Индикаторы качества сточных вод представляют собой методологии лабораторных испытаний для оценки пригодности сточных вод для удаления или повторного использования. Выбранные тесты и желаемые результаты испытаний зависят от предполагаемого использования или места выгрузки. Тесты измеряют физические, химические и биологические характеристики сточных вод.
Тесты определят качество этих сточных вод.
содержание
1 Физические характеристики
1.1 Температура
2 Химические характеристики
2.1 Водород
2.2 Кислород
2.3 Азот
2.4 Фосфаты
2,5 хлора
3 Биологические характеристики
4 Смотрите также
5 ссылок
6 Дальнейшее чтение
7 Внешние ссылки
Физические характеристики
температура
Водные организмы не могут выжить вне определенных температурных диапазонов. Ирригационный сток и водяное охлаждение электростанций могут поднять температуру выше допустимого диапазона для некоторых видов. Повышенная температура также может вызвать цветение водорослей, что снижает уровень кислорода. Температура может быть измерена с помощью калиброванного термометра .
твердый
Твердые вещества в сточных водах могут быть растворены, взвешены или оседать. Общее количество растворенных твердых веществ или TDS (иногда называемое фильтруемым остатком) измеряется как масса остатка, остающегося при испарении измеренного объема отфильтрованной воды . Масса высушенных твердых частиц, остающихся на фильтре, называется общим количеством взвешенных твердых частиц (TSS) или нефильтруемых остатков. Устанавливаемые твердые вещества измеряются как видимый объем, накопленный на дне конуса Имхоффа после того, как вода оседает в течение одного часа. Мутность - это мера светорассеивающей способности взвешенных веществ в воде. Соленость измеряет плотность воды или изменения проводимости, вызванные растворенными материалами.
Химические характеристики
Практически любой химикат может быть найден в воде, но рутинные испытания обычно ограничиваются несколькими химическими элементами уникального значения.
водород
Вода ионизируется в катионы гидрония (H 3 O) и анионы гидроксила (OH) . Концентрация ионизованного водорода (в виде протонированной воды) выражается как рН .
кислород
Большинство водных сред обитания заняты рыбой или другими животными, для выживания которых требуются определенные минимальные концентрации растворенного кислорода . Концентрации растворенного кислорода могут быть измерены непосредственно в сточных водах, но количество кислорода, которое может потребоваться другим химическим веществам в сточных водах, называется потребностью в кислороде. Растворенный или взвешенный окисляемый органический материал в сточных водах будет использоваться в качестве источника пищи. Точно разделенный материал легко доступен для микроорганизмов, популяции которых будут увеличиваться, чтобы переваривать количество доступной пищи. Для переваривания этой пищи требуется кислород, поэтому содержание кислорода в воде в конечном итоге будет уменьшено на количество, необходимое для переваривания растворенной или суспендированной пищи. Концентрация кислорода может упасть ниже минимума, требуемого для водных животных, если скорость использования кислорода превышает замену атмосферным кислородом.
В основном, реакция биохимического окисления может быть записана как:
Окисляемый материал + бактерии + питательные вещества + O 2 → CO 2 + H 2 O + окисленные неорганические вещества, такие как NO 3 - или SO 4 2-
Потребление кислорода за счет сокращения химических веществ, таких как сульфиды и нитриты, характеризуется следующим образом:
S 2− + 2 O 2 → SO 4 2−
NO 2 - + ½ O 2 → NO 3 -
Поскольку все природные водные пути содержат бактерии и питательные вещества, практически любые отходы, введенные в такие водные пути, будут инициировать биохимические реакции (как показано выше). Эти биохимические реакции создают то, что измеряется в лаборатории как биохимическая потребность в кислороде (БПК).
Окисляемые химические вещества (такие как восстанавливающие химические вещества), введенные в природную воду, аналогичным образом инициируют химические реакции (такие как показано выше). Эти химические реакции создают то, что измеряется в лаборатории как химическая потребность в кислороде (ХПК).
Оба теста БПК и ХПК являются мерой относительного эффекта истощения кислорода от загрязняющих веществ. Оба были широко приняты в качестве меры воздействия загрязнения. Тест BOD измеряет потребность в кислороде биоразлагаемых загрязняющих веществ, тогда как тест COD измеряет потребность в кислороде биоразлагаемых загрязняющих веществ плюс потребность в кислороде не биоразлагаемых окисляемых загрязняющих веществ.
Так называемая 5-дневная БПК измеряет количество кислорода, потребляемого при биохимическом окислении загрязняющих отходов в течение 5-дневного периода. Общее количество кислорода, потребляемого, когда биохимическая реакция длится до завершения, называется Ultimate BOD. Поскольку Ultimate BOD отнимает так много времени, 5-дневный BOD был почти повсеместно принят в качестве меры относительного воздействия загрязнения.
Есть также много разных тестов наложенным платежом, из которых 4-часовой ХПК, вероятно, является наиболее распространенным.
Общей корреляции между 5-дневным BOD и окончательным BOD не существует. Точно так же нет обобщенной корреляции между БПК и ХПК. Можно разработать такие корреляции для конкретных загрязнителей отходов в конкретном потоке сточных вод, но такие корреляции не могут быть обобщены для использования с любыми другими загрязнителями отходов или потоками сточных вод. Это потому, что состав любого потока сточных вод отличается. Например, сточные воды, состоящие из раствора простых сахаров, которые могут выходить из кондитерской фабрики, могут содержать органические компоненты, которые разлагаются очень быстро. В таком случае 5-дневная БПК и конечная БПК будут очень похожи, так как после 5 дней останется очень мало органического материала. Однако конечный сток сточных вод, обслуживающий большую промышленную зону, может иметь сброс, при котором конечная БПК была намного больше, чем 5-дневная БПК, потому что большая часть легко разлагаемого материала была бы удалена в процессе очистки сточных вод и во многих промышленных процессах. разряжать трудно, чтобы разложить органические молекулы.
Процедуры лабораторных испытаний для определения вышеуказанных потребностей в кислороде подробно описаны во многих стандартных текстах. Американские версии включают «Стандартные методы исследования воды и сточных вод».
азот
Азот является важным питательным веществом для роста растений и животных. Атмосферный азот менее биологически доступен, чем растворенный азот в форме аммиака и нитратов . Наличие растворенного азота может способствовать цветению водорослей . Аммиак и органические формы азота часто измеряются как общий азот Кьельдаля , и для более точных оценок общего содержания азота может быть выполнен анализ на неорганические формы азота.
Фосфаты
Общий фосфор и фосфат, PO − 3
4
Фосфаты попадают в водные пути через неточечные и точечные источники. Загрязнение неточечным источником (NPS) относится к загрязнению воды из диффузных источников. Загрязнение неточечным источником может быть противопоставлено загрязнению точечного источника, когда сбросы происходят в водоеме в одном месте. Неточечные источники фосфатов включают в себя: естественное разложение горных пород и минералов, стоки ливневых вод, сельскохозяйственные стоки, эрозия и осаждение, атмосферное осаждение и прямой вклад животных / диких животных; тогда как: точечные источники могут включать: очистные сооружения и разрешенные промышленные сбросы. В целом, неточечные источники загрязнения обычно значительно выше, чем точечные источники загрязнения. Следовательно, ключом к правильному управлению является ограничение ввода как точечных, так и неточечных источников фосфата. Высокая концентрация фосфатов в водоемах является признаком загрязнения и в значительной степени ответственна за эвтрофикацию .
Фосфаты не токсичны для людей или животных, если они не присутствуют в очень высоких уровнях. Проблемы с пищеварением могут возникнуть из-за чрезвычайно высокого уровня фосфатов.
Следующие критерии для общего фосфора были рекомендованы Агентством по охране окружающей среды США .
Не более 0,1 мг / л для потоков, которые не впадают в резервуары,
Не более 0,05 мг / л для потоков, сбрасываемых в резервуары, и
Не более 0,025 мг / л для резервуаров.
Уровень фосфора обычно низок (<1 мг="" л)="" в="" источниках="" чистой="" питьевой="" воды="" и="" обычно="" не="">
хлор
Хлор широко используется для отбеливания , в качестве дезинфицирующего средства и для предотвращения биообрастания в системах водяного охлаждения . Оставшиеся концентрации окисляющих ионов хлорноватистой кислоты и гипохлорита могут быть измерены как остаточный хлор, чтобы оценить эффективность дезинфекции или продемонстрировать безопасность для сброса в водные экосистемы.
