Войти
Индикаторы качества сточных вод являются лабораторными испытанием методики оценки пригодности сточных вод для удаления или повторного использования. Выбранные тесты и желаемые результаты тестов зависят от предполагаемого использования или места разгрузки. Тесты измеряют физические, химические и биологические характеристики сточных вод.
Испытания определят качество этих сточных вод. Водные организмы не могут выжить за пределами определенных температурных диапазонов. Орошение стоков и водяное охлаждение электростанций может привести к повышению температуры выше допустимого диапазона для некоторых видов. Повышенная температура также может вызвать цветение водорослей, что снижает уровень кислорода. (См. тепловое загрязнение.) Температуру можно измерить с помощью откалиброванного термометра.
Твердые вещества в сточных водах могут быть распущенным, приостановленным или урегулированным. Общее количество растворенных твердых веществ или TDS (иногда называемый фильтруемым остатком) измеряется как масса остатка, оставшегося, когда измеренный объем фильтрованной воды выпаривается. Масса высушенных твердых веществ, остающихся на фильтре, называется общим взвешенным твердым веществом (TSS) или нефильтруемым остатком. Оседающие твердые частицы измеряются как видимый объем, накопленный на дне конуса Имхоффа после того, как вода отстоялась в течение одного часа. Мутность равна мера светорассеивающей способности взвешенных веществ в воде. Соленость измеряет изменения плотности воды или проводимости, вызванные растворенными веществами.
В воде может быть обнаружено практически любое химическое вещество, но обычные испытания обычно ограничиваются несколькими химическими элементами уникального значения.
Вода ионизируется на гидроксоний (H3O) катионы и гидроксил (OH) анионы. Концентрация ионизированного водорода (в виде протонированной воды) выражается как pH.
Большинство водных сред обитания занято рыбой или другими животными, требующими определенного минимального растворенного концентрации кислорода, чтобы выжить. Концентрация растворенного кислорода может быть измерена непосредственно в сточных водах, но количество кислорода, потенциально необходимое для других химических веществ в сточных водах, называется потребностью в кислороде. Растворенный или взвешенный окисляемый органический материал в сточных водах будет использоваться в качестве источника пищи. Тонкоизмельченный материал легко доступен для микроорганизмов, популяции которых увеличиваются для переваривания доступного количества пищи. Переваривание этой пищи требует кислорода, поэтому содержание кислорода в воде в конечном итоге будет уменьшено на количество, необходимое для переваривания растворенной или взвешенной пищи. Концентрация кислорода может упасть ниже минимума, необходимого для водных животных, если степень использования кислорода превышает замену кислородом воздуха.
В принципе, реакция биохимического окисления может быть записана как:
Потребление кислорода при восстановлении химических веществ, таких как сульфиды и нитриты, типично следующим образом:
Поскольку все естественные водные пути содержат бактерии и питательные вещества, почти любые отходы, попадающие в такие водные пути, будут инициировать биохимические реакции (такие, как показано выше). Эти биохимические реакции создают то, что измеряется в лаборатории как биохимическая потребность в кислороде (БПК).
Окисляемые химические вещества (например, 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).
Тесты на БПК и ХПК являются мерой относительного истощения кислорода загрязнителями отходов. Оба они широко используются в качестве меры воздействия загрязнения. Тест BOD измеряет потребность в кислороде биоразлагаемых загрязнителей, тогда как тест COD измеряет потребность в кислороде биоразлагаемых загрязнителей плюс потребность в кислороде небиоразлагаемых окисляемых загрязнителей.
Так называемый 5-дневный БПК измеряет количество кислорода, потребляемого при биохимическом окислении загрязнителей отходов за 5-дневный период. Общее количество кислорода, потребляемого, когда биохимическая реакция продолжается до завершения, называется предельным БПК. Поскольку окончательный БПК требует много времени, пятидневный БПК был почти повсеместно принят в качестве меры относительного воздействия загрязнения.
Существует также множество различных тестов на ХПК, из которых, вероятно, наиболее распространенным является четырехчасовой ХПК.
Нет общей корреляции между 5-дневной БПК и окончательной БПК. Точно так же нет общей корреляции между БПК и ХПК. Можно разработать такие корреляции для конкретных загрязнителей отходов в конкретном потоке сточных вод, но такие корреляции нельзя обобщить для использования с любыми другими загрязнителями отходов или потоками сточных вод. Это потому, что состав любого потока сточных вод отличается. В качестве примера, сточные воды, состоящие из раствора простых сахаров, которые могут сливаться с кондитерской фабрики, вероятно, будут содержать органические компоненты, которые очень быстро разлагаются. В таком случае 5-дневная БПК и окончательная БПК будут очень похожи, так как через 5 дней останется очень мало органического материала. Однако последний сток очистных сооружений, обслуживающих большую промышленно развитую территорию, может иметь сброс, где конечный БПК был намного больше, чем 5-дневный БПК, потому что большая часть легко разлагаемого материала была бы удалена в процессе очистки сточных вод и во многих промышленных процессах. разряжать трудноразлагаемые органические молекулы.
Процедуры лабораторных испытаний для определения вышеуказанной потребности в кислороде подробно описаны во многих стандартных текстах. Американские версии включают «Стандартные методы исследования воды и сточных вод».
Азот является важным питательным веществом для роста растений и животных. Атмосферный азот менее доступен в биологическом отношении, 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 по Кьельдалю, и для более точных оценок общего содержания азота может быть проведен анализ неорганических форм азота.
Фосфаты попадают в водные пути через неточечные и точечные источники. Загрязнение из неточечных источников (НПВ) относится к загрязнению воды из диффузных источников. Загрязнение из неточечных источников можно сравнить с загрязнением из точечных источников, когда сбросы происходят в водоем в одном месте. К неточечным источникам фосфатов относятся: естественное разложение горных пород и минералов, ливневые стоки, сельскохозяйственные стоки, эрозия и осаждение, атмосферное осаждение и прямое поступление животных / диких животных; тогда как: точечные источники могут включать: очистные сооружения сточных вод и разрешенные промышленные сбросы. В целом, загрязнение из неточечных источников обычно значительно выше, чем из точечных источников загрязнения. Следовательно, ключом к рациональному управлению является ограничение поступления фосфатов как из точечных, так и из неточечных источников. 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 концентрациях. Проблемы с пищеварением могут возникнуть из-за чрезвычайно высокого уровня фосфатов.
Следующие критерии для общего фосфора рекомендованы США. Агентство по охране окружающей среды.
Фосфор обычно низкий (< 1 mg/l) in clean potable water sources and usually not regulated;
Хлор широко используется для отбеливания, как дезинфицирующее средство, и для предотвращения биообрастания в системах водяного охлаждения. Остаточные концентрации окисляющих хлорноватистой кислоты и ионов гипохлорита могут быть измеряется как остаточный хлор для оценки эффективности дезинфекции или демонстрации безопасности сброса в водные экосистемы.
Вода может быть проверена с помощью биотест, сравнивающий выживаемость водных тестируемых видов в сточных водах по сравнению с водой из какого-либо другого источника. Вода также может быть оценена для определения приблизительной биологической популяции сточных вод. Патогенные Микроорганизмы, использующие воду в качестве средства передвижения от одного хозяина к другому, могут присутствовать в сточных водах. Индекс колиформ измеряет популяцию микроорганизмов, обычно встречающихся в кишечнике теплокровных животных в качестве индикатора возможного присутствия других кишечных патогенов.
Тесты на водную токсикологию используются для получения качественных и количественных данных о неблагоприятном воздействии токсиканта на водные организмы. Типы тестирования включают тесты на острое (кратковременное воздействие), хроническое (продолжительность жизни) и биоаккумуляцию. Многие промышленные предприятия в США проводят тесты на «токсичность всех сточных вод» (WET) своих сбросов сточных вод, обычно в сочетании с химическими тестами на отдельные загрязнители.
