ГИДРОСФЕРА

Нормирование сточных вод

 

Производственные сточные воды сбрасываются в водоемы или городскую канализацию. При выпуске сточных вод в городскую канализацию может быть предусмотрена очистка смеси бытовых и производственных сточных вод на единых очистных сооружениях. Выпуск производственных сточных вод в городскую канализацию регламентируется соблюдением ряда условий.

Производственные сточные воды не должны:

1)      оказывать корродирующее действие на материал труб и другие элементы канализации, большее, чем бытовые, и нарушать работу коммунальных сетей и сооружений;

2)      содержать горючие примеси и растворенные газы, способные образовать взрывоопасные смеси в канализационных сетях и сооружениях, а также вещества способные оседать на стенках труб и засорять их;

3)      иметь температуру выше 40 ºС (313 К);

4)      содержать взвешенных и всплывающих веществ более 500 мг/л, а вредных веществ, в концентрациях, препятствующих биологической очистке сточных вод или сбросу их в водоем (например, болото).

Если производственные сточные воды не удовлетворяют перечисленным требованиям, то их следует предварительно очищать, охлаждать или разбавлять до требуемых параметров.

«Правила охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами» и «Правила санитарной охраны прибрежных районов морей» Министерства здравоохранения РФ устанавливают нормативы качества воды для водоемов по двум видам водопользования (I и II):

I. Хозяйственно-питьевое водоснабжение и водопользование предприятий пищевой промышленности.

II. Культурно-бытовое, то есть использование водоемов для купания, спорта и отдыха населения.

Отнесение водоемов к первому или второму виду производится органами государственного санитарного надзора.

Для водоемов, используемых в рыбохозяйственных целях, установлены более жесткие нормативы качества воды.

По нормам на жителя рассчитывают концентрацию загрязнений (С, г/м³ = мг/л) в сточной воде:

 

 

Например, норма (а, г) загрязнений на одного человека в сутки для хозяйственно-бытовых вод составляет (СНиП 2.04.03–85) по показателям (в г): цветные вещества – 65, БПК_полн – 75, азот (аммонийный) – 8, фосфаты (в пересчете на Р₂О₅) – 3,25, хлориды – 9, синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ) – 0,25.

Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воде водоемов хозяйственно-питьевого, культурно-бытового и рыбохозяйственного водопользования представлены в табл. 1 и 2.

 

Таблица 1. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в хозяйственно-питьевых водоемах

 

Таблица 2. ПДК вредных веществ в воде водоемов рыбохозяйственного водопользования

 

Кроме ПДК вода характеризуется биологической или биохимической потребностью в кислороде (БПК), полной биохимической потребностью в кислороде (БПК_полн) и окисляемостью или химической потребностью в кислороде (ХПК).

Эти показатели характеризуют наличие в воде органических веществ, а также восстановителей.

БПК – количество кислорода (мг), использованного в биохимических процессах окисления органических веществ (за исключением процессов нитрификации) за определенное время: 2, 5, 8, 10, 20 суток, например, БПК₅, БПК₁₀, БПК₂₀ на один мг вещества или 1 л исследуемой воды (мг/л).

БПК_полн – полная биохимическая потребность в кислороде до начала процессов нитрификации (до появления 0,01 мг/л нитратов), в аэробных условиях при 20 ^оС. Ориентировочно принимают, что БПК₅ составляет 70 % БПК_полн, но может составлять от 10 до 90 % в зависимости от природы биохимически окисляемых загрязнителей. Нитрификация начинается приблизительно на 7-е сутки инкубации, поэтому при определении БПК за 10 и более суток необходимо вводить в пробу ингибиторы, подавляющие жизнедеятельность нитрифицирующих бактерий, но не влияющих на обычную микрофлору (т. е. на бактерии, окисляющие органические вещества с помощью содержащегося в воде кислорода). В качестве ингибитора используют тиомочевину (тиокарбамид), который вводят в пробу либо разбавляющую воду в концентрации 0,5 мг/мл.

ХПК – количество кислорода (мг), эквивалентное количеству расходуемого окислителя, необходимого для окисления всех восстановителей, содержащихся в воде, на один мг вещества или один л воды. Определяется бихроматным или перманганатным методом. Обобщенный показатель для питьевой воды по перманганатной окисляемости составляет 5 мг/л. Наиболее полное окисление органических веществ, близкое к теоретическому, достигается при окислении бихроматом калия в кислой среде. Реакцию проводят в жестких условиях – в 50 %-й серной кислоте при кипячении, в избытке бихромата калия и с добавкой катализатора окисления – сульфата серебра. На примере окисления фталата калия бихроматом калия можно записать уравнение реакции:

 

2KC₈H₅O₄ + 10K₂Cr₂O₇ + 41H₂SO₄ =
 = 16CO₂ + 10Cr₂(SO₄)₃ + 11K₂SO₄ + 46H₂O

 

В табл. 3 представлены биологические показатели водных растворов вредных веществ, концентрация которых соответствует их ПДК (табл. 2).

 

Таблица 3. Биологические показатели водных растворов с предельно-допустимой концентрацией веществ

 

Вода водоема после смешения с ней сточных вод должна удовлетворять требованиям, приведенным в табл. 4.

В настоящее время применяются экспресс–методы анализа. Полевые методы анализа применяются в условиях, которые не сказываются заметным образом на скорости и выходе аналитической реакции. Характерно, что для реакций в растворах на положение хими-ческого равновесия из внешних факторов влияет только температура. Диапазоны концентраций загрязнителей и способы определения показателей качества воды полевыми методами представлены в табл. 5–8.

 

Таблица 4. Показатели качества воды водоемов

 

При многокомпонентном составе вредных веществ суммарный эффект их воздействия на санитарное состояние водоема определяют по формуле:

 

Таблица 5. Определение органолептических показателей качества воды
полевыми методами

 

 

Таблица 6. Определение общих и суммарных показателей качества воды
полевыми методами

 

Таблица 7. Определение массовой концентрации катионов и некоторых
органических загрязнителей в воде полевыми методами

 

 

Таблица 8. Определение массовой концентрации анионов в воде полевыми методами