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

Метод позволяет выполнять анализы вод на карбонаты, для чего определяют содержание углерода сначала в жидкости с рН 7, затем в подкисленной до рН 4 (ортофосфорная кислота). Из первого результата определения вычитают значение второго результата и пол процентное содержание углерода карбонатов в жидкости.

1.5.5 Пригодность сточной воды для БО

Для сточных вод предприятий пищевой промышленности характерно наличие таких загрязнений, которые представляют собой полноценные, легко усвояемые микроорганизмами источники питания и энергии.

Распространено мнение, что для БО подходит вода при соотношении БПК_ПОЛН /ХПК не менее 0,75. При таком соотношении показателей загрязненности достигается наиболее полная очистка биологическими методами. Этот показатель, однако, весьма приближенно характеризует качество сточных вод как питательной среды для микроорганизмов по следующим причинам. Во-первых, значение БПК зависит от степени дисперсности органических загрязнений. Во-вторых, БПК учитывает разложение субстрата в аэробных условиях, а понятие БО подразумевает применение и анаэробных микробиологических процессов. Следовательно, помимо отношения БПК_ПОЛН/ХПК при решении вопроса о применении технологии искусственной БО исходят и из значений других показателей, определяющих сточную воду как субстрат для сообществ микроорганизмов.

Эффективность очистки определяется достаточным поступлением в биохимический реактор (аэротенк, метантенк) необходимых для микроорганизмов биогенных элементов (углерода, азота, фосфора) в усвояемой форме. Установлено, что наиболее приемлемое соотношение компонентов субстрата следующее: БПК_ПОЛН:N:Р= 100:5:1.

Кроме основных биогенных элементов, для нормального роста микроорганизмов необходимы и другие элементы, обычно присутствующие в сточных водах в достаточном количестве.

Предельное содержание солей в воде, поступающей в биохимический реактор на очистку, не должно превышать 10 г/дм3. При более высоком солесодержании следует использовать специальные материалы БО с применением галофильных микроорганизмов. Предельная концентрация некоторых органических веществ (в мг/дм3), тормозящих биохимические процессы, приведена в таблице 2.

---

Определяющим фактором высокой эффективности любого процесса ферментации, в том числе БО, осуществляемой с целью максимального истощения субстрата, является состав питательной среды. Существующие биологические методы очистки бактериальным активным илом (аэробный и анаэробный), а также очистку культивированием микроводорослей следует применять в оптимальной последовательности и сочетании для каждого вида сточных вод. Однако нет четких критериев, позволяющих определить наилучшие сочетания указанных методов обработки с целью наиболее полной и быстрой очистки.

Учитывая увеличение объемов сброса концентрированных сточных вод и разнообразие их состава, рекомендуется дополнительный способ оценки пригодности воды для БО.

Таблица 2 Предельные концентрации загрязнений для БО

Наименование вещества	Максимальная концентрация, мг/дм3
Ацетальдегид	750
Ацетон	750
Бензойная кислота	100
Бензол	100
Гидрохинон	15
Глицерин	500
Нефтепродукты	50
Фенол	120
Формальдегид	1000

Биомасса активного ила имеет более или менее постоянное соотношение концентраций углерода и азота. Потребление этих элементов из субстрата происходит по-разному. Азот расходуется главным образом на конструктивные цели, довольно значительная же часть углерода используется на энергетические нужды клеток и эвакуируется из среды в виде диоксида углерода или переходит в карбонаты.

1   2   3   4   5   6   7   8   9

---

2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2. 1 Определение взвешенных веществ

Измерений массовой концентрации взвешенных веществ в пробах природных и сточных вод выполняется гравиметрическим методом по ПНД Ф 14.1:2:3.110-97.

Гравиметрический метод измерения массовой концентрации взвешенных веществ основан на выделении их из пробы фильтрованием воды через мембранный фильтр с диаметром пор 0,45 мкм или бумажный фильтр "синяя лента" и взвешивании осадка на фильтре после высушивания его при (105±2)°С до постоянной массы.

Пробы отбирают в стеклянную или пластиковую посуду, предварительно промытую раствором соляной кислоты, а затем дистиллированной водой. При отборе посуду ополаскивают отбираемой водой.

Объем отбираемой пробы должен быть не менее 1000 см³ при массовой концентрации взвешенных веществ ниже 50 мг/дм³ и не менее 500 см³ при массовой концентрации взвешенных веществ выше 50 мг/дм³.

Для выполнения анализа подготавливают бумажные обеззоленные фильтры "синяя лента" маркируют, складывают, помещают в воронки и промывают 150-200 см³ дистиллированной воды. Затем пинцетом вынимают фильтр из воронки, складывают, помещают в маркированные бюксы и высушивают в сушильном шкафу при (105±2)°С в течение 2 часов. Охлаждают бюксы с фильтрами в эксикаторе и, закрыв их крышками, взвешивают. Повторяют процедуру сушки до тех пор, пока разница между взвешиваниями будет не более 0,5 мг.

Далее подготовленный бумажный фильтр помещают в воронку, смачивают небольшим количеством дистиллированной воды для хорошего прилипания и пропускают отмеренный объем тщательно перемешанной анализируемой пробы воды, подобранный с таким расчетом, чтобы масса осадка взвешенных веществ на фильтре находилась в пределах от 3 до 250 мг.

После пропускания пробы воды через фильтр ополаскивают мерный цилиндр дважды 4-5 см³ дистиллированной воды, перенося смывы на фильтр. Дважды промывают фильтр дистиллированной водой порциями по 20 см³, дают воде полностью стечь, пинцетом осторожно вынимают фильтр с осадком и помещают в тот же бюкс, в котором его взвешивали до фильтрования. Фильтр высушивают 2 ч при (105±2)°С, охлаждают в эксикаторе и, закрыв бюкс крышкой, взвешивают.

Повторяют процедуру сушки, пока разница между взвешиваниями будет не более 0,5 мг при массе осадка до 50 мг и 1 мг при массе более 50 мг.

---

Массовую концентрацию взвешенных веществ в анализируемой пробе воды Х, мг/дм³, рассчитывают по формуле:

Х = , (1)

где m_фо - масса бюкса с бумажным фильтром с осадком взвешенных веществ,

m_ф - масса бюкса с мембранным или бумажным фильтром без осадка, г;

V - объем профильтрованной пробы воды, дм³.

Результат измерений массовой концентрации взвешенных веществ Х, может быть представлен в виде: (Х ± Δ) мг/дм³, Р=0,95,

где Δ - границы характеристики погрешности результатов измерений для данных массовых концентраций взвешенных веществ.

Значение Δ рассчитывают по формуле Δ = 0,01 · δ · Х,

где δ – показатель повторяемости, приведен в таблице 3

Таблица 3 Диапазон измерений, значения показателей точности, повторяемости

Диапазон измерений массовой концентрации взвешенных веществ, мг/дм3	Показатель точности (границы относительной погрешности при вероятности Р=0,95), ±δ, %	Показатель повторяемости (относительное значение допустимого расхождения между двумя результатами параллельных измерений), r, %
От 3,0 до 10,0 включ.	30	28
Св. 10,0 до 50,0 включ.	20	20
Св. 50,0 до 5000 включ.	10	8

Расхождение между двумя параллельными измерениями должно удовлетворять условию повторяемости:

200 · ≤ r, (2)

где Х₁ и Х₂ - результаты контрольных измерений массовой концентрации взвешенных веществ в пробе 1 и 2, мг/дм³,

r - предел повторяемости (таблица 2), %.
2.2 Определение биохимического потребления кислорода

Измерений биохимической потребности в кислороде после n-дней инкубации (БПК_полн), в поверхностных пресных, подземных (грунтовых), питьевых, сточных и очищенных сточных водах определяют по методике ПНД Ф 14.1:2:3:4.123-97.

Метод определения биохимического потребления кислорода основан на способности микроорганизмов потреблять растворенный кислород при биохимическом окислении органических и неорганических веществ в воде.

Биохимическое потребление кислорода определяют количеством кислорода в мг/дм³, которое требуется для окисления находящихся в воде углеродосодержащих органических веществ, в аэробных условиях в результате биохимических процессов.

---

По разности содержания растворенного кислорода в обогащенной растворенным кислородом и зараженной аэробными микроорганизмами исследуемой воде до и после инкубации в стандартных условиях устанавливается значение БПК. Разбавлением исследуемой воды обеспечивается достаточное содержание кислорода для его потребления микроорганизмами.

Метод заключается в разбавлении исследуемой пробы различными объемами специально приготовленной разбавляющей воды с большим содержанием растворенного кислорода, зараженной аэробными микроорганизмами, с добавками, подавляющими нитрификацию.

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. Время, необходимое на полную минерализацию, зависит от природы органического вещества. После измерения концентрации растворенного кислорода до и после инкубационного периода рассчитывается масса кислорода, поглощенного из одного дм³ воды. Величина уменьшения кислорода в склянке, умноженная на степень разведения, дает численную величину БПК, выраженную в мгО₂/дм³ воде.

Для отбора проб используется полиэтиленовая посуда, а при наличии в воде нефти, углеводородов, моющих средств и пестицидов используются банки из темного стекла.

Отобранные пробы наливают, предварительно ополаскивая отбираемой водой, в банки или флаконы объемом 1,5 дм³, заполняя их до краев и закрыв без пузырей воздуха пришлифованными стеклянными пробками или полиэтиленовыми крышками. Под полиэтиленовые крышки подкладываются тефлоновые или из алюминиевой фольги прокладки.

БПК определяют в натуральной (взболтанной) и фильтрованной (фильтруется через обеззоленный фильтр "синяя лента") пробе, это необходимо для осуществления производственного контроля за эффективностью технологического процесса очистки сточных вод на разных стадиях.

Для анализа используется разбавляющая вода. Разбавляющую воду готовят из дистиллированной воды, полученной накануне анализа, выдержанной при температуре 20°С; ее насыщают кислородом воздуха, аэрируя до концентрации растворенного кислорода не менее 8 мг/дм

---