Файл: Белоусова Юлия Александровна ( фио обучающегося ) выпускная квалификационная работа магистерская диссертация.docx

3.3 Характеристика СВ

Основными показателями качества СВ являются ХПК, БПК, ВВ и другие компоненты, характерные для конкретного производства. Так для СВ молочных предприятий важными показателями являются фосфор , азот общий ( азот аммонийный, нитраты, нитриты), жиры.

Комплексным показателем является ХПК, а БПК характеризует степень биоразлагаемости загрязнений СВ.

На основе анализа компонентов СВ разрабатывают технологические схемы их очистки.

Анализ ХПК основывается на окислении в кислой среде при нагревании. Окисление бихроматом калия является более полным, окисля­ются даже некоторые неорганические вещества (NO₂^-, S^2-, S₂O₃^2-, Fe²⁺, SОз^2-). Аммиак и ионы аммония, образующиеся при окисле­нии органического азота, не окисляются. Некоторые азотсодержа­щие вещества, такие как триметиламин, циклические соединения азота, такие как пиридин, также не окисляются при анализе ХПК. Показатель ХПК в натуральной пробе, вполне позволяет оценить содержание органического вещества в СВах, возможно, в диапазоне 90-95% теоретического потребления кислорода, необходимого для полного окисления всех присутствующих органических веществ.

Анализ ХПК проводится сравнительно быстро - около 2-х часов, а получаемые данные пригодны для расчета массового баланса на очистных сооружениях.

Для выбора схемы очистки сточных вод необходимо знать биоразлагаемость загрязнений, поступающих на очистные сооружения. Поэтому первым этапом был отработан метод оценки биоразлагаемости сточных вод.

3.4 Отработка методики определения биоразлагаемости СВ

Отработка методик исследований проводилась в лаборатории по контролю за сточными водами управления производства БО АО «Архангельский ЦБК». Порядок действий и полученные результаты приведены в таблице 12. Методику отрабатывали на СВ, приходящей на сооружения БО АЦБК.

Таблица 12 Алгоритм определения фракций ХПК

№ пп	Фракция ХПК	Метод определения	Промышленные СВ
1	ХПК общее (натуральная проба). Определяется до 96% всей присутствующей органики	Общепринятый. Взболтанная проба.	830
2	Растворенные органические вещества	При подготовке пробы при фильтровании удаляются ВВ. Зависит от фильтра: - белая лента: растворенные вещества и в виде коллоидов; - синяя лента 0,45-16 мкм: истинно растворенные вещества.	370
3	ХПК растворенных биологически инертных органических веществ	Фильтрованная проба + АИ + глюкоза (в первые дни для адаптации АИ). Производится аэрация в течении 20 дней. Определяется остаточная концентрация ХПК в фильтрованной пробе.	230
4	ХПК легкоразлагаемых органических веществ	БПК определяется на 1, 2, 3, 4, 5….день. Если до 3-го дня нет потребления, то легкого ХПК нет.	290
5	ХПК продуктов ферментации, очень легко разлагаемые вещества	В первичные отстойники добавляют ил.	340
6	Жесткое ХПК (растворенные инертные вещества)	Не окисляются за 60 суток	Физико-химическая очистка
7	ВВВВ окисляемые		250
8	ВВВВ неокисляемые		210
9	Токсичные вещества	Смотрят по состоянию АИ и эффективности очистки в предыдущие периоды.

---

В экспериментах использовались:

-СВ, поступающие на сооружения ПБО;

-иловая смесь, циркулирующая на сооружениях БО.

Точки отбора СВ:

Т.1- поток после усреднителя;

Т.2- поток после биореактора;

Т.3- поток после вторичных отстойников.

Точка отбора иловой смеси:

Т.4- 1 коридор аэротенка № 3.

Точки отбора проб представлены на рис 2



Рисунок 2 Схема сооружений БО на АО «АЦБК»

3.4.1 Определение общего ХПК (химическое потребление кислорода) для СВ

Общее количество кислорода, необходимое для разложения всех (трудно и легко окисляющихся) органических и неорганических соединений, присутст­вующих в исследуемой воде, называется химическим потреблением кислорода (ХПК), измеряется в мг О₂/дм³. Химическое потребление кислорода иначе назы­вают бихроматной окисляемостью.

В зависимости от степени загрязнения вода содержит определенное коли­чество органических соединений, окисляющихся сильными окислителями.

Бихроматная окисляемость характеризует общее содержание в воде ор­ганических и неорганических восстановителей, разлагающихся сильными окислителями.

Содержание в воде растворимых неорганических соединений определяет­ся методами аналитического титрования с достаточной степенью точности.

Многообразие органических загрязнителей, которые могут присутство­вать в воде, трудоемкость методов анализа и возможность взаимного мешаю­щего влияния на результат не позволяет достоверно определить компонентный состав загрязняющих веществ в исследуемой воде. Для определения содержа­ния органических веществ в анализируемой воде вычисляют так называемую «окисляемость с поправкой». «Окисляемость с поправкой» - кислородный эк­вивалент только органических окисляющихся веществ, которую находят вычи­танием из общей окисляемости величин кислородных эквивалентов присутствующих в воде нитратов, сульфитов, сульфидов, железа Fe²⁺ и т.д.

Величина бихроматной окисляемости для чистых поверхностных вод не пре­вышает 50 мг О₂/дм3, обусловлена главным образом наличием в ней растворенных гумусовых соединений. Для СВ ХПК изменяется в широких пределах.

---

Определение ХПК производят арбитражным методом, который заключа­ется в длительном разложении загрязнений в присутствии сильных окислите­лей. Метод требует довольно продолжительного времени и мало удобен при массовом анализе проб. Экспресс-метод заключается в кратковременном кипя­чении пробы воды в присутствии сильного окислителя, катализатора в кислой среде, легко воспроизводим и достаточно точен, удобен для выполнения мас­совых анализов. Кроме того, ХПК является оценочным показателем качества воды и не нормируется в руководящих документах, поэтому для оперативного определения степени загрязнения СВ рекомендуется экспресс-метод.

Опыт по определению общего ХПК проводили три дня по данной методике арбитражным методом со сточной водой, отобранной в точках отбора (Т.1, Т.2, Т.3). Результаты представлены в таблице 13.

Таблица 13 Определение концентрации ХПК по ступеням БО

Точка отбора	Концентрация ХПК, мг О/дм3
	1 день	2 день	3 день
Т.1	618	634	597
Т.2	514	532	506
Т.3	139	150	127

3.4.2 Определение растворенных органических веществ

Биохимическим потреблением кислорода (БПК) называют количество ки­слорода, выраженное в миллиграммах, необходимое для окисления находящих­ся в 1 дм³ сточной воды органических веществ в аэробных условиях в результате биохимических процессов. Определяют суточное (БПК₅; БПК₂о) и полное биохимическое потребление кислорода БПК_ПОлн СВ до появле­ния нитритов в количестве 0,1 мг/дм³.

Опыт по определению растворенных органических веществ проводили по данной методике в течение 20 дней. Результаты представлены в таблице 14.

Таблица 14 Изучение динамики изменения концентрации БПК в очищенных СВ

День	V, см3 объем тиосульфата проба	Концентрация кислорода. мг О2/дм3	V, см3 объем тиосульфата разб. воды	Концентрация кислорода, мг О2/дм3	БПК, мг О2/дм3
0	2,55	6,27	2,63	6,47
2	1,77	4,35	2,61	6,41	1,86
5	1,54	3,79	2,60	6,39	2,40
7	1,34	3,30	2,57	6,31	3,13
10	1,41	3,47	2,55	6,26	3,01
15	1,28	3,15	2,53	6,21	3,38
20	1,14	2,80	2,50	6,15	3,79

---

Уменьшение содержания кислорода за определенный период инкубации в темном месте, при контрольной температуре, в полностью заполненной и герметически закрытой пробкой склянке, обусловлено, главным образом, протекающими в аэробных условиях бактериальными биохимическими процессами, которые приводят к минерализации органического вещества.

Поставленный эксперимент показал, что при выборе эффективной технологии можно еще глубже очистить СВ.

3.4.3 Определение ХПК как основного показателя биоразлагаемости СВ

Опыт для определения ХПК продуктов ферментации проводили в аэробных условиях в контакте сточной воды с активным илом при постоянном перемешивании в течение двух часов.

До начала испытаний в сточной воде измеряли ХПК фильтрованной пробы. Опыт проводили в двухлитровом сосуде. В сосуд наливали 1 дм³ сточной воды, отобранной в точке отбора (Т.1). К исследуемой сточной воде добавляли АИ.

Иловую смесь отбирали на сооружениях БО в объеме 1 дм³ в первом коридоре аэротенка №3 (Т.4). В лаборатории определяли ее концентрацию и отстаивали в течении двух часов, после чего надиловую жидкость сливали с помощью сифона. Концентрация иловой смеси составила: С=3,74 г/дм³, то есть в 1 дм³ иловой смеси содержится 3,74 г абсолютно сухого ила. Чтобы получить 2 г абсолютно сухого ила, надо взять 0,53 дм³ иловой смеси.

= 0,53.

В сосуд, в котором проводили опыт, добавляли сгущеный АИ, чтобы концентрация АИ составляла 2 г/дм³ по сухому веществу. Смесь перемешивали с помощью перемешивающего устройства ПЭ-8100. Измеряли ХПК в фильтрованной пробе через каждые 30 минут. Результаты заносим в таблицу 15.

Таблица 15 Изменение ХПК

Время определения	ХПК, мг О/дм3
До начала испытаний	734
Через 30 минут	489
Через 1час	347
Через 1час 30 минут	314
Через 2 часа	310

3.5 Исследование состава СВ молокоперерабатывающего предприятия

Для более полного изучения вопроса проблемы очистки СВ, провели исследование состава СВ молокозавода.

---

В течение месяца в пробах отобранной воды определяли показатели: ХПК, БПК, ВВ. В среднесуточной пробе дополнительно определили показатели: азот аммонийный, фосфор, нитриты и нитраты. Результаты представлены в таблицах 16 и 17.

Таблица 16 Концентрация загрязнений в СВ молокоперерабатывающего предприятия, мг/дм³

№ пп	Дата	Время отбора	ВВ	+ -	ХПК экспресс	ХПК взболт.	+ -	ХПК фильтр.	БПК5 взболт.	+ -
1	19 янв.	9-30	124,4	12		5720	770	5275
2		13-05	99,9	10		4590	489	2395
3		15-00	42,2	8,4		5985	703	4060	830	75
4		16-15	43,4	8,7		5270	734	5210
5	23 янв.	10-00	298	30	1246	1130	145	740	680	61
6		15-25	664	66	7440	10160	1250	9170	1520	137
7	24 янв.	10-05	528	53		3975	556		820	74
8		11-45	4082	408		15960	2234		7030	633
9		15-40	1212	121		12150	1700		4510	406
10	25 янв.	8-43	350	35		2492	349		460	41
11		11-45	268	27		2511	352		520	47
12		14-20	248	25		2418	338		520	50
13		16-07	1118	123		18220	2550		5120	461
14	29 янв.	8-43	178	18	1880	2740	323		460	41
15		15-48	352	35	6392	9840	1136		2460	221
16	31 янв.	9-00	537	54	3990	3950	556		480	43
17		11-45	724	72	6270	10430	1169
18		15-05	276	28	3800	3590	517		1725	155
19		16-05	1118	112	18050	11350	2058
20	01фев.	9-15	700	70		6140	860		3240	292
21		11-25	387	39		8560	1198		3570	321
22		14-20	1640	164		5580	781		2925	263
23		16-10	1140	114		21380	2993
24	05фев.	12-00	1258	126	2289	12000	1000
25		14-05	590	59	1940	4520	452		4090	368
26		16-00	934	93	1810	2640	312		3935	354
27	08фев.	12-50	1034	103	2800	11600	1008		4090	368
28		15-00	690	69	3600	7340	766		3935	354
29	13фев.	9-40	452	45	2688	5620	582		3455	311
30		12-30	1288	129	5760	16560	1562		4090	368
31		15-40	1390	139	3264	9960	926		4120	371

---