Что такое ХПК сточных вод?

Показатель ХПК для сточных вод: что это такое и нормы

В контексте темы заботы об окружающей среде часто обсуждается вопрос поддержки рек и других водоемов чистыми. Сейчас это крайне сложно делать, ведь сточные воды, которые сбрасываются в водоемы, сильно загрязнены.

После активного участия в том или ином процессе промышленного толка сточная вода накапливает огромное количество вредных элементов, которые, при попадании в открытый водоем, приводят к гибели водных обитателей и растений, а также к другим неприятным последствиям.

  • Зачем нужны показатели степени загрязненности стоков?
  • ХПК и БПК в качестве критериев загрязнений вод
  • Какие факторы влияют на ХПК
  • Требования к показателю ХПК согласно норме
  • Стадии очистки сточных вод и снижения показателей их загрязненности
  • Отличие бытовых сточных вод от промышленных
  • Диапазоны соотношения критериев для разных вод

Для измерения степени загрязненности стоков берут за основу некоторые показатели, один из которых – это ХПК. Что такое ХПК, и как снизить этот показатель, мы и расскажем в данном материале.

Зачем нужны показатели степени загрязненности стоков?

Объем загрязнения сточных вод можно выявить по ряду показателей, наиболее распространенные среди них – это:

  • ХПК либо химическое потребление кислорода;
  • БПК – это биохимическое его потребление.

Измерение такого показателя, как ХПК нужно затем, чтобы проанализировать качество сточной воды или жидкости в водоеме либо с целью исследования состояния вод в целом. ХПК – это количественный показатель, он относится к наиболее информативным и подробным.

В качестве загрязнителей сточных вод выступают такие вещества, как:

  • растворенные;
  • взвешенные.

Метод исследования состояния жидкости с учетом ХПК заключается в том, что определяется количество кислорода, который был потрачен на окисление органики и минералов с содержанием углерода. ХПК также называют единицей химической окисляемости воды, поскольку органические вещества окисляются под действием кислорода. Ведь он, в свою очередь, относится к наиболее сильным окислителям.

Окисляемость в зависимости от происхождения окислителей, бывает таких видов:

  • йодатной;
  • бихроматной;
  • цериевой;
  • перманганатной.

Самые точные показатели определяются путем применения бихроматного или йодатного метода. Окисляемость выражается в соотношении объема кислорода, который был потрачен на окисление минеральных и органических веществ. Она выражается в миллиграммах из расчета на 1 кв. дм. жидкости.

Очищать сточные воды необходимо с целью сокращения концентрации вредных веществ до нормальных показателей, которые утверждены в нормативных документах.

Очистка проводится на специальных очистных сооружениях или станциях. Их компоновка зависит от количества и качества сточной воды, а также уровня ее загрязнения. Однако схема обработки стоков будет одинаковой и главная цель работы – сократить показатели ХПК и БПК.

ХПК и БПК в качестве критериев загрязнений вод

Значение ХПК включает в себя суммарное содержание в жидкости органических веществ в объеме израсходованного связанного кислорода на их окисление. ХПК – это общий показатель загрязнений промышленных и природных вод.

А вот такой показатель, как БПК определяет количество растворенного кислорода, который потрачен на окисление бактериями органических веществ в нужном объеме жидкости.

Для одинаковых проб по величине ХПК будет выше показателя БПК, поскольку больше веществ подвергается химическому окислению.

Какие факторы влияют на ХПК

Факторов, способных повлиять на состав вредных веществ и на показатель кислотности жидкости, есть масса. Один из ключевых факторов – это совокупность биохимических процессов, происходящих в самом водоеме. Вследствие этих процессов вещества вступают в реакции друг с другом и образовывают новые, которые по структуре могут отличаться от предыдущих и иметь другой химический состав.

Эти вещества могут поступать в водоем следующим образом:

  • вместе с атмосферными осадками;
  • вместе с бытовыми или хозяйственными сточными водами;
  • с подземными и поверхностными сточными водами.

Их структура и состав могут быть очень разными, в частности, которые из них могут быть устойчивыми по отношению к окислителям. В зависимости от этого фактора нужно выбирать наиболее эффективный окислитель для тех или иных веществ.

В поверхностных водах органические вещества могут иметь взвешенный, растворенный или коллоидный вид. Окисляемость отличается для фильтрованных и нефильтрованных проб. Природные же воды менее подвержены загрязнению органикой естественного происхождения.

Поверхностные воды имеют более высокую степень окисляемости по сравнению с такими типами вод, как:

  • подземные;
  • грунтовые и прочие.

Например, горные реки и озера имеют окисление в районе 2–3 мг на кубический дециметр, реки с болотным питанием – 20 мг/куб. дм и равнинные водоемы – от 5 до 12 соответственно.

Существенный фактор, который влияет на окисляемость – это сезонные изменения, происходящие в гидробиологическом и гидрологическом режимах.

Также окисляемость водоема может меняться под воздействием человеческой деятельности, в зависимости от сферы деятельности людей в водоем поступают загрязнения того или иного вида.

Требования к показателю ХПК согласно норме

По нормативу показатели ХПК должны колебаться в пределах от 15 до 30 мг/ куб. дм. Степени загрязнения сточных вод согласно показателям ХПК выглядят так:

  • очень чистые – до 2 мг/куб. дм;
  • относительно чистые – 3 мг/куб. дм;
  • средней загрязненности – 4 мг/куб. дм;
  • загрязненные – 15 мг/куб дм. и выше.

Стадии очистки сточных вод и снижения показателей их загрязненности

Очистка сточных вод включает в себя такие стадии:

  • первичная очистка – это удаление масляных пленок, крупных частей грязи и численных загрязнений, которые легко удаляются. Данная стадия предусматривает очистку физико-механическим способом;
  • вторичная очистка. На данном этапе отделяют взвешенные части и загрязнители, которые содержатся даже в растворенном виде. Некоторые загрязнители имеют органическое происхождение и их нужно удалять с помощью биологического окисления. Данная стадия подразумевает биологический метод очистки сточных вод;
  • третичная очистка – это удаление всех оставшихся мелких частиц и загрязнителей, включая соли металлов. Очистка осуществляется методом осмоса, электродиализа, фильтрования через адсорбент и т. д.;
  • четвертая стадия – на данном этапе идет обезвоживание шлама, что сводит его объем и вес к минимуму.
Читайте также:
Современная метлахская плитка

Уровень ХПК и БПК постепенно сокращается до тех или иных значений на каждой из стадии, объем их сокращения зависит от особенностей сточных вод.

Далеко не всегда сточные воды очищаются во все четыре стадии. Очень часто очистные сооружения сбрасывают сточные воды в коллектор уже после первой стадии очистки, и это приводит показатели ХПК в норму. В некоторых странах очистка осуществляется только в два этапа, третий этап применяется лишь в крайнем случае.

Отличие бытовых сточных вод от промышленных

Сточные воды могут иметь промышленное или бытовое происхождение, природа загрязнений в них тоже отличается. Так, как правило, бытовые стоки загрязнены такими вещами, как:

  • мусор;
  • органические остатки;
  • моющие вещества.

А вот промышленные стоки наполняются отходами производства, если это пищевая промышленность, то там больше всего будет взвешенных веществ и жиров. Значения ХПК и БПК в промышленных стоках будут выше, чем в бытовых.

Иногда стоки объединяются, вследствие чего органика из бытовых сточных вод становится питательной средой для активного ила биоочистки.

Диапазоны соотношения критериев для разных вод

Анализ такого показателя, как ХПК проводят, чтобы определить, сколько всего содержится эквивалентного бихромату кислорода, который пошел на окисление всех находящихся в пробе органических и неорганических веществ.

Как уже упоминалось ранее, такая величина, как ХПК, которая оценивает восстановительную активность химических веществ, будет больше БПК, значение которого зависит исключительно от количества органики, подверженной биохимическому разложению. Соотношение между этими двумя показателями отражает полноту биохимического окисления веществ, которые содержатся в сточных водах. Чем больше разница между этими показателями, тем больше прирост биологически активных масс. В частности, по этому соотношению можно определить, насколько пригодны сточные воды для биологической очистки.

Если веществ, подверженных биохимическому окислению будет мало, то лучше всего для исследований применять физико-химические методики, которые смогут привести соотношение показателей к требуемой цифре.

Оптимальный диапазон соотношения БПК и ХПК – это от 0,4 и до 0, 75 единиц. Оптимальное значение для соотношения между химической и биологической потребностью в кислороде – это 0,7, при нем процесс биологической очистке сможет проходить полноценно и в полном объеме.

После того, когда сточные воды разделены гравитационным способом, из них удаляют преимущественно те вещества, которые трудно окислить. После этой стадии соотношение показателей увеличивается.

Затем следует стадия биологической очистки, вследствие которой соотношение показателей снижается на 0,2, поскольку в сточных водах исчезают органические вещества, подвергающиеся биохимическому окислению.

Также с целью оценки наличия в водах биологически разлагаемых частиц можно применять и обратное соотношение показателей. Например, согласно санитарным требованиям, которые подразумевают, что ХПК для сточных вод, пригодных к биоочистке, этот показатель не должен превышать показатель БПК более чем в полтора раза.

Если говорить о сооружениях для биологической очистки, которые очищают смеси домашних и производственных сточных вод, то в них, как правило, соотношение обоих параметров в поступающей жидкости на очистку составляет где-то в районе от 1,5 до 2,5. Когда сточная вода смешивается с промышленными отходами, этот показатель увеличивается и до 3,5, а при стоке вод с некоторых производственных мощностей он может доходить и до 8.

Как видите, значение ХПК позволит проанализировать состояние жидкости в водоемах и даст возможность выяснить, насколько эта она пригодна к очистке и в какой степени. Подробные исследования этого и прочих значений позволят сделать окружающую нас среду гораздо чище.

Что такое ХПК и БПК, как определить, нормы?

Критерии загрязнения вод

Загрязнение вод относится к ряду наиболее важных проблем экологии. Для определения и выбора наиболее эффективных способов защиты водной среды необходим постоянный контроль её состояния и анализ причин загрязнения. Основным критерием загрязнённости служит концентрация органических и неорганических загрязнителей в составе воды.

Чем опасно загрязнение вод?

Загрязнение водной среды ухудшает экологическое состояние планеты, разрушает её естественную красоту и делает менее пригодной для жизни. Ухудшение состояния гидросферы приводит к постоянно нарастающему дефициту пресной воды.

Человеку

Ухудшение качества питьевой воды грозит человеку попаданием в организм химических элементов и соединений, которые являются причинами различных нарушений здоровья:

  • при избытке железа в воде — заболевания сердечно-сосудистой, мочевыводящей системы, кожные заболевания, аллергические реакции;
  • при потреблении алюминия уменьшается содержание кальция, сказывающееся на состоянии костей, ногтей и волос;
  • хлор ослабляет стенки кровеносных сосудов;
  • нитраты в организме человека преобразуются в канцерогены.
Природе

Загрязнение водного бассейна планеты приводит к болезням и гибели животных и растений. Целые ареалы обитания различных видов становятся непригодными для их существования. В перспективе процесс грозит превращением в пустыню всё большей территории земли.

Химическое потребление кислорода

Непосредственное определение концентрации загрязняющих веществ в воде — это трудновыполнимая в техническом отношении задача. Для оценки степени загрязнения вод применяются наиболее удобные и легко реализуемые способы, основанные на анализе косвенных показателей, одним из которых является химическое потребление кислорода (ХПК).

Читайте также:
Усиленная теплица: лучшие дачные варианты

Химические реакции окисления органических и неорганических соединений, содержащихся в воде, сопровождаются потреблением кислорода, расход которого функционально связан с концентрацией разлагаемых веществ. То есть, оценить концентрацию загрязняющих соединений можно по затратам кислорода в процессе их окисления.

Таким образом, ХПК — это количество кислорода, которое участвует в химических реакциях окисления органических и неорганических соединений и отражающее их исходную концентрацию в воде.

БПК, БПК полное и БПК-5

Процесс окисления загрязнителей может происходить не только под воздействием чисто химических реакций, но и как результат жизнедеятельности микроорганизмов, обитающих в водной среде. При этом микроорганизмы, осуществляющие биохимическое окисление загрязняющих веществ, используют кислород, находящийся в воде.

Биохимическое потребление кислорода (БПК) — это количество кислорода, потреблённого микроорганизмами при биохимическом окислении веществ – загрязнителей. БПК служит показателем концентрации в воде органических соединений, подвергающихся биологическому разложению.

Биохимическое окисление занимает более продолжительное время по сравнению с окислением химическим, так как связано с жизнедеятельностью микрофлоры. Поэтому для оценки исходной концентрации органики важно учитывать условия и время протекания процессов биодеградации.

В результате наблюдений за протеканием процессов биохимического окисления при температуре 20°С, установлено следующее:

  • в течение пяти суток происходит окисление порядка 70% органических веществ, содержащихся в воде;
  • за десять суток разлагается 90% органики;
  • реакция, протекающая на протяжении 20-ти суток, приводит практически к полному разложению (99%) органических примесей.

Примечание. БПК отражает содержание в воде только тех веществ, которые подвержены биохимическому разложению. Отдельные устойчивые органические соединения не распадаются под воздействием микроорганизмов.

На практике используется два вида показателей БПК:

БПК полное. Этот показатель определяется как потребление кислорода при протекании биохимических реакций в течение 20-ти суток.

БПК-5. Определяет биохимическое потребление кислорода в период 5-ти суточной инкубации. Ввиду того, что для определения полного БПК требуется более длительное время, для практической оценки чаще применяется показатель БПК-5.

Методы определения и расчета ХПК

Существует две методики определения химического потребления кислорода, отличающиеся применяемыми окислителями:

  • перманганатная методика, использующая в качестве окислителя перманганат калия в сернокислой среде;
  • бихромная, в основе которой лежит применение бихромата калия с серной кислотой.

Перманганатная окисляемость определяется следующим образом. В пробу исследуемой воды добавляют раствор серной кислоты в дистиллированной воде (1:3). После этого пробирка нагревается и в неё добавляется раствор перманганата калия. Далее раствор обесцвечивается оксалатом натрия или щавелевой кислотой. Обесцвеченный раствор титрируют рабочим раствором перманганата калия до появления бледно-розового оттенка.

Аналогичным образом параллельно основному опыту проводят так называемый холостой опыт, в котором вместо пробы исследуемой воды используется пробирка с дистиллированной водой.

Значение перманганатной окисляемости, измеряемой в мгО/дм 3 , вычисляется по формуле:

где V3 и V — титрирующий объём перманганата калия соответственно в основном и холостом опытах, V4 — объём пробы воды, подвергающейся анализу. Таким образом, количество потреблённого кислорода определяется путём сопоставления с титрирующим объёмом перманганата калия. Значения коэффициентов в приведенной формуле принимаются в соответствии с ГОСТ Р 55684 – 2013.

Определение ХПК бихромным методом регулируется ГОСТ 31859 – 2012. Суть методики заключается в том, что в пробу воды, предназначенной для исследования, добавляется серная кислота и бахромат калия. В качестве катализатора окислительной реакции используется сульфат серебра, а для нейтрализации влияния хлоридов, искажающих результаты исследования, — сульфат ртути.

Определение ХПК производится путём измерения оптической проницаемости раствора. А так как оптические свойства раствора имеют функциональную связь с концентрацией в нём кислорода, то ХПК находится по специальной градуировочной шкале. При этом в зависимости от предполагаемого диапазона, в котором находится истинное значение ХПК, измерение проводится на одной из двух значений длины волны оптического излучения:

  • 440 нм в случаях, когда значение ХПК лежит в пределах 10 – 160 мгО/дм 3 ;
  • 600 нм, если предполагаемое значение ХПК находится в диапазоне от 80 до 800 мгО/дм 3 ;
  • в зоне значений ХПК 80 – 160 мгО/дм 3 допускается использование любой из рекомендованных длин волн.

Основным средством измерения является фотометрический анализатор, адаптированный для измерения оптической плотности водных растворов.

Определение БПК производится согласно РД 52.24.420-2006.

В основе метода — измерение концентрации кислорода путём титрования йодидом калия исследуемых проб до инкубации и после неё. Таким способом определяется разность концентрации кислорода между исходной пробой и пробой, прошедшей инкубацию. Инкубация осуществляется в течение 5-ти суток (в случае определения БПК-5) при температуре 20°С без доступа освещения и воздуха. Для этого исследуемые пробы помещаются в термостат. Для определения полной БПК инкубационный период устанавливается в 20 суток.

Типы вод

Питьевая и техническая

С точки зрения пригодности для питья вода подразделяется на питьевую и техническую. Требования, предъявляемые к питьевой воде, определяются действующими санитарными нормами и содержат ряд критериев, среди которых отсутствие:

  • болезнетворных микроорганизмов;
  • веществ, отнесённых к 1-й группе опасности — фосфора, фторида, соединений ртути, свинца и т.п.;
  • радионуклеидов.

Также установлены предельные нормы минерализации питьевой воды.

Техническая вода может использоваться для орошения, применяться в качестве энергоносителя в системах кондиционирования воздуха, обеспечивать технологические потребности производственных процессов.

Природные воды

К природным водам относятся все водные запасы планеты, включая моря и океаны, пресные водоёмы, ледники, почвенную и атмосферную влагу.

Читайте также:
Тилландсия (41 фото): уход за цветком в домашних условиях. Описание тилландсии уснеевидной и синей, фиалкоцветковой и других видов
Поверхностные пресные

Пресные поверхностные воды — это водоёмы с пресной водой, которые находятся на поверхности земли. В эту категорию входят реки, озёра, болота и другие поверхностные скопления пресной влаги.

Подземные грунтовые

Запасы воды планеты сосредоточены не только на её поверхности. Значительная их часть находится в толще земной коры в различных агрегатных состояниях. Ближе всего к поверхности залегают грунтовые воды, которые образуют первый водоносный слой.

Сточные воды

Сточные воды подразделяются на естественные стоки (дождевые и талые) и образованные системами водоотведения.

Промышленные стоки

Производственные или промышленные сточные воды образуются после использования воды в технологических процессах предприятий и отводятся через специализированные системы отведения или общую канализацию.

Хозяйственно-бытовые

Хозяйственно-бытовые стоки образуются при смешивании в единой системе водоотведения стоков бытового и промышленного происхождения.

Ливневые и очищенные

Воды, образующиеся в результате выпадения атмосферных осадков, таяния снега и льда образуют ливневые стоки, которые отводятся специальными системами ливневой канализации, которые при необходимости могут оснащаться очистными сооружениями.

Нормы ХПК, БПК для разных вод

Значения ХПК и БПК служат критериями оценки водного загрязнения, для воды различного назначения установлены их предельные нормы.

Соотношение норм БПК и ХПК

Использование двух различных показателей — потребления кислорода биохимическими и химическими процессами, не случайно. Соотношение БПК и ХПК позволяет определить характер загрязнения воды и выбрать эффективный метод очистки. Значение ХПК, как правило, больше, чем БПК. Небольшая разница между этими показателями указывает на то, что биологические способы очистки приведут к хорошему результату и наоборот, большой отрыв значения ХПК говорит о том, что наиболее эффективна химическая очистка.

ПДК, критичные значения ХПК и БПК

Правилами водоснабжения и водоотведения установлены требования, предъявляемые к качеству сточных вод. В частности, для стоков систем водоотведения установлены критические значения ХПК и БПК и предельно допустимые концентрации отдельных веществ, часть которых приведена в таблице:

Наименование фактора Предельное значение, мг/дм 3
1. Содержание взвешенных веществ 300
2. БПК-5 300 (для общесплавных систем – 500)
3. ХПК 500 (для общесплавных систем – 700)
4. Концентрация азота 50
5. Концентрация фосфора 12

Как снизить загрязнение вод?

Решение глобальной проблемы загрязнения водных ресурсов может быть только комплексным. Никакая отдельно взятая мера не способна привести к успеху. Усилия общества должны быть приложены по всем направлениям:

  • совершенствование технологических процессов с целью уменьшения количества промышленных стоков и снижения их загрязнённости (применение оборотного технического водоснабжения и т.п.);
  • рациональное использование пестицидов и минеральных удобрений в сельском хозяйстве;
  • снижение вредных выбросов в воздух, так как значительная их часть попадает в водоёмы;
  • совершенствование технологий очистки сточных вод.

Способы очистки вод

Существующие технологии очистки стоков основаны на отдельном или комбинированном применении нескольких способов:

  • механического — применение отстойников, песколовок и т.п.;
  • физико-химического, использующего флотацию, сорбцию, ионный обмен;
  • химического — коагулирование, нейтрализация;
  • биологического, основанного на биохимических процессах с участием микроорганизмов.

Стадии снижения ХПК и БПК

При осуществлении очистки сточных вод ХПК и БПК снижается на трёх начальных этапах:

  • в процессе грубой фильтрации, отделения плёнок и крупных загрязнений;
  • при растворении и окислении органики специальными препаратами;
  • при удалении солей металлов с применением электродиализа, абсорбции, обратного осмоса.

Оборудование для анализа воды

Какое бывает?

Для анализа воды используется большое количество разнообразных приборов, основанных на разных принципах действия, среди которых:

  • фотометры, фотометрические анализаторы, измеряющие оптическую плотность водных растворов;
  • электронные солемеры, определяющие концентрацию растворённых в воде веществ;
  • комплексные измерители параметров, определяющие несколько показателей: температуру, содержание солей, показатель кислотности, минерализацию, электропроводность и т.п.;
  • комплекты приборов для оснащения лабораторий.
    Где лучше всего заказать?

Заказ приборов контроля качества воды лучше производить непосредственно у производителя или его официального представителя в регионе. В этом случае отсутствует вероятность приобретения подделки, кроме этого, на всё оборудование предоставляется гарантия производителя и сервисное обслуживание.

Что такое ХПК сточных вод?

В мире сейчас применяются десятки способов очистки стоков, каждый из которых разрабатывался для своего направления. Технологии, объемы и методы, могут быть разными, а показатели эффективности везде одинаковые. Уровень ХПК и БПК считается основным параметром определения чистоты сточных вод.

Что такое ХПК и БПК

Уровень чистоты воды определяется по скорости процессов гидролиза и окисления. Эти показатели напрямую зависят от того, насколько быстро жидкость насыщается кислородом.

• ХПК или химическое потребление кислорода показывает сколько необходимо О2 для окисления вредных частиц в 1 л воды. При этом есть технологии, где окисление проводится посредством иных химических элементов или соединений, но их активность приравнивается к кислороду. На западе аналогом ХПК служит COD.

• БПК, согласно определению отражает биохимические процессы. Здесь за основу берется потребление кислорода анаэробными видами микроорганизмов. Есть такое понятие, как легко окисляющаяся органика, которую и съедают эти микроорганизмы. Соответственно, чем больше ее в стоках, тем выше показатель биохимического потребления кислорода.
Какие факторы влияют на ХПК

Термин сточные воды относится к общим понятиям, уровень и скорость окисления органики и разного рода примесей зависит от ряда объективных факторов:

1. Первым и главным фактором считается вид стоков. Они могут быть бытовыми, сельскохозяйственными или промышленными.
2. Процентное соотношение биологических и химических элементов в отдельно взятой пробе.
3. Доля атмосферных осадков.
4. Уровень и состав грунтовых вод рядом с водоемом.

Читайте также:
Стулья для кухни с подлокотниками – тонкости выбора

Чем отличаются ХПК и БПК

Не смотря на то, что в обоих случаях речь идет об окислении и объеме потребления О2, данные параметры существенно разнятся между собой.

• Химическое определение чистоты воды основано на использовании окислителя. Применяется кислород, но может быть и иное химическое соединение. Посредством ХПК определяется общий процент органики в очистном сооружении или водоеме. Максимальное время анализа здесь не превышает 4 суток.

• Биологическое определение загрязнения основано на использовании активных микроорганизмов. У каждой группы таких бактерий есть свой инкубационный период, поэтому анализ может затянуться до 20 суток. БПК ориентирован на точный результат в отдельно взятой пробе, его используют при секционном или фрагментарном анализе.

Методики определения ХПК

Химическое потребление О2 проводится до полутора суток в нормальных условиях. Для этих целей применяются 2 способа:

1. Перманганатный анализ. В исследуемый образец добавляется серная кислота, после чего он обрабатывается перманганатом калия. Применяется для рядовых исследований и определения чистоты жидкостей с низким уровнем примесей.

2. Биохроматный анализ. Ориентирован на бассейны и стоки с радикальным уровнем загрязнения:

• как и в первом случае, сначала добавляется серная кислота, но дальше используется биохромат калия;
• в качестве катализатора необходим сульфат серебра;
• чтобы нивелировать действие хлоридов используется сульфат ртути.

Что такое БПК полное и БПК 5

Как уже упоминалось, биологическое исследование может длиться до 20 суток, как раз эти 20 суток и называют полным БПК сточных вод. Но такой глубокий, поэтапный анализ нужен далеко не всегда. Для рядовых случаев и контрольных измерений ГОСТом предусмотрено БПК 5. Процесс здесь сжат до 5 суток, отсюда и цифра 5 рядом с аббревиатурой.

Методики определения БПК

Так как речь идет о биологических процессах и инкубационном периоде большое значение имеют 2 обязательных условия:

• на протяжении всего исследования испытуемые образцы находятся в темном помещении;
• стандартная методика предусматривает постоянную температуру 20ºС.

Если брать исследование заданной характеристики, то замеры должны проводиться вначале и в конце процесса. Но при полном анализе используется скляночный метод, где берется ряд одинаковых образцов, каждый из которых помещается в разные условия. Дальше путем изменения температуры, добавления реагентов и снятия промежуточных результатов получают полную картину процесса.

Норма показателя ХПК

В каждой стране отношение к данному показателю закреплено на законодательном уровне. В России принят общий ГОСТ 31859-2012. В этом документе подробно расписан весь процесс анализа.

Уровень химического потребления кислорода измеряется в миллиграммах на дециметр кубический. Согласно указанному выше ГОСТу средние показатели таковы:

• чистая вода – 0 – 2 мг/дм³;
• вода средней чистоты – 3 – 4 мг/дм³;
• вода средней загрязненности – 4 – 15 мг/дм³;
• грязная вода – от 15 мг/дм³ и более.

Соотношение БПК и ХПК

Чем выше показатель потребления кислорода в обоих вариантах, тем соответственно грязнее жидкость. Считается, что если химическое потребление превышает биологические показатели, то в воде содержится много неокисляемой органики.
Такое соотношение в открытых водоемах свидетельствует о близости экологической катастрофы, а в очистных сооружениях данный дисбаланс ликвидируется при помощи реагентов.

Чем опасны высокие уровни ХПК и БПК

Если оба показателя превышают допустимую ГОСТом норму, говорит о высоком проценте органики в отдельно взятом бассейне или стоках.
• Слабо окисляемые и не окисляемые примеси, являются отравой. Они вызывают гибель животных и рыбы, а при большой концентрации делают плодородные почвы непригодными к возделыванию
• Легкая органика также далеко не безобидна, в водоемах она вытягивает из воды весь кислород, в результате рыбам и другим живым организмам становится нечем дышать и они гибнут.

ХПК и БПК критерий загрязнения

Уровень химического загрязнения является основным критерием определения проблемы. Его используют для выбора методов очистки водоемов и даже региональных водяных бассейнов.
БПК считается локальным инструментом, его используют для определения количества вредных частиц в литре. Причем в одном и том же водоеме пробы, взятые в разных местах, по биологическим показателям будут сильно отличаться.

Стадии снижения ХПК и БПК в процессе очистки

Ежегодно научное сообщество предлагает новые способы очищения воды. Простых методов снижения ХПК и БПК не существует, все они многоступенчатые, где разные ступени взаимосвязаны и каждая делится на несколько этапов.
Если взять все методики, то химическое потребление нормализуют за счет поэтапного добавления сложных реагентов. Биологические процессы идут иначе, здесь выводятся новые микроорганизмы, которые также поэтапно подселяют в бассейны очистных сооружений и открытые водоемы.

Различия между бытовыми и промышленными сточными водами

Традиционно промышленные стоки считаются самыми проблемными. На химкомбинатах, где в воде преобладают опасные реагенты, могут помочь только способы, относящиеся к ХПК. Анаэробные бактерии идут вторым эшелоном.
Раньше бытовые сточные воды реанимировали за счет бактерий. Сейчас из-за большого количества химии технология их очистки приблизилась к промышленной.
Поэтому городские и промышленные очистные сооружения отчасти похожи, они состоят из целого каскада бассейнов, каждый из которых отвечает за свой сектор очистки.

Стадии очистки сточных вод и снижения показателей их загрязненности

В зависимости от технологии грязная вода на своем пути проходит до 30 узкопрофильных стадий очистки, плюс многое зависит от вида стоков. Но, все методы можно условно поделить на 4 этапа:

Читайте также:
Технология строительства деревянных домов

1. Сначала удаляется крупный мусор и снимается масляная пленка с поверхности.
2. Дальше химическими реагентами проводится обеззараживание общей массы.
3. Третий этап в плане очистки самый сложный, здесь проводится абсорбция, обратный осмос и еще ряд сложных мероприятий.
4. В результате нивелирования опасных веществ в воде образуется много безопасного, но пустого шлама и на четвертом этапе он фильтруется.

Уровень химического потребления кислорода рядовому человеку мало о чем говорит, зато специалисты по этому показателю моментально определяют насколько чистая вода в регионе или отдельно взятом водоеме.

Заказать химический анализ воды

Чтобы проконсультироваться с нашими специалистами свяжитесь с нами по телефону 8 (812) 702-38-18.

ХПК сточных вод

ХПК сточных вод это показатель, определяющий концентрацию органики в жидкости. Исчисляется он миллиграммами кислорода. ХПК помогает выявить масштабы загрязнения водоемов (искусственных и природных).

Общие сведения

Определение ХПК — химическое потребление водой кислорода. То есть ХПК в воде отражает объем кислорода, затраченный на окисление органики и минеральных компонентов, содержащих углерод. Этот показатель иначе именуют единицей химико-окислительного процесса в жидкости, так как органика окисляется под воздействием кислорода. Последний считается очень мощным окислителем.

Окисляемость с учетом разности окислителей:

  • йодатная;
  • бихроматная;
  • цериевая;
  • перманганатная.

Опираясь на ХПК можно прибегать к очистке воды. Например, для сокращения концентрации вредных компонентов до приемлемых цифр. Проводят очистку на очистных сооружениях.

Многие органические вещества обладают выраженными характеристиками по органолептическим свойствам (запах, вкус, цвет, способность к пенообразованию). Это позволяет определить наличие неприемлемой стадии загрязнения. Но множество органики в естественных водах и вовсе не видны и не чувствуются по запаху и вкусу.

А сточные воды в принципе обладают всеми этими негативными параметрами изначально. Поэтому неприемлемые показатели могу быть выявлены исключительно после взятия проб и проведения анализов. Поэтому так важно производить периодический анализ состояния вод.

Иначе можно в значительной степени нанести урон здоровью людей и экологии. Для сточных вод действуют не столь серьезные требования (в сравнении с более чистыми водами), но и тут проводятся периодические проверки состояния воды.

Методика определения уровня ХПК

Для исследований используют 2 метода: перманганатный и бихромный. В первом случае требуются такие ингредиенты, как марганцовокислый калий и сульфат амония. Результат проверки — перманганатная окисляемость.

Второй из упомянутых лабораторных анализов проводят с настройкой нужного температурного режима. Затем растворяют серную кислоту с бихроматом калия. Также используются катализатор в виде сульфата серебра и нейтрализатор — сульфат ртути.

Второй императивный метод очень перспективен и описывается в международных стандартах. Для его реализации потребуется наличие специализированной аппаратуры, подручных материалов и инструментов.

Например, мерные колбы и цилиндры, термостойкие стаканы, пипетки, лабораторные веса, перемешивающие устройства, термореакторы, термостойкие сосуды для проведения реакций, фотометр либо фотометрический анализатор.

В основном для одной пробы берется 2 кубических см жидкости. Превышение хлоридов и марганца мешает при проведении анализа. Эти проблемы нейтрализуются разбавлением воды. Но по окончанию анализа полученный результата приходится умножать из-за этого на 2. Такими на первый взгляд сложными измерениями находят значение калибровочного ХПК.

Что оказывает влияние на уровень показателей ХПК

Существует множество факторов, воздействующих на воду: содержание в ней ненужных компонентов и ее кислотность. Один из основных — это все биохимические процессы, проходящие в воде. Из-за них компоненты вступают во взаимореакции и образуют новые вещества.

Так постепенно меняется состав воды. Это вызывает значимые затруднения при ведении аналитического контроля состава. Мало того, что наполняющих веществ воду великое множество, но они к тому же неустойчивы и претерпевают постоянную трансформацию.

Однако, и загрязнение сточных вод несет значительный вред, поскольку они часто попадают в природные водоемы. Причем не всегда закрытого типа. А поскольку весь водный оборот предполагает прохождение через мировой океан, то вся вода в итоге попадает на стол человека. Именно поэтому следует следить даже за состоянием сливаемых стоков.

Степень окисляемости у всех компонентов разная. К тому же они попадают в водоемы из стоков в различном объеме. Значимый момент, влияющий на окисляемость – сезонные изменения по гидробиологии и гидрологии.

Степень окисления варьируется и под влиянием человеческих действий. В поверхностных водах органика часто представлена веществами, которые будет характеризовать завышенная степень окисляемости в сравнении с подземными, грунтовыми и другими разновидностями вод.

Исходя из типа водоемов, в них представлены различные показатели окисления. Так горные речки и озера имеют примерный показатель в 2–3 мг/куб.дм, заболоченные реки – 20 мг/куб.дм, равнинные водные резервуары – 5-12 мг/куб.дм. И т.д. Сливаемые стоки добавляют к естественному уровню показателей свои вещества и этим меняют существующие здесь цифры.

Нормативы ХПК

Важно не только знать, что означает расшифровка ХПК, но и регламент по ХПК-показателям. В норме они колеблются в узких границах.

Разные уровни загрязнения вод в зависимости от норматива ХПК:

  • предельно чистые – до 2х мг/куб.дм;
  • приемлемо чистые – 3х мг/куб.дм;
  • средней загрязненности – 4х мг/куб.дм;
  • загрязненные – от 15ти мг/куб.дм.

В России, например, имеется разработанное правительством постановление от 2013 года №644. В нем присутствует приложение № 5, подробно описывающее все максимально допустимые значения по сточным водам.

Относительно ХПК предельная размерность (или ПДК) составляет 500 (700 ) мг/дм в кубе. Также имеется международный стандарт ГОСТ 31859-2012 для некоторых стран постсоветского пространства, описывающий метод определения водного химического потребления кислорода с применением фотометрической техники.

Читайте также:
Срубы и дома из кедра

Методика позволяет проводить расчеты для любого типа воды (в т.ч. сточной). В документе учтены общепринятые мировые положения ISO-стандарта 15705:2002 о качестве воды и ее проверке.

Стадии очистки

Стоки должны своевременно измеряться человеком для пошаговой очистки. Существуют несколько стадий, которые необязательны к выполнению в полном масштабе. Сложная схема нужна при наличии трудноокисляемой органики, не выводящейся простыми путями.

  1. Этап первичной очистки, который заключается в устранении масляных пятен, больших по размеру загрязняющих элементов и количественных загрязнений. Здесь проводится чистка с помощью физико-механического метода.
  2. Этап вторичной очистки, на котором отделяются взвешенные частицы и загрязняющие элементы (даже если они растворены). Отдельные загрязнители попадают сюда из органических источников и их приходится удалять био-окислением. Поэтому проводится чистка с помощью биологического метода.
  3. Этап третичной очистки – это устранение неотловленных ранее мелких загрязнителей, (в т.ч. солей металлов). Проводится чистка осмосом, электрическим диализом, адсорбированием и т.д.
  4. Дальше по графику идет четвертая стадия, которая предусматривает выполнение обезвоживания шлама.

Уровень ХПК планомерно снижается до нужных значений. Не всегда требуется очистка с соблюдением полной схемы шагов. Это зависит от уровня выявленного загрязнения и требований, предъявляемых к конкретному виду вод.

Сточные воды часто сливаются в коллекторы уже после единственной очистительной стадии. Уже таким образом достигается нужный баланс показателей ХПК. Третья и тем более четвертая стадии используются для стоков крайне редко.

Выводы

Загрязнение сточных вод может происходить по причине антропогенного и техногенного влияния (здесь участвуют органические соединения и химия). При этом важно своевременно выявлять недопустимые корреляции вредных веществ в стоках.

Обратите внимание! Вся вода на планете участвует в постоянном обмене. За расходом и потреблением следует этап возврата воды в природу. Пройдя некий цикл, она снова и снова попадает к человеку, который будет ее потреблять.

Загрязнять воду и оставлять ее в абсолютно непригодном виде невыгодно самому человеку. Даже пройдя через состояние сточных вод. Последние по итогу всегда попадут в природную среду. При их значительном загрязнении они повлияют на экологию на местном уровне, особенно при попадании в замкнутые водоемы.

Здесь они губят животных, обитающих в естественной среде, убивают рыбу на рыбохозяйственных предприятиях. Также стоки вносят свой негативный вклад в состояние мировых вод. Поэтому понимание того, что же такое ХПК, и его измерение это возможность своевременно скорректировать качество сточных вод.

Вопросы

Лариса, 17 лет (г. Иркутск): Разница между ХПК и БПК?

Ответ: Оба показателя важны для диагностики состояния воды. Но БПК в отличие от ХПК отражает количество кислорода, используемого аэробными микроорганизмами в процессе разложения органических веществ в воде. Расшифровка этого понятия — биологическое потребление кислорода. Интегральный состав органических веществ оценивается по показателям БПК и ХПК.

Дмитрий, 24 года (г. Казань): Как часто вычисляется ХПК для стоков?

Ответ: Органика имеется во всех стоках, но ее количество не должно превышать уровень, который окисляется естественным образом. Проверки периодичны, то есть проводятся по стандартному утвержденному графику. Они дополняются внеплановыми проверками при появлении подозрений на корреляцию показателей. При повторном измерении показателей результат отражает «способность» воды к самоочищению или эффективность проведенных мер по очистке.

Что такое ХПК сточных вод?

Для эффективной работы очистных систем требуются сведения о загрязненности стоков. Лаборатории исследуют химическое потребление кислорода (ХПК) сточных вод для выбора методов очистки и определения ее скорости, чтобы добиться требуемых показателей.

Загрязнение природных вод.

  1. Что такое ХПК и БПК
  2. Какие факторы влияют на ХПК
  3. Чем отличаются ХПК и БПК
  4. Методики определения ХПК
  5. Что такое БПК полное и БПК 5
  6. Методики определения БПК
  7. Норма показателя ХПК
  8. Величина ХПК в различной воде
  9. Загрязненность
  10. ХПК (мг/л)
  11. Соотношение БПК и ХПК
  12. Чем опасны высокие уровни ХПК и БПК
  13. ХПК и БПК: критерий загрязнения
  14. Стадии снижения ХПК и БПК в процессе очистки
  15. Различия между бытовыми и промышленными сточными водами
  16. Стадии очистки сточных вод и снижения показателей их загрязненности

Что такое ХПК и БПК

Стоки окисляются кислородом из атмосферы. При расчетах учитывают другие задействованные вещества. Их переводят в объем кислорода. О2 требуется в количестве, достаточном для того, чтобы содержащиеся в жидких нечистотах опасные вещества превратились в безвредные. Тем самым вода очищается .

Для характеристики состояния стоков используют показатели химического потребления кислорода (ХПК) и биологического (БПК). ХПК определяет количество органики в 1 мг кислорода на 1 л. БПК указывает, сколько кислорода потребили бактерии, разлагая органические частицы за определенное время.

В стоках много органики, для переработки которой требуется кислород, независимо от происходящих процессов очистки. Его потребление возрастает с увеличением процента органических примесей.

Какие факторы влияют на ХПК

Состав жидких отходов зависит от ряда обстоятельств:

  • происходящие биологические процессы;
  • содержание воды из атмосферы;
  • характер стоков (бытовые или промышленные);
  • климатические изменения.

В стоках содержатся вещества, способные к окислению в разной степени. Некоторых с кислородом не реагируют. Чтобы подобрать реактивы для анализа, исследуют состав жидкости.

Чем отличаются ХПК и БПК

ХПК и БПК сточных вод указывают загрязненность, но это разные показатели. Очистка возможна при окислении органики. БПК — это биохимические реакции, ХПК — химические.

Читайте также:
Цокольный сайдинг: виды материала, плюсы и минусы, монтаж своими руками

При биологическом исследовании используют микроорганизмы. Для них создают особую среду, полную темноту и выдерживают в таких условиях от 5 до 20 суток. При химическом анализе чистоту определяют с применением окислителей. Анализ проводят 2 недели, не более.

ХПК показывает общее содержание органики в жидких отходах, а БПК оценивает загрязненность ограниченного объема.

Методики определения ХПК

Для исследований пользуются 2 методами: перманганатным и бихромным. Для первого нужны перманганат калия и серная кислота. Результат называют перманганатной окисляемостью.

Диаграмма ХПК сточных вод.

Бихромный анализ проводят при необходимой температуре:

  1. В жидкость вводят серную кислоту, бихромат калия.
  2. Присутствует катализатор — сульфат серебра. Это вещество не попадает в жидкость, получившуюся после реакции.
  3. Хлориды нейтрализуют добавлением сульфата ртути.

Результаты анализов можно рассчитать теоретически. При некоторых условиях данные, полученные практическим путем, отличаются от теоретических. Это происходит, если присутствует много неорганических элементов, влияющих на окисление.

Требуются отдельные расчеты потребления кислорода. Результат отнимается от суммарного показателя. Исследования занимают 2-3 суток.

Что такое БПК полное и БПК 5

Количество окислителя, вступившего в реакцию, вычисляют в течение стандартных единиц времени: 2, 5 и 20 суток. Иногда применяют другой период, что диктуется наличием предполагаемых загрязнителей и тем, сколько длится полное окисление.

Лабораторный мониторинг проводят при строго выдержанных условиях: в темноте, при температуре не ниже +20° С. При нарушениях окисление проходит по-другому, что влияет на данные. БПК рассчитывают как разницу содержания кислорода до начала окисления и после.

Индекс после букв обозначает временной промежуток в сутках, в течение которого проводился анализ. БПК5 указывает на то, что исследование длилось 5 суток. Этого хватает, чтобы в стоках со средней загрязненностью кислород вступил в реакцию с 70% органических примесей.

Полное БПК — это результат, когда 100% кислорода окисляется. Процесс длится преимущественно 20 суток в нормальных условиях. Характер органики влияет на продолжительность полного окисления.

Методики определения БПК

В 3 колбы заливают одинаковое количество сточной жидкости. Температуру доводят до +20° С, нагревая или охлаждая воду. Взбалтывают 1 минуту, чтобы насытить исследуемый материал кислородом.

В одной емкости проверяют концентрацию кислорода. Другие 2 колбы на время помещают в термостат для исследования. Когда время истекает, измеряют содержание окислителя, переводят в литры. Результат определяют как разницу между данными, полученными из первой емкости и среднего значения в 2 других.

Определение органический загрязнений.

Норма показателя ХПК

Содержание загрязняющих веществ после очистки регулируется законодательно утвержденными нормативами.

Величина ХПК в различной воде

Загрязненность

ХПК (мг/л)

Допустимые параметры зависят от сферы применения воды. Завышенные свидетельствуют о нехватке кислорода, увеличенном содержании органики.

Соотношение БПК и ХПК

ХПК и БПК измеряют одновременно, чтобы получить сведения о стоках. Данные сравнивают, соотносят. Если ХПК выше БПК, это значит, что вода содержит много органики, которая не окисляется.

Отличающиеся результаты объясняются происходящими реакциями. Потребление кислорода разное, зависит от типа процессов: химические или биологические. На соотношение влияют характер жидкости и ее содержимое. Увеличение разницы происходит при недостаточном биохимическом окислении. Это значит, что жидкие нечистоты малопригодные для биологической очистки.

На основании оценок результатов мониторинга подбирают эффективные способы очистки.

Чем опасны высокие уровни ХПК и БПК

Плохо очищенная вода наносит урон природе:

  1. Если вредные вещества попадают в открытые источники, это грозит гибелью животным, пьющим из них воду.
  2. Накапливаясь в почве, вредные вещества усваиваются растениями. Зараженные овощи, фрукты попадают на стол людям.
  3. В водоемах при высоком содержании органических загрязнений возрастает потребность в кислороде. Он расходуется на окисление, а флора и фауной испытывают дефицит.

ХПК и БПК: критерий загрязнения

Химическое и биологическое потребление кислорода — основные показатели наличия органики. Химический анализ оценивает суммарное количество нечистот, которые находятся во всем объеме стоков. Биохимические исследования учитывают переработанные аэробными бактериями частицы в литре жидкости. Органика содержится во всех стоках, но ее количество не должно превышать уровень, который окисляется естественным способом.

Стадии снижения ХПК и БПК в процессе очистки

Предприятия, в случае превышения норм загрязнения сбрасываемой воды, обязаны обрабатывать ее. Строятся очистные сооружения, различающиеся производительностью, по типам и принципам действия.

Снижение ХПК и БПК проходит в 4 последовательных стадии, в результате каждой затраты кислорода уменьшаются. На изменение показателей влияют характеристика и происхождение стоков. После каждого этапа забирают пробы для контроля.

Показатели загрязненности снижаются в большей степени на первой стадии после отстаивания. Удаляются вещества, которые разлагаются только сильными окислителями. После этого остается больше примесей, которые окисляются биологически. Поэтому перед биологической очисткой снижают их концентрацию. Чаще предприятия строят станции, где применяется только механическая и химическая очистка.

Стоки не всегда подвергают всем стадиям очистки. Необходимые нормы иногда достигаются после первого этапа.

Различия между бытовыми и промышленными сточными водами

Содержимое стоков зависит от их происхождения. В домашних жидких нечистотах много органики, мусора, химических бытовых средств. Они быстро окисляются, кислорода требуется немного.

Состав производственных стоков обусловлен отраслью промышленности. Они содержат такие загрязнители, как продукты нефтепереработки, соли различных металлов, фосфаты и др. Подобные вещества трудно окисляются. Требуется больше кислорода, которым иногда принудительно насыщают стоки.

Когда сточные воды различного происхождения объединяются, это на пользу биологической очистке. Бытовые стоки содержат много органики, которая поддерживает активность процессов.

Стадии очистки сточных вод и снижения показателей их загрязненности

Для достижения норм стоки очищают. Процесс не зависит от вида установленных очистителей и проходит 4 стадии:

  1. Первичная очистка. Стоки избавляют от жировых пленок, тяжелых частиц, а также самых многочисленных примесей, легко поддающихся удалению.
  2. На втором этапе от жидкости отделяют взвешенные частицы и примеси, в т.ч. те, доля которых уже растворилась. Очистка происходит биологическим окислением, потому что большинство веществ — органические.
  3. Третья стадия основана на применении различных физико-химических методов. Удаляются самые мелкие частицы и примеси, в т.ч. соли металлов.
  4. Заключительный этап — удаление воды из шлама, чтобы максимально снизить его объем и вес. На качестве показателей ХПК и БПК стадия не отражается.
Читайте также:
Что делать, если перегорают светодиодные лампы

Если очистка не приносит необходимых результатов, требуется изменить очистную технологию или обновить оборудование.

Что такое ХПК сточных вод?

В наши дни существует большое количество методов очистки сточных вод, отличающихся используемыми технологиями и оборудованием. Несмотря на это, показатели уровня загрязнения во всех сферах идентичны. К самым распространенным и часто используемым относятся уровни ХПК и БПК. С их помощью можно определить факт антропогенного загрязнения как природных, так и сточных вод. Полученные в результате лабораторных исследований данные предоставляют необходимую информацию о степени загрязнения и его характере.

Понятие ХПК и БПК

Для оценки качества воды устанавливается интенсивность гидролиза и окисления. Значения имеют прямую зависимость от скорости насыщения кислородом.

  • ХПК называется химическое потребление кислорода. Оно демонстрирует, сколько О2 требуется для окисления частиц, обладающих патогенными свойствами. Существуют технологии, которые способны заменить кислород другими элементами и соединениями. Так, в Европе таким аналогом считается COD.
  • БПК – показатель, отражающий биохимические процессы. В данном случае основой выступает уровень потребления кислорода анаэробными микроорганизмами. Рост БПК зависит от объема легко окисляющейся органики в стоках.

Для определения уровня загрязнения промышленных и других стоков оба показателя имеют одинаковую ценность и часто включаются в комплексное исследование проб.

Перечень факторов, которые оказывают воздействие на ХПК

Показатель ХПК зависит от множества факторов. Среди них можно выделить несколько основных:

  • Вид стоков. Они делятся на три вида, в зависимости от источника выбросов: бытовые, сельскохозяйственные и промышленные.
  • Уровень химических элементов, а также их процентное соотношение.
  • Показатель, который фиксирует объем выпавших осадков.
  • Состав грунтовых вод, которые находятся рядом с источником.

В чем заключается отличие между ХПК и БПК?

С учетом некоторой схожести в выполняемых процессах, ХПК и БПК имеют ряд серьезных различий. Они выражаются прежде всего в способе выявления. Для определения качества воды химическим путем обязательно применение окислителя. Также необходим кислород, но может быть использовано и другое соединение. При помощи ХПК можно определить общий процент органических веществ. Для этого требуется разный промежуток времени, который при этом не превышает четырех суток.

Биологическое определение основывается на другом подходе, а именно использовании микроорганизмов в активном виде. Группы бактерий отличаются собственным инкубационным периодом, который может затянуться – в некоторых случаях он занимает около 3 недель. Несмотря на это, БПК позволяет получать точные результаты при тестировании отдельных образцов, в связи с чем его часто применяют при проведении секционных исследований.

Какую опасность несет повышенный уровень ХПК?

Уровень ХПК, который превышает установленную стандартами норму, указывает на высокое содержание органики в стоках. Примеси, которые не окисляются или слабо окисляются, относятся к токсичным веществам и фактически отравляют воду, вызывая проблемы с флорой и фауной. Высокие концентрации также отравляют почву, делая ее непригодной для дальнейшей посадки сельскохозяйственных культур. Легкая органика способна вытягивать из водоемов кислород, приводя к гибели живых организмов.

Как определить ХПК?

Для определения химического потребления О2 используется два способа: перманганатный и биохроматный. Первый метод подразумевает добавление в тестируемую пробу серной кислоты, а также дальнейшую обработку перманганатом калия. Биохроматное тестирование чаще всего используется для испытания проб, взятых из бассейна и стоков с серьезным уровнем загрязнений. В нем также используется серная кислота, но на следующем этапе вместе перманганата добавляется бихромат калия. Для того, чтобы избежать негативного влияния на результат хлоридов, дополнительно применяется сульфат ртути.

Методы определения БПК

С учетом особенностей биологических процессов, для которых предусматривается инкубационный период, для определения БПК при исследовании пробы сточной воды необходимо выполнить два условия: поместить испытуемый образец или образцы в темное помещение, а также обеспечить температуру около 20 °C.

Для определения заданных характеристик измерения лучше проводить в начале процедуры и после ее завершения. При комплексном анализе чаще всего применяется скляночный метод – он подразумевает отбор идентичных образцов, которые должны находиться в разных условиях. Далее производится замер температуры, добавляются реагенты и снимаются предварительные показания. Это позволяет увидеть более комплексную картину.

Полное БПК и БПК 5

Помимо общего показателя БПК существует и два специфических, указывающих на состояние воды в определенный промежуток времени. Известно, что объем окислителя, вступающего в реакцию, устанавливается в соответствии с фиксированным периодом. Он может составлять 2, 5 и 20 дней. В ряде случаев может использоваться другой промежуток времени – это зависит от продолжительности полного окисления.

Общий БПК – это показатель, который указывает на разницу содержания кислорода до начала окислительной реакции и после ее завершения. Специфические показатели, о которых говорилось выше, свидетельствуют о продолжительности анализа и степени окисляемости кислорода. БПК5 – это исследование, которое продолжалось 5 суток. Обычно этого достаточно, чтобы кислород в сточных водах вступил в реакцию с большинством органических примесей – до 70%.

Читайте также:
Универсальный клей: технические характеристики и инструкция по использованию, кристально-прозрачный «Секунда» и «КС», Henkel и «Мастер», состав для обоев

Полное БПК – это результат 100% окисляемости кислорода. В нормальных условиях процесс занимает 20 дней. На продолжительность полного окисления оказывает прямое влияние тип органики, находящийся в стоках. Для того, чтобы не допустить протекания реакции с нарушениями, отслеживание должно в обязательном порядке проводиться в лабораторных условиях.

Особенности очистки сточных вод

Современные методы очистки сточных вод способствуют эффективной борьбе с загрязнениями, что приводит к постепенному снижению присутствия вредных веществ и микроорганизмов. При обнаружении повышенного содержания ХПК и БПК можно воспользоваться одним из многочисленных вариантов – в зависимости от выбранного метода, грязная вода может проходить несколько стадий очистки. Несмотря на это, все популярные технологические решения делятся на 4 основных этапа:

  1. На первом этапе происходит удаление крупного мусора, а также масляной пленки с поверхности стоков.
  2. Посредством использования химических реагентов, подбираемых специалистами, общая масса источника проходит процедуру обеззараживания.
  3. На третьем этапе реализуется ключевой процесс, способствующий удалению большей части загрязняющих веществ. Это может быть абсорбция, аэрация, флотация или обратный осмос.
  4. Финальный этап подразумевает фильтрацию остатков, образующихся после удаления опасных веществ.

Уровень ХПК очень ценится среди специалистов, так как позволяет определить уровень загрязненности в источнике. Впоследствии это поможет разработать и реализовать систему очистки, или оптимизировать существующую. Используемые для устранения загрязнителей методы можно комбинировать, что при правильном подходе способствует более эффективному решению проблемы.

Анализ сточных вод в лаборатории «НОРТЕСТ»

Испытательный центр «НОРТЕСТ» может выполнить все виды анализов, в том числе химический и бактериологический. Ежедневно к нам поступает большой объем заказов, которые обрабатываются нами в кратчайшие сроки. Для удобства клиентов возможен выезд специалиста для отбора проб и их доставки в лабораторию. Тестирование образцов осуществляется с использованием современного оборудования и высококачественных реагентов, а также с применением наиболее эффективных методик.

Полезные статьи

Общее микробное число (ОМЧ)

Определение содержания ксантогенатов в природной и сточной воде

ХПК и БПК сточных вод: определение, чем отличаются и как снизить?

Стоки, сбрасываемые в канализацию населённых пунктов, предприятий подлежат обеззараживанию, очистке, также происходит их самоочистка. Процедуры нужны для недопущения нанесения вреда экологии. До и после обработки нечистоты имеют различную степень органического насыщения, определяющуюся параметром ХПК сточных вод.

Что такое ХПК и БПК?

Параметры, характеризующие состояние стоков, основаны на расходе кислорода (гидролиз, окисление). В лабораториях измеряют биохимическое потребление кислорода (БПК) и химическое потребление кислорода (ХПК).

БПК оценивает объём кислорода, израсходованный аэробами на окись, разложение частиц органического происхождения. Значение вычисляют, замеряя количество О2, использованного без доступа света за конкретное время (пять — двадцать суток).

Показатель ХПК, определяющий объём органики в воде, выражается миллиграммами окислителя на литр жидкости.

Какие факторы влияют на ХПК?

Состав стоков меняется под влиянием независимых причин:

  • биохимические процессы;
  • наличие в составе атмосферных осадков;
  • происхождение, характер сточной воды (бытовые промышленные, хозяйственные, поверхностные, подземные);
  • сезонные явления.

От указанных влияний зависит состав стоков, способность их к соединению с кислородом, поскольку некоторые химические вещества, попадающие в воду, не вступают в реакцию с окислителем. Выбор реактивов для определения ХПК обусловлен составом жидкости.

Чем отличаются ХПК и БПК?

Несмотря на то что с помощью БПК и ХПК оценивают загрязнение воды, эти показатели отличаются. Как было указано выше, принцип действия лежит в окислении органических соединений. БПК представляет собой биохимический процесс, а ХПК — химический.

Уровень загрязнения биохимически определяется с помощью микроорганизмов в специальной среде (без света) и инкубационном периоде (до двадцати суток). При химическом процессе, чистоту определяют, используя окислители. Срок выполнения анализа сточных вод не превышает четырнадцать дней.

Химическое потребление кислорода показывает общий объём органических веществ в стоках, тогда как БПК даёт оценку загрязнения конкретного объёма воды.

Методики определения ХПК

ХПК сточных вод – это индекс уровня их загрязнения. Для заключения применяют такие способы:

  • бихромный;
  • перманганатный.

Первый способ предпочтителен для загрязнённой воды. При выполнении используют бихромат калия, серную кислоту. Для реакции бихромного окисления применяют катализатор — сульфат серебра, ускоряющий процесс, но не оставляющий следов пребывания в исследуемом образце. Удаление хлоридов проводят с применением сульфата ртути.

Реакция перманганатного окисления происходит с участием перманганата калия и серной кислоты.

Что такое БПК полное и БПК 5?

Как было указано выше, БПК анализируется от пяти до двадцати суток. Период, за который был проведён анализ обозначают как БПК5 или полное.

Индекс 5 возле аббревиатуры обозначает, что анаэробное воздействие на органические соединения длилось пять суток. По истечении этого времени измеряются полученные показатели количества использованного кислорода в литре сточной воды.

Период для получения полного анализа равен двадцати суткам. Это максимальный срок для процесса окисления микроорганизмами. За это время потребляется весь задействованный в реакции окислитель. Полный период потребления обусловлен характером органических соединений в образце сточной воды.

Методики определения БПК

Для анализа жидкости посредством биохимического потребления применяют скляночный способ. Лаборанты подсчитывают объём кислорода в образцах до инкубационного периода и после него. Материалы содержат при температуре двадцать градусов без света на протяжении времени, нужного для соединения находящихся в сточной воде органических соединений с кислородом.

Читайте также:
Срубы и дома из кедра

Три склянки наполняют одинаковым количеством исследуемого материала. Пробы с кислотностью 6-8 pH нагревают (охлаждают) до температуры 20 градусов, насыщают окислителем, взбалтывая на протяжении минуты. Содержимое одной ёмкости проверяют на количество О2, а пробы двух других оставляют в термостате на срок от пяти суток. По завершении инкубационного периода измеряют содержание окислителя обеих ёмкостей. Среднее количество кислорода образцов пересчитывается на литр.

В БПК методике результат рассчитывают исходя из разницы показателей первой пробы, среднего количества двух других.

Норма показателя ХПК

Промышленные предприятия, коммунальные службы выполняют регулярную очистку сточных вод, после которой, нечистоты должны соответствовать нормативам, закреплённым законодательно (табл.1).

Таблица 1: норма использования кислорода

Параметр (мг/дм³) Характеристика воды
0-2 Чистая
3-4 Средне чистая
4-15 Средне загрязнённая
больше 15 Загрязнённые

Соотношение БПК и ХПК

Суть рассмотрения указанных параметров отличается принципом проходящих реакций. Различны пограничные значения биохимического, химического потребления О2.

Соотношение ХПК и БПК в сточной воде обусловлено характером, составом сточной жидкости. Разница между обозначенными параметрами увеличивается, если полнота биохимического окисления недостаточна. Такое соотношение свидетельствует о низком уровне пригодности нечистот для очистки биологическими методами.

Оценка разницы указанных коэффициентов способствует разработке, подбору действенных способов очистки сточной воды.

Чем опасны высокие уровни ХПК и БПК?

Нечистоты разного происхождения имеют различный состав и характеристики. Большой объём органических соединений, требует много реактива для окисления. Высокие показатели ХПК и БПК говорят о чрезмерном насыщении воды органикой.

Загрязнённая, недостаточно очищенная жидкость несёт вред окружающей среде по двум причинам:

  1. Попадание вредных веществ в водоёмы. Существует риск отравления животных, их гибели. Накопление органических соединений в почве чревато попаданием заражённых растений в пищу.
  2. Кислорода, используемого бактериями для окисления органики в естественной среде (вне лаборатории), не хватает для жизни живым организмам водоёма (рыбы, растения).

ХПК и БПК – критерий загрязнения

Как было указано выше, химическое потребление О2 и его биохимическое потребление — основные индексы уровня органических соединений в стоках.

ХПК представляет собой индекс суммарного насыщения нечистот органикой. Поскольку с его помощью оценивают уровень органических частиц, находящихся во всём объёме сточной жидкости.

Биохимическое потребление определяет количество окисляемых аэробами частиц в литре. Органикой насыщены все сточные воды, но её масса должна соответствовать тому, что окисляется естественным путём.

Стадии снижения ХПК и БПК в процессе очистки

Если параметры загрязнения воды превышают допустимые нормы, предприятия, сбрасывающие нечистоты, проводят их обработку. Для этого вводят в эксплуатацию очистные сооружения. Станции по обработке стоков бывают разного типа, принципа действия, размера.

Процесс очистки воды проходит три стадии по снижению коэффициентов потребления кислорода. Уменьшение значений происходит на всех этапах, но обусловлено характеристиками и происхождением. После каждой стадии, выполняют контрольный забор проб, используя прибор для измерения.

Различия между бытовыми и промышленными сточными водами

Местом образования сточной жидкости объясняется её состав, уровень загрязнения. Бытовые стоки содержат органические соединения, моющие средства, мусор. Уровень потребления кислорода таких нечистот находится на низком и среднем уровне. Это обусловлено тем, что органика быстро полностью окисляется.

Промышленные сточные воды содержат компоненты иного характера, а состав стоков зависит от отрасли, в которой они образовались:

  • жиры;
  • соли металлов;
  • нефтепродукты;
  • взвешенные вещества;
  • фосфаты.

Показатели загрязнения такой воды высокие, поскольку кислорода (заменителя) для реакции требуется значительное количество.

Стадии очистки сточных вод и снижения показателей их загрязнённости

Сточные жидкости проходят через очистительные сооружения. Независимо от типа очистителя, чтобы достигнуть норматив БПК и ХПК сточных вод, обработка жидкости происходит в четыре этапа:

  1. Фильтрация, отстаивание жировых плёнок и крупного мусора.
  2. Проводится окисление, растворение органических веществ и примесей специальными препаратами с целью обеззараживания.
  3. Химическими, физико-химическими методами (абсорбция, электродиализ, обратный осмос) удаляются соли металлов, мелкие примеси.
  4. Выведение, обезвоживание шлама. Способ не снижает параметры загрязнения, но улучшает качество воды.

Если после обработки уровень загрязнения не снизился до параметров нормы, надо изменить технологию очистки или модернизировать оборудование.

Химическое потребление кислорода – информативный показатель степени загрязнения сточной воды. Несоответствие нечистот нормативам несёт серьёзный урон окружающей среде.

Определение степени загрязнения воды: прямые и косвенные показатели

Сброс сточных вод: залповый, на рельеф, в канализацию

Методы анализа сточных вод: химический, микробиологический, токсикологический

Очистка сточных вод предприятий: методы и оценка эффективности

Обработка осадков сточных вод: методы очистки и сушки

Производственные сточные воды: ПДК, состав и способы утилизации

Бытовые сточные воды: как образуются, состав, очистка

Очистные сооружения для очистки сточных вод

Классификация и методы очистки сточных вод

Методы очистки сточных вод: механические, химические, биологические

Что относится к сооружениям механической и биологической очистки сточных вод?

Правила коммерческого учета воды и сточных вод

Не пойму, как привлечь тогда к ответственности предприятие или компанию, которые нарушают нормы, ведь не у всех есть такие ресурсы для очищения( и оборудование, и финансирование). Кстати, спасибо за таблицу с нормами, давно искала.

Перепечатка материалов разрешена только с указанием первоисточника

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: