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 <3>) 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.

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.

Стадии:

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.