Что такое взвешенные вещества в канализации

Обновлено: 04.07.2024

Взвешенные вещества. Характеристика и свойства

По химсоставу, взвешенные вещества делятся на три категории: минеральные (содержатся в природных и промышленных сточных водах), органические (в промстоках пищевой промышленности), смешанные (в бытовых сточных водах).

Глинистые частицы обладают амфотерными свойствами, т.е. в зависимости от pH воды могут диссоциировать как кислоты (при pH>7) или как щелочи (pH<7).

В первом случае реакцию диссоциации минеральной частицы можно записать в общем виде следующим образом:

Органические частицы взвесей содержат белки, жиры, углеводы; без доступа кислорода загнивают.

Плотность взвешенных веществ определяет скорость и направление движения в неподвижной воде. Большинство минеральных взвесей имеют плотность больше, чем у воды (например для песчинок ? =2,5т/м3) и такие частицы осаждаются под действием сил гравитации. Всплывают обычно органические взвеси, чаще всего имеющие плотность ? <1г/см3.

б)Мутность М (мг/дм3, г/м3) измеряется с помощью приборов: фотоэлектроколориметров (ФЭК, КФК) или фототиндалиметров (АОВ). Принцип действия основан на измерении фотоэлементами оптической плотности воды (турбидиметрия на приборах ФЭК, КФК) или степени рассеяния света водой (нефелометрия на приборе АОВ). М определяется по калибровочным кривым.

В зарубежной практике для оценки мутности воды используются единицы (свечи) Джексона (1мг/дм3 = 0,4 JTU), единицы американского (ASBС) и европейского (EBС) стандартов.

Взвешенные вещества (их частицы) многообразны по форме: шаровые, кубические, пластинчатые, близкие к ним или имеют сложную структуру. Для выражения размера частиц сложной формы введено понятие приведенного диаметра, представляющего собой диаметр шара, равновеликого по объему частице.

По международной классификации взвеси по крупности делятся на следующие классы:

Принято также делить взвешенные примеси на грубодисперсные (ГДП) с крупностью более 5мкм и тонкодисперсные(ТДП) меньшей крупности. Их различия приведены в таблице

Свойства грубо- и тонко-дисперсных взвесей

Как правило в произвольной пробе природной или сточной воды содержатся взвешенные вещества (частицы) различной крупности. Концентрация взвесей не дает полной их характеристики, зачастую свойства суспензии зависят от процентного соотношения частиц разной крупности (фракций).

Фракционный состав крупных минеральных частиц типа песка оценивается путем гранулометрического (ситового) анализа, в котором в качестве основного размера выступает калибр (сита, частицы). После рассева высушенной пробы взвесей на ситах строится график гранулометрического состава и рассчитываются основные характеристики крупности. Таким методом оценивают дисперсионный состав осадка песколовок, взвеси горных рек, промстоков.

Скорость выпадения частицы в неподвижной воде при температуре 10°С называется гидравлической крупностью U0(мм/с). Скорость, полученная в экспериментах при других температурах, корректируется согласно изменению вязкости воды.

Для примесей природных вод крупностью более 0,1мм U0 ? 1мм/с, 0,05мм-0,5мм/с, 0,01мм-0,05мм/с.

Для оценки распределения частиц по гидравлической крупности служит седиментационный анализ.

Посмотрите также:

Осушительные мелиорации (осушение) – совокупность мероприятий, направленных на регулирование водного режима избыточно увлажненных территорий.

Природные воды и сточные воды Существование воды в абсолютно чистом виде немыслимо из-за ее высокой растворяющей способности.

Измерение плотности взвешенных частиц: нормативы содержания органического осадка в рыбохозяйственных водоёмах, канализации

Взвеси – частный случай суспензии. Они являются гетерогенными системами (грубодисперсными системами с твёрдой дисперсной фазой и жидкой фазой – дисперсионной средой), в отличие от растворённых веществ, которые образуют гомогенные системы – истинные растворы. Взвеси не относят к коллоидным системам, поскольку в случае суспензий твёрдая фаза подвергается оседанию под действием силы тяготения – седиментации – что, наряду с размером частицы (размер частиц в взвесях более 1 мкм, а в коллоидных системах – от 0,001 мкм и до 1 мкм), и отличает взвеси от коллоидных растворов.

Взвешенные вещества делят на органические и неорганические. Распространенные разновидности взвешенных частиц – нерастворимый диоксид кремния (речной песок), ил, планктон.

Типология по составу

Минеральные частицы

Речной песок совместно с алюмосиликатами и другими нерастворимыми неорганическими оксидами и солями составляет большую часть взвешенных минеральных частиц. В воду частицы такого рода попадают в процессе водной или ветровой эрозии берегов и прибрежных почв, а также путём абразии берегов водоёма.

Органические частицы

Органические взвешенные частицы – это примеси, попадающие в водоёмы в результате промышленной деятельности предприятий мясной, рыбной, молочной продукции; заводов по производству различных органических веществ, например, полимеров.

Органические частицы попадают в водоёмы со сточными водами бытовых отходов. В таких стоках много микропластика – мельчайших частиц, образующихся при распаде пластмассовых изделий. Такие взвеси могут представлять опасность для природы. Дело в том, что пластиковая крошка не подвержена биодеградации, плавает на поверхности воды и в её приповерхностном слое. Из-за этого она попадает в пищевой цикл водных обитателей, становясь причиной снижения уровня их популяции, ухудшения экологической ситуации.

Смешанные

Смешанными называются взвеси, которые содержат органические и неорганические частицы. Практически все взвеси, наблюдаемые в природных водоёмах, являются смешанными.

Антропогенная деятельность тоже приводит к образованию смешанного типа стоков, например, на предприятиях целлюлозно-бумажной, нефтедобывающей, фармацевтической промышленности. Сам факт отношения взвеси к смешанному типу не является негативным, поскольку на опасность указывает не классификация взвеси, а информация о её химическом составе.

Органолептические свойства воды и ВВ

Органолептика – анализ материала на основе восприятия его органами чувств: обонянием, осязанием, зрением, вкусом, слухом. Воде присущи органолептические свойства, определяемые этим методом.

Мутность

Степень мутности воды зависит от наличия в ней взвешенных мелкодисперсных примесей. Мутность – функция насыщенности воды этими частицами. Возможны случаи, когда менее насыщенные взвеси будут более мутными из-за типа взвешенных частиц.

Определяется данный показатель на полевых испытаниях фотометрически и/или визуально (ГОСТ 1030-81 «Вода хозяйственно-питьевого назначения. Полевые методы анализа»). При визуальном определении степени мутности воды используется пробирка стеклянная, лист тёмной бумаги и, при необходимости, источник света. Результатом такого испытания является определение градации мутности воды:

мутность не заметна (отсутствует);
слабая опалесценция;
опалесценция;
слабая мутность;
мутность;
сильная мутность.

Цветность

Цветностью воды называется органолептически определимое свойство природной прозрачной воды иметь какой-либо колористический оттенок из-за присутствия в её составе гуминовых веществ, оксидов железа и прочих окрашивающих соединений. Определяется цветность аналогично мутности, однако, в качестве фона используется не тёмный, а светлый лист бумаги. Цветность воды, в соответствии с ГОСТ 1030-81 имеет следующие градации:

бесцветная;
слабо-желтоватая;
светло-желтая;
желтая;
интенсивно желтая.

Запах и привкус

Вкус воды определяется только при отсутствии подозрений об её загрязнённости. Производится этот анализ набором воды в рот и удержанием ее в течение нескольких секунд без проглатывания. По итогу, записывают данные ощущений интенсивности вкуса по пятибалльной шкале (в соответствии с ГОСТ 3351-74), учитывая характер привкуса:

соленый;
кислый;
щелочной;
металлический;
гнилостный;
др.

Запах воде придают летучие пахнущие вещества, присутствующие в ней изначально и попавшие вместе со стоками. Наличие запахов характерно для органических жидких соединений. Обычно для определения запаха пробу воды сначала анализируют при температуре 20℃, а затем – 60℃. Запахи субъективно разделяют на естественные (запах ила, гнилостный запах, торфяной запах, травянистый запах, плесневый или грибной запах и др.) и искусственные (запах нефтепродуктов, запах хлора, уксуса, фенола и др. органических и неорганических пахучих веществ и соединений). Интенсивность запаха может меняться от полного его отсутствия до очень сильного:

отсутствие запаха;
слабый запах;
заметный запах;
отчётливый запах;
очень сильный запах.

Опасность и польза взвешенных веществ

Взвешенные вещества могут не иметь губительных свойств, а некоторые из них могут быть даже полезны. Пример пользы взвесей – сапропель. Как и обычный ил он является донным отложением, однако, в соединении с природными органическими веществами – гумусом, битумами – обладает полезными для человека свойствами. Именно сапропель называют лечебной грязью. Помимо медицинского применения, его также используют в сельском хозяйстве для удобрения аграрных культур и для подкормки животных. Сапропель – качественная минеральная добавка богатая на соли кальция, железа и фосфора.

Опасность взвешенных веществ зависит от состава этих частиц. Например, микрочастицы пластика – серьёзная экологическая проблема из-за отсутствия биологических путей деградации таких частиц. Минеральные взвеси опасны, если загрязнённая ими вода используется в пищу.

Нормы содержания в водах и ПДК

Нормы содержания взвешенных веществ в различных типах воды (питьевой, питательной для котлов, воды для инъекций, вод промышленного и хозяйственного назначения) регулируются широким спектром нормативно-технических документов, таких как СанПИН 2.1.4 «Питьевая вода», ГОСТ-6709-96 «Нормы качества дистиллированной воды», приказ Минсельхоза России от 13.12.2016 N 552 «Об утверждении нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного назначения» и др.

Качество вод в реках регулируется в соответствии с ГН 2.1.5.1315-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования». Если река имеет рыбохозяйственное значение, то в соответствии с приказом Минсельхоза России от 13.12.2016 N 552 для вод первой и высшей категории допустимо наличие 0,25 мг/дм 3 взвешенных веществ, а для вод второй категории – до 0,75 мг/дм 3 .

Сточные воды канализации

Качество сточных вод регулируется в соответствии с рядом документов. Тем не менее, в постановлении Правительства РФ от 29.07.2013 N 644 «Об утверждении Правил холодного водоснабжения и водоотведения и о внесении изменений в некоторые акты Правительства Российской Федерации», для сточных вод допустимой считается концентрация взвешенных веществ в 300 мг/дм 3 . В зависимости от состава сбрасываемых веществ и водоёма, куда они попадают, этот норматив может изменяться. Для его уточнения следует обращаться к соответствующей документации.

Промышленные стоки

Для промышленных стоков действуют те же правила, что и для сточных вод канализации, однако, следует учитывать регион, где осуществляется сброс промышленных стоков. Так, например, для промышленных предприятий г. Москва допустимо иметь до 500 мг/дм 3 взвешенных веществ в стоках, когда как для г. Ярославль это значение будет установлено на отметке 103 мг/дм 3 .

Нормативы платы за сброс ВВ

Нормативы платы за сброс взвешенных веществ определяется в соответствии с постановлением правительства РФ от 13.09.2016 N 913 «О ставках платы за негативное воздействие на окружающую среду и дополнительных коэффициентах». В соответствии с этим документом, нормы платы за сброс взвешенных веществ составляют от 937 до 977,2 р/тонна, а ставка платы зависит от коэффициента, определяемого как обратная сумма допустимого увеличения содержания ВВ при сбросе сточных вод к его фоновому показателю по содержанию ВВ.

Определение концентрации ВВ

Методики измерения

Обзор приборов и средств измерения

Для измерения количества взвешенных веществ в пробе воды используются:

Лабораторные весы (ГОСТ Р 53228)
Мерные цилиндры (ГОСТ 1770)
Механические часы (ГОСТ 3145)
Воронки лабораторные (ГОСТ 25336)
Стаканы и стаканчики (ГОСТ 25336)
Чашки биологические (чашки Петри) (ГОСТ 25336)
Эксикатор (ГОСТ 25336)
Пинцет, шпатель (ГОСТ 21241 и ГОСТ 9147)
Сушильный шкаф и/или тигель (ТУ 64-1-909-80)
Электроплитка с регулируемой мощностью нагрева (ГОСТ 14919)
Прибор вакуумного фильтрования (ТУ 3616-001-32953279).

Как и для других видов лабораторных измерений, все приборы и средства измерения должны быть проверены и соответствовать условиям соответствующих ГОСТов.

Условия измерения

Для выполнения измерений в лаборатории следует соблюдать условия, соответствующие требованиям нормативно-технической документации (например, ПНД Ф 14.1:2:4.254-09), а именно:

Температура окружающего воздуха от 16 до 28℃
Атмосферное давление от 84 до 106 кПа
Относительная влажность не более 80% при температуре 25℃
Частота переменного тока 50±1 Гц
Напряжение в сети 220±22 В

Квалификация оператора

Как и многие другие методы хим. анализа вод, анализ на содержание взвешенных веществ должны проводить лица с квалификацией техника-химика или лаборанта-химика, ознакомленные с техникой гравиметрического анализа.

Расчет результата

Массовую концентрацию взвешенных веществ в пробе Х (мг/дм 3 ) определяют по формуле: ; где m_ф0 – масса бюкса с мембранным или бумажным фильтром с осадком взвешенных веществ после сушки или прокаливания (в зависимости от выбранного определяемого показателя), г; m_ф – масса бюкса с мембранным или бумажным фильтром без осадка, г; V – объем профильтрованной пробы, дм 3 .

При вероятности P = 0,95 статобработка полученных результатов испытаний воспроизводится по стандартной методике с учётом значений пределов воспроизводимости, приведённых в табл. 1.

Диапазон измерений массовой концентрации взвешенных меществ, мг/дм 3	Предел повторяемости (относительное значение допускаемого расхождения между двумя результатами параллельных измерений), r, %	Предел воспроизводимости (относительное значение допускаемого расхождения между двумя результатами измерений, полученными в разных лабораториях), R, %
3,0 – 10,0	28	42
10,1 – 50,0	20	28
50,1 – 5000	8	14

Таблица 1. Значения пределов воспроизводимости и повторяемости при Р = 0,95

Способы очистки вод от ВВ

Для очистки вод от взвешенных веществ используют механические и химические методы. К механическим относят: процеживание, отстаивание, центрифугирование и фильтрование. К химическим – коагуляцию и флотацию.

Отстаивание

Отстаивание – самый популярный метод очистки вод. Так сложилось благодаря простоте метода. Основан этот метод на явлении седиментации – выпадения в осадок частиц плотнее воды. Тем не менее, такой способ ограничен по сфере применения, поскольку многие загрязняющие вещества, склонные к образованию взвесей, имеют плотность меньше воды. Так, например, полиэтилен низкого давления, из которого изготавливают крышки для пластиковых бутылок, имеет плотность около 0,95 г/см 3 . Именно это свойство позволяет собирать крышки отдельно от тары (они всплывают) в процессах вторичной переработки пластиковых бутылок.

Фильтрование

Фильтрование – второй по популярности способ очистки воды от взвешенных веществ, несмотря на заметные эксплуатационные и энергетические затраты. Фильтрация – весьма эффективный способ удаления взвешенных частиц. Особенно, если правильно подобрать материал фильтра.

Поиск новых материалов для фильтров является крайне перспективным и активно развивающимся направлением науки и техники.

Флотация и коагуляция – химические методы очистки воды от ВВ

Процессы флотации и коагуляции относят к химическим методам очистки вод. Оба метода используют коллоидные процессы для удаления взвешенных веществ. Коагуляцию используют для очистки грязной воды в пригодную для питья.

Метод флотации основан на гидрофильных/гидрофобных свойствах материалов. При том или ином подходе, процесс происходит различным образом, однако, можно выделить общий принцип – взвешенные частицы прикрепляются к поверхности раздела фаз (газ-жидкость, жидкость-жидкость) и таким образом отфильтровываются из массы воды. Наиболее широкое применение нашли такие методы флотации, как:

Масляная флотация. Суть – в перемешивании масел с водой. Некоторые типы ВВ при смачивании маслом всплывают на поверхность воды, где их удаляют.
Плёночная флотация. Метод опирается на свойство гидрофобных частиц держаться на поверхности воды, а гидрофильных – тонуть.
Пенная флотация. Процесс основывается на способности ВВ собираться на поверхности раздела фаз. Сквозь массу фильтруемой воды пропускается воздух, выносящий ВВ на её поверхность. Для упрощения процесса, в фильтруемую воду могут добавляться пенообразователи, для стабилизации границ раздела фаз.

Коагуляция – это химический процесс уменьшения степени дисперсности и числа частиц для системы, происходящий за счёт слипания меньших частиц в более крупные агрегаты. В процессе такого слипания размер частицы взвешенного вещества увеличиваются в размерах и, как следствие, происходит седиментация (осаждение) дисперсной фазы системы. Очистка вод может производиться с использованием различных коагулянтов, например, полимерных, чьё преимущество в крайне быстрой седиментации ВВ.

Что такое ХПК и БПК, как определить, нормы?

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).

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 V₀ — 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.

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 взвешенные вещества в сточных водах

Перед сбросом сточные воды проходят очистку

Наше время создание качественной канализационной системы – это первоочередная задача при постройке абсолютно любого дома. Причем важной ее частью являются очистительные сооружения. Ведь сейчас острой проблемой стало загрязнение окружающей среды, с которым человечество борется всеми силами. Поэтому в нашей стране слив стоков без предварительной очистки запрещен и карается законом. Главным элементом, загрязняющим канализационные воды, являются взвешенные частицы. Именно на их удаление в первую очередь нацелены очистительные системы в виде септиков.

Типы взвешенных частиц

Взвешенными частицами называют те вещества, которые при очистке остаются на мембранах и фильтрах. Обычно они не превышают размер 4 мм. Именно на них нацелена очистка воды.

Неочищенные сточные воду могут нанести вред экологии

Взвешенные вещества встречаются не только в сточных водах, они также присутствуют в жидкости из скважин и колодцев. Поэтому природная вода тоже нуждается в очистке.

Это загрязнение может иметь разные размеры. Также взвешенные частицы делятся на типы по своему составу.

Типы взвешенных веществ:

Минеральные взвешенные частицы наиболее часто встречаются в колодцах и скважинах. Такое определение подразумевает под собой содержащиеся в воде природные частицы. К ним относятся глина, песок, мел, аммонийный элемент и т. д.
Химические взвешенные частицы наиболее опасны. Они могут встречаться в промышленных стоках и в источниках, находящихся рядом с заводами. Именно здесь подразумевается удаление фосфатов и других опасных соединений.
Биологические взвешенные частицы. Они состоят из смеси белков, углеводов, жиров и т. д. При длительном отсутствии кислорода они начинают гнить.

Если говорить о бытовых хозяйственных взвешенных частицах, то они состоят преимущественно из минеральных и органических веществ. Однако там могут присутствовать и химические соединения, например, от средств для мытья посуды. Вещество также может содержать азот и фосфор.

Характеристики веществ в воде

Взвешенные частицы – это вещества, содержащиеся в воде и оседающие на фильтре. Такое определение вы можете увидеть в любом справочнике. Однако если говорить о них более подробно, то описание не уместится в одно предложение.

Очистка взвешенных веществ наиболее проста в исполнении. Намного сложнее удалить из воды микроэлементы. Однако от сточных вод этого и не требуется.

Количество взвешенных веществ должно соответствовать установленным нормам

Чтобы изучить подробнее сточные воды, нужно знать, на какие характеристики нужно обращать внимание:

Плотность взвешенных частиц – их главный параметр. Неорганические соединения обычно плотнее воды, поэтому они быстро оседают. Однако органические соединения зачастую имеют меньшую плотность, поэтому они всплывают.
Концентрация взвешенных веществ. Этот параметр можно определить путем взвешивания фильтра, на котором они осели, определением мутности и прозрачности воды.
Форма частиц. Для этого они сравниваются со сферой.
Размер частиц. Существуют мелкодисперсные и крупнодисперсные вещества. Этот параметр выясняется путем просеивания высушенного осадка через сито с отверстиями разного размера.

На каждый из этих показателей указывает свой признак. Однако если планируется просто установка канализационной системы, то все эти параметры знать незачем. Нужен лишь общий показатель состава взвешенных веществ. То есть необходимо определить процент органики, минералов и химии.

Методы удаления частиц из сточных вод

Очень важно ответственно подойти к очищению сточных вод. Ведь от этого зависит состояние экологии. Кроме того, пренебрежение этим этапом карается законом и предполагает наказание в виде штрафа.

Очистка сточных и питьевых вод осуществляется разными способами. В случае с питьевой водой удаление частиц и микроэлементов должно быть более качественным и безопасным.

Очистка сточных вод от взвеси может осуществляться разными способами:

Самым простым и популярным методом для удаления крупных частиц является отстаивание. Этот способ работает на принципах силы тяжести. Частицы, которые плотнее воды, выпадают в осадок.
Преаэрация – это насыщение кислородом воды в отстойнике. Этот метод помогает более эффективно пройти отстаивание.
Перемешивание стоков тоже очень эффективно. Быстрое вращение заставляет осаждаться более мелкие взвеси, разрушая их структуру.
Введение в резервуар коагулянта – один из самых эффективных методов очистки стоков от взвешенных частиц. Раствор склеивает взвесь. Причем попадаются и мелкие, и крупные частицы. Таким образом, осадок образуется быстрее, и в воде остается меньше веществ.
Флокуляция – это современный и качественный метод очищения стоков. За счет этого все частицы превращаются в большие хлопья. Это позволяет очистить воду практически на 80%.
Фильтрация стоков. Вода без осадков переливается через фильтр в следующий резервуар.
Активный ил. Он представляет сбой комплекс аэробных или анаэробных бактерий. Они растворяют биологические взвешенные вещества. Продукты их жизнедеятельности вновь выпадают в осадок.
На последнем этапе происходит еще одна фильтрация. При этом воды пропускаются либо через искусственный фильтр, либо через систему, созданную из мелкого песка и гравия.

Такие методы позволяют шаг за шагом начисто очистить сточные воды. Это позволит без зазрения совести слить их в грунт.

Степень загрязнения стоков

Также стоит выяснить характер загрязнения вод взвешенными частицами. Существует несколько вариантов:

Первым видом взвешенных веществ являются частицы большой величины. У них наиболее большая плотность, поэтому они оседают на дно резервуаров первыми.
Форма взвешенных частиц тоже может отличаться. Существуют элементы, которые не оседают и не всплывают. Некоторые частицы сразу оседают на дно. Другие, напротив, всплывают. В этом случае все зависит от плотности веществ.

Эти параметры очень важны. Ведь именно от них зависит, какой способ очистки подойдет лучше всего. Проверить это можно, отправив стоки в лабораторию. Также можно заглянуть в сточную яму и оценить скорость их оседания.

Взвешенные частицы – это вещества, которые содержатся в воде и имеют достаточно крупные размеры. Именно от них прежде всего избавляются при очистки сточных вод. И лучше всего для этих целей подходят многоуровневые системы.

Очистка стоков от взвешенных веществ

Чтобы эффективно очистить сточные воды от взвешенных веществ и нефтепродуктов, в первую очередь необходимо проанализировать физико-химические характеристики загрязняющих веществ. Дисперсное состояние — базовая характеристика, на основе которой подбирается метод очистки и производительность очистных сооружений.

Дисперсность наглядно определяется кривыми кинетики отстаивания, которые разрабатывают опытным путем для каждого вида сточных вод и набора загрязнителей.

С помощью кинетических кривых отстаивания определяют показатель дисперсности для сточных вод от различных производств, обосновывают необходимость реагентной очистки, определяют гидравлическую крупность частиц, выявляют основные параметры для выбора и расчета размеров очистных сооружений.

Взвешенные частицы в растворе или суспезии постоянно взаимодействуют друг с другом. При определенной скорости движения они образуют агломераты, а при возрастании турбулентности связи между частицами разрушаются.

Исследование суспензий промстоков

Процессы агломерации частиц различных загрязнений исследовались длительное время. Выборка из пятнадцати показателей оценивалась по характеру влияния на взаимосвязи между частицами в сточной воде. В результате делались выводы о степени влияния таких показателей как:

смачиваемость,
плотность,
вязкость,
концентрации загрязняющих веществ,
удельная поверхность загрязнений,
Х-потенциал и др.

Сточные воды, которые являются суспензиями, содержат в себе частицы взвешенных веществ различного размера и состава. Процессы разделения суспензий изучались специальными исследованиями. Взвеси для исследований отбирались из сточных вод нескольких промпредприятий различной технологической направленности. Природные показатели сточных вод и выделенных взвесей также весьма отличались.

В процессе исследования сточных вод концентрации взвешенных веществ и высоты отстаивания менялись в широких диапазонах.

Результаты исследования показали, что если концентрация взвешенных веществ не превышает 50 мг/л, агломерации загрязняющих частиц практически не происходит. Это говорит о том, что в сточных водах идет свободное осаждение частиц. Предполагается, что при таком небольшом содержании взвешенных частиц нужно определять их истинный гранулометрический состав.

При дальнейшем росте концентрации расстояние между частицами взвеси сокращается, а дисперсный состав сдвигается в сторону роста крупности. При таких условиях образуются комплексы (агломераты) частиц взвешенных веществ, и одновременно идет процесс их стесненного осаждения.

При повышении концентрации частиц растет и скорость агломерации, увеличивается скорость разделения.

Применение тонкослойных отстойников

Очистка сточных вод от взвешенных веществ и нефтепродуктов в последнее время все чаще ведется с использованием тонкослойного отстаивания. Высота тонкослойных отстойников не превышает 100 мм.

Проводились исследования процессов отстаивания в сточных водах при изменении высоты отстойников до 2000 мм. Исследования показали, что при увеличении высоты отстаивания происходит существенное укрупнение дисперсного состава сточной воды. Можно сделать выводы, что в некоторых случаях обосновано применение значительных по высоте отстойных сооружений.

С экономической точки зрения стоимость возведения тонкослойных отстойников почти равна стоимости стандартных сооружений — из-за увеличенной потребности в строительных материалах для их изготовления и монтажа. Поэтому при решении задачи отстаивания сточной воды исходят из определения рациональной высоты отстаивания. В настоящее время этот параметр определяется только экспериментальным путем.

Однозначных решений при выборе конструкции очистного сооружения не существует, чем обусловлено многообразие предложений от различных мелких разработчиков и компаний.

Очистка сточной воды от нефтепродуктов и взвешенных веществ может происходить на основе схем с использованием отстойников, насыпных фильтров, гидроциклонов, флотаторов и других очистных аппаратов.

Основа любого расчета — точное знание параметров очищаемой сточной воды и состава загрязнений. Эти параметры определяются специализированными организациями, такими как Аргель. Большое значение имеет учет условий на конкретном производстве и гидрологический режим работы очистного оборудования. Устранение экологических проблем конкретного предприятия — индивидуальная работа, не имеющая однозначных типовых решений.

Взвешенные вещества

Взвешенные вещества - показатель, характеризующий количество примесей, которое задерживается на бумажном фильтре при фильтровании пробы.

При расчете, проектировании и эксплуатации очистных сооружений, анализ на взвешенные вещества является одним из основных.

Взвешенные (нерастворенные) вещества делятся на хорошо оседающие крупные частицы, мелкие загрязнения, постоянно находящиеся во взвешенном состоянии в слое воды и легкие частицы, всплывающие на поверхность.

Соотношение минеральных и органических взвешенных веществ зависит от вида сточных вод. Металлургические предприятия сбрасывают воду с минеральными загрязнениями, в стоках пищевой промышленности больше органики. В хозяйственно-бытовых сточных водах с перевесом 10-20% преобладают механические примеси.

Процент содержания минеральных и органических веществ легко определяется анализом на взвешенные вещества, который проводится по сухому остатку. Массу взвешенного вещества определяют после высушивания при температуре 105⁰C. Органика при сушке сгорает.

Минеральные загрязнения легко удаляются отстаиванием. Тяжелые частицы выпадают в осадок под действием силы тяжести. Более мелкие и легкие вначале укрупняются преаэрацией, коагуляцией, флокуляцией. Для удаления органических взвесей необходима биологическая очистка в биореакторах или аэротенках.

Источник: Канализация Яковлев. СНИП. Канализация. Наружные сети и сооружения

Читайте также: