химической и химической очистки.

Решетка является предварительным этапом обработки сточных вод (см. пункт 4.2.1.)

После предварительной обработки сточных вод следует удалить из стоков тяжелые минеральные примеси механическим методом, а именно методом кратковременного отстаивания, а в качестве сооружения будем использовать тангенциальную песколовку. Этот тип песколовки выбран вследствие того, что расход стоков составляет более 10000 м 3 /сут, и не превышает 50000 м 3 /сут. Применение вертикальной песколовки будет нецелесообразно, так как расход сточных вод равный 38400 м 3 /сут слишком велик для вертикальной песколовки, т.к. она применяется при расходах до 8000 м 3 /сут. Также могла быть использовано горизонтальная песколовка, т.к. она применяется при расходах от 10000 м 3 /сут, но тангенциальная песколовка имеет ряд преимуществ перед горизонтальной: обладает большей эффективностью и требует меньших размеров сооружений. Тангенциальная песколовка имеет круглую форму в плане. Движение потока жидкости вращательное (тангенциальное). Осадок выпадает в конусную часть сооружения и затем удаляется гидроэлеватором. Использование песколовки данного типа дает снижение концентрации загрязняющих веществ лишь по взвеси.

Далее, для нейтрализации щелочной среды (показатель рН сточной воды объекта №1 равен 11,5) применяем метод нейтрализации. Для этого используем камеру нейтрализации. Сточные воды перемешиваются с раствором кислоты H₂SO₄ в камере механическим путем, после чего направляются на дальнейшую обработку.

В качестве следующей ступени обработки сточных вод применим физико-химический метод очистки — реагентную пневматическую флотацию. О сути процесса говорилось в п. 4.2.1. В качестве коагулянта применяем сернокислый алюминий Al₂(SO₄)₃, а в качестве флокулянта– полиакриламид (ПАА). Выбираем радиальную флотационную камеру, так как расход сточных вод более 1000 м 3 /час (38400 м 3 /сут).

Для доочистки и обеззараживания сточных вод используем окисление гипохлоритом натрия в контактной камере и последующее фильтрование на однослойном фильтре (см. п. 4.2.1.).

После всех выше перечисленных ступеней очистки вода соответствует требованиям к качеству воды, потребляемой на объекте №3.

Для того, чтобы качество воды, потребляемой на объекте №1, соответствовало требованиям, необходимо провести доочистку этих вод по некоторым показателям (БПК, ХПК, ионы марганца, цинка, меди и нефтепродукты).

На окончательной стадии обработки сточных вод будем использовать сорбционную установку (адсорбция на березовом активированном угле (БАУ)), что наиболее эффективно позволит снизить концентрации растворенных органических веществ, т.е. сбить БПК, ХПК и понизить концентрацию ионов марганца, цинка, меди и нефтепродуктов. В нашем случае будем использовать двух ступенчатую сорбционную установку с противоточным введением сорбента, это целесообразно из-за малой концентрации ВВ и более экономичного расходования сорбента (по сравнению с прямоточным введением). В качестве сорбента будем использовать березовые активированные угли.

После всех выше перечисленных ступеней очистки вода соответствует требованиям к качеству воды, потребляемой на объекте №1.

Расчетные характеристики процесса очистки сточных вод объекта №1 представлены в таблице 11, а технологическая схема приведена на рис.9.

Расчетные характеристики процесса очистки сточных вод объекта №1

δ – степень очистки сточных вод по отношению к исходному значению, %

δ₁ – степень очистки сточных вод по отношению к предыдущему значению, %

5. Сравнительная оценка эффективности использования водных ресурсов в исходном и проектируемом вариантах системы производственного водообеспечения техногенного комплекса

Оценка эффективности проводится на основании результатов расчета следующих коэффициентов:

Расчёт коэффициента использования оборотной воды:

где Q_об – расход оборотной воды;

Q_ист – расход воды, забираемой из источника водоснабжения.

Исходный вариант: К_об = 0/(6200 + 0) = 0

Проектируемый вариант: К_об = 4200 / (1900 + 4200) = 0,689

Расчёт коэффициента использования свежей воды, забираемой из источника водоснабжения:

где Q_ист – расход воды, поступающий из источника;

Q_сбр – расход сбрасываемой воды

Исходный вариант: К_исп.св=(6200 – 4450) / 6200 = 0,282

Проектируемый вариант: К_исп.св =(1900 – 0) / 1900 = 1

Расчёт коэффициента безвозвратного потребления и потерь свежей воды, забираемой из источника водоснабжения:

гдеQ_ист – расход воды, забираемой из источника водоснабжения.

Q_сбр – расход воды, сбрасываемой в источник водоснабжения

Исходный вариант: К_{пот.ист}=(6200 – 4450) / (6200 + 0) = 0,282

Проектируемый вариант: К_{пот.ист} = (1900 – 0) / (1900 + 4200) = 0,311

Расчёт коэффициента водоотведения:

гдеQ_ист – расход воды, забираемой из источника водоснабжения.

Q_сбр – расход воды, сбрасываемой в источник водоснабжения

Исходный вариант: К_сбр= 4450 / 6200 = 0,718

Проектируемый вариант: К_сбр= 0/ 1900 = 0

Расчёт коэффициента использования воды:

гдеQ_ист – расход воды, забираемой из источника водоснабжения.

Q_сбр – расход воды, сбрасываемой в источник водоснабжения

Q_об – расход оборотной воды;

Q_разб – расход воды требуемый для разбавления сточных вод при их сбросе в источник водоснабжения

где ПДК_i– предельно допустимая концентрация i-го вещества, мг/л.

Q_разб = ((30/10) + (4,5/6) + (45/30) + (0,5/2) + (45/350) + (20/500) + (0,4/ 0,3) + + (0,06/0,1) + (0,02/1) + (0,01/1) + (0,03/0,3))∙4450 = 34407м 3 /час

Исходный вариант: К_исп=(6200 + 0 – 4450) / (6200 + 0 + 34407) = 0,043

Проектируемый вариант: К_исп = (1900 + 4200 – 0) / (1900 + 4200 + 0) = 1

Для сравнения полученных коэффициентов, представим их в виде таблицы 12.

Сравнительная таблица коэффициентов

Анализируя полученные коэффициенты видно:

Коэффициент использования оборотной воды К_об в исходном варианте К_об = 0, а в проектируемом К_об = 0,689, что показывает о совершенствовании системы водообеспечения. Увеличение этого коэффициента объясняется тем, что в исходном варианте вода не использовалась повторно, а вся отводилась в водоисточник, а в проектируемом варианте технологический комплекс был переведен с прямоточной на оборотную систему водообеспечения, что позволило снизилось потребление чистой воды из водоисточника, а почти 70% используемой воды на производстве является оборотной.

Коэффициент использования свежей воды, забираемой из источника водоснабжения К_исп.св в исходном варианте К_исп.св = 0,282, а в проектируемом К_исп.св = 1. Это говорит о том, что вода потребляемая из источника водоснабжения в исходном варианте использовалась лишь на 28%, а в проектируемом варианте — полностью используется на производстве.

Коэффициент безвозвратного потребления и потерь свежей воды К_{пот.ист}, забираемой из источника водоснабжения, характеризует степень рационального использования воды. В исходном варианте К_{пот.ист} = 0,282, а в проектируемом варианте К_{пот.ист} = 0,311. Произошло незначительное увеличение этого коэффициента, но это обусловлено тем, что с внедрением оборотной системой водообеспечения увеличилось число очистных сооружений и, как следствие, потери воды при очистке сточных вод.

Коэффициент сброса К_сбр показывает долю сбрасываемых сточных вод за пределы предприятия в открытый водоем в общем количестве отводимых сточных вод предприятия. В исходном варианте К_сбр= 0,718, что показывает, что 78% используемой воды на предприятии сбрасывалось в водоем. В проектируемом варианте К_сбр= 0, что показывает, что сброс сточных вод полностью прекращен за счет включения их в оборотный цикл предприятия, что благоприятно сказывается на состояние водного объекта.

Коэффициент использования воды К_исп характеризует уровень комплексности использования воды и экологичности производства. В исходном варианте К_исп= 0,043, а в проектируемом варианте К_исп= 1. Значительное увеличение коэффициента (более чем в 23 раза) свидетельствует о более рациональном использовании воды на промышленном предприятии за счет внедрения оборотного использования сточных вод.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Сдача сессии и защита диплома — страшная бессонница, которая потом кажется страшным сном. 8718 — | 7129 — или читать все.

источник