Допустимые концентрации загрязняющих веществ в сточных водах

Показатели, которые исследуются

Забор проб в открытых водоемах и из канализационной системы выполняется по определенным правилам. Образцы жидкости для исследования берут при помощи специального пробоотборника. Прибор может быть стационарным или мобильным. Тип пробоотборника зависит от того, какие показатели необходимо исследовать в конкретной ситуации.

Забор образцов сточных вод осуществляется в следующих местах:

• в открытых водоемах – выше и ниже точек сброса;
• забор глубинных образцов производится при помощи специального батометра, допускается применять герметично закрывающиеся емкости;
• забор проб стоков жилого дома или общественных зданий выполняется непосредственно у самого выхода канализационной трубы.

Анализ сточных вод выявляет следующие показатели для оценки качества жидкости:

• физические – определяется температура (должна быть в пределах 35 – 45?С), цвет, запах, прозрачность образцов;
• химические – замеряется агрессивность жидкости по отношению к базовому показателю рН, норма 6,5 – 9. Выявляется уровень кислотности и щелочности;
• сухой остаток – забирается нефильтрованная жидкость и определяется количество бактерий, которые участвуют в естественной очистке сточных вод в процессе своей жизнедеятельности;
• азотосодержащие соединения и фосфор – нормы соответственно 50 мг/дм3 и 12 мг/дм3. Данный показатель дает представление, насколько эффективно работают системы фильтрации и, какое влияние оказывают сточные воды на окружающую среду;
• содержание нефтепродуктов – не должно превышать 10 мг/дм3;
• окисляемость – уровень данного параметра показывает, насколько загрязнена канализация органическими и неорганическими компонентами. Показатель окисляемости дает возможность рекомендовать к установке наиболее эффективную систему очистки;
• поверхносто-синтетические активные вещества – указывают на насыщенность исследуемой жидкости кислородом.

В ряде случаев осуществляется контроль на наличие токсинов, радиоактивных элементов и других вредных примесей в сточных водах.

Классификация и степень загрязнения канализационных вод

В зависимости от происхождения все канализационные воды можно разделить на три вида:

• хозяйственно-фекальные или бытовые;
• атмосферные;
• производственные или промышленные сточные воды.

Бытовые воды включают в себя канализацию, сливаемую с квартирных ванн, бань, столовых, кухонь, химчисток или прачечных. По своему химическому составу хозяйственно-фекальная жидкость однообразна, а концентрация загрязнения зависит от нормы и количества расходуемой воды одного потребителя. По степени загрязнения бытовые воды делят на нерастворимые, образующие эмульсии, пену и растворимые. По степени загрязнения они могут быть минеральными, органическими или биологическими. В минеральном загрязнении присутствует песок, шлак, раствор минеральной соли, кислоты и щелочи. В органических загрязнениях присутствуют вещества и частицы растительного и животного происхождения. К биологическим загрязнениям относят различные частицы мелких водорослей, грибков, плесени.

Атмосферные сточные воды включают в себя остатки минеральных загрязнений и по своему составу они менее опасны для здоровья людей и окружающей среды. Уровень загрязнения определяют по количеству концентрации примесей в их массовой единице измерения.

Лабораторный и химический анализ воды

Состав промышленных сточных вод содержит остатки производственных отходов, в которых могут быть ядовитые или радиоактивные вещества.

Какие методы применяются?

Для анализа используются методики, соответствующие особенностям и специфике источника происхождения стоков.

• Бытовые стоки отличаются наличием органики, возможностью микробиологических заражений.

• Промышленные сточные воды представляют собой растворы химических веществ.
• Ливневые стоки содержат смывы с поверхности, богатые солями тяжелых металлов и нефтепродуктами. Все эти компоненты нуждаются в собственных методах анализа.

Рассмотрим их подробнее.

Микробиологический

Микробиологический анализ позволяет определить наличие и состав бактерий, обитающих в сточной воде.

Исследования проводятся по расширенному числу показателей:

• общие и термотолерантные колиформные бактерии;
• колифаги;
• фекальные стрептококки;
• общая микрофлора патогенного действия.

Как правило, микробиологический анализ делают для хозяйственных стоков, которые перегружены органикой. Они обладают благоприятными условиями для развития микроорганизмов.

Химический

Растворенные вещества, присутствующие в стоках, требуют использования разных методов исследования.

В стоках того или иного происхождения встречаются:

• поверхностно-активные вещества (ПАВ), представляющие собой остатки стиральных и моющих средств;
• жиры, органические коллоидные массы;
• степень кислотности;
• нефтепродукты;
• соли тяжелых металлов;
• железо;
• известковые соединения;
• хлориды;
• сульфаты;
• соли марганца, фосфор, прочие элементы.

Полный перечень органических или неорганических компонентов привести невозможно, поскольку наличие в стоках посторонних примесей зависит от региона, источника и прочих факторов.

Используются соответствующие методики исследований:

• коагуляция;
• адсорбция;
• ионный обмен;
• нейтрализация.

Для анализов применяются реактивы, способные проявить или нейтрализовать имеющиеся загрязнения.

Токсикологический

Токсикологический анализ дает оценку безопасности стоков, наличия и концентрации в них отравляющих веществ.

Методика исследований представляет собой сравнение степени влияния воды на культуру бактерий, помещенных в нее, с эталонной колонией, находящейся в идеальных условиях.

В пробу помещают определенные микроорганизмы (обычно, это дафнии), через некоторое время проверяется их состояние и сравнивается с контрольной колонией в оптимальных условиях.

Радиологический

Это исследования радиоактивности стоков. Как правило, они производятся для вод промышленного происхождения, но нередко проводятся подобные исследования ливневых стоков, несущих смывы с верхних пластов почвы.

Проверке подлежат следующие позиции:

• Альфа-излучение. Обычно, его повышенный фон свидетельствует о присутствии радона.
• Бета-излучение. Возникает при высоком содержании радионуклидов.
• Анализ на присутствие радона. Это прямой тест на присутствие компонента, отрицательно влияющего на органы дыхания.

Для выполнения исследований применяется оборудование различного типа (специальные измерительные комплексы, дозиметры и т.п.), а также наборы реактивов, взаимодействующих с радиоактивными частицами.

Санитарно-гигиенический

Это комплексная проверка сточной воды на присутствие загрязняющих компонентов биологического, органического, физико-химического характера.

В большинстве случаев, она производится для стоков с предприятий, а также для воды, предназначенной для орошения земледельческих полей. Критерием определения состояния воды является СанПиН 2.1.7.573-96, определяющий допустимые нормы концентрации разных элементов в стоках. Тест сложный, проводится более, чем по 40 пунктам.

Практически, это аналог полноценной проверки питьевой воды на соответствие действующим нормам.

Классификация и состав сточных вод

Очистка стоков

Классификация сточных вод включает три основные категории в зависимости от их состава, происхождения и качественных показателей примесей и загрязнений:

• Бытовые, или хозяйственно-фекальные, к которым относятся сточные воды, удаляемые из различных бытовых помещений, таких как туалеты, душевые и ванные комнаты, кухни, прачечные, бани, больницы, столовые и т.д. Основными их загрязнениями являются хозяйственно-бытовые и физиологические отходы, а для их сброса действуют специальные правила приема сточных вод в городскую канализацию;
• Промышленные или производственные, использованные при выполнении разнообразных технологических процессов, таких промывание сырья и продукции, охлаждение оборудования и т.д., а также откачанные на поверхность в процессе добывания полезных ископаемых. Чаще всего промышленные стоки загрязнены производственными отходами, в которых могут содержаться такие вредные и отравляющие вещества, как азот аммонийный в сточных водах, синильная кислота, соли свинца, ртути и меди, фенолы, анилин и т.д., а также отходы, которые могут иметь ценность при использовании в качестве вторичного сырья. Промышленные стоки могут быть разделены на две категории: загрязненные, для которых перед повторным использованием или выпусканием в водоемы производится предварительная очистка сточных вод, и слабозагрязненные или условно чистые, которые не требуют предварительной обработки.
• Атмосферные сточные воды, к которым относятся талые и дождевые воды, а также воды от полива зеленых насаждений и улиц. Данная категория сточных вод содержит в себе в основном загрязнения минерального происхождения и представляет меньшую санитарную опасность, чем производственные и бытовые стоки, поэтому очистка ливневых сточных вод является наименее требовательной процедурой.

Уровень загрязнения сточных вод рассчитывается в зависимости от концентрации в них различных примесей, выражающейся в массе на единицу объема (г/м3 или мг/л).

Бытовые сточные воды являются относительно однообразными по своему составу, а концентрация в них загрязнений зависит от того, какой объем воды расходуется на одного человека, проще говоря – от норм водопотребления.

В зависимости от того, какое значение принимает разбавление сточных вод, загрязнения бытовых стоков подразделяют на следующие категории:

• Нерастворимые, в которых образуются крупные взвеси, размеры частиц в которых превышают 0,1 мм;
• Пены, суспензии и эмульсии, размеры частиц которых составляют от 0,1 мкм до 0,1 мм;
• Коллоидные – размер частиц от 1 нм до 0,1 мкм;
• Растворимые, в состав которых входят молекулярно-дисперсные частицы, размер которых не достигает 1 нм.

Кроме того, отличают органические, минеральные и биологические загрязнения бытовых стоков:

• Минеральные загрязнения включают в себя частицы песка, глины и шлака, растворы солей, щелочей, кислот и прочие вещества.
• Органические загрязнения могут быть как животного, так и растительного происхождения. Растительные загрязнения – это различные остатки плодов, растений и овощей, а также бумага, масла растительные и т.д., характеризующиеся повышенным содержанием углерода. К животным загрязнениям можно отнести различные человеческие и животные физиологические выделения, остатки органической ткани, клейкие вещества и т.д., для которых характерно высокое содержание азота.
• Биологические же загрязнения включают в себя различные грибки (плесневые и дрожжевые), микроорганизмы, водоросли и бактерии, среди которых довольно большое количество возбудителей таких болезней, как паратиф, тиф брюшной, дизентерия, сибирская язва и т.д. Такие загрязнения могут быть характерны не только для бытовых сточных вод, но и для части промышленных стоков, например – отходов мясокомбинатов, скотобоен и т.д. Несмотря на то, что химический состав данных загрязнений является органическим, создаваемая ими при поступлении в водоемы санитарная опасность требует их выделения в отдельную категорию.

В состав бытовых стоков входят следующие загрязнения (значения приведены в процентах от общего числа загрязнений):

• Минеральные вещества – 42%;
• Органические вещества – 58%;
• Взвешенные осаждающиеся вещества – 20%;
• Коллоидные смеси – 10%
• Растворимые вещества – 50%.

Состав промышленных сточных вод и их степень загрязнения могут варьироваться в зависимости от характера конкретного производства и различных условий применения воды в технологическом процессе.

На количество же атмосферных сточных вод существенное влияние оказывает рельеф и климат конкретной местности, а также такие показатели, как характер застройки, вид дорожного покрытия и т.п.

Для чего проводить анализ сточных вод в лаборатории

Качественный анализ природных, сточных (ливневых) проб в независимой лаборатории позволяет:

• определить санитарное состояние вод в соответствии с требованиями стандартов и законов;
• избежать штрафов, которые накладывают на предприятие при превышении допустимых норм;
• определить уровень загрязнения;
• проанализировать результативность функционирования очистительных сооружений;
• подобрать технологии очистки сточных / ливневых вод.

Одним из конкурентах преимуществ современной компании является забота об экологии. Регулярное проведение анализа сточных (ливневых) вод позволяет защитить природу от загрязнений, а также сохранить здоровье людей, в т.ч. клиентов вашей компании. Проводя регулярное тестирование стоков, Вы можете заявлять об этом на сайте компании, в клиентских зонах и других общественных местах. Такая информация позволит улучшить имидж Вашей компании.

Необходимые реактивы:

• HCl или H₂SO₄.
• Универсальная индикаторная бумага.
• NH₄Cl.
• K₂Cr₂O₇.
• NaOH или KOH.
• KH₂PO₄.
• Ректификованный этиловый спирт.
• Вода дистиллированная, свежепрокипячённая, охлаждённая до комнатной температуры.
• KI или NaI
• FeCl₃
• Хлороформ.
• MnCl₂ или MnSO_4.
• MgSO₄.
• Крахмал растворимый.
• Фильтры обеззоленные «белая лента» и «синяя лента».
• Na₂HPO₄ или Na₂HPO₄.
• Na₂CO₃.
• СaCI₂.
• K₂HPO₄.
• Na₂S₂O₃.

Следует применять реагенты с квалификацией ч.д.а. Допускается использование реактивов, изготовленных по другой технической документации, если они не хуже указанных выше.

Более подробно со списком требуемых средств измерений, реактивов и вспомогательных устройств можно ознакомиться в п. 4.1 и п. 4.2 РД 52.24.420-2006.

Проведение экспресс-анализа

При невозможности проведения полноценного лабораторного анализа стоков может быть применен экспресс-анализ. Он требует оборудования и занимает несколько минут. Однако, несмотря на такие преимущества, экспресс-анализ намного уступает лабораторной экспертизе в достоверности и информативности результатов.

Экспресс-анализ состоит из нескольких процессов:

• органолептического (изучение физических показателей);

• колориметрического (определение кислотности и наличия вредных веществ);
• титриметрического (определение щелочности и концентрации кислорода).

Что входит в анализ?

Обычно для проведения анализа достаточно пары дней. Сроки проведения зависят от общего числа исследуемых компонентов. Анализы от частных домов и промышленных предприятий несколько отличаются. Последний обязательно должен содержать данные о количестве в стоках свинца, мышьяка, тяжёлых металлов, цинка, меди. Анализ сточных вод канализации от жилых домов должен содержать следующие данные:

• Оценивается запах неочищенных сточных вод. Это будет специфический запах продуктов жизнедеятельности человека. После очистки стоков этот запах должен либо совсем исчезнуть, либо стать чуть заметным. Особенно это касается стоков, которые сбрасываются в водоёмы для нужд водоснабжения или рыбного хозяйства.
• Цветность оценивается в °С. У стоков этот показатель будет большой. Повышенная цветность говорит о присутствии органических веществ. Такие стоки требует биологической фильтрации. После очистки цветность должна быть не более 20°С.
• Прозрачность или мутность стоков зависят от числа примесей.
• Кислотность сточных вод после прохождения очистки должна быть нейтральной, то есть равной 6-8,5 рН.
• Температура стоков напрямую связана со скоростью размножения бактерий и простейших. Очень холодная или горячая вода замедляет или вовсе останавливает этот процесс.
• У сточных вод определяются значения сухого и полного остатка. Первый проверяется у неочищенной пробы, второй – у отфильтрованной жидкости. Полный остаток не должен быть больше 10 г/л.
• Подсчитывается объём взвешенного осадка. Данный показатель указывает на эффективность отстойника.
• Анализ позволяет определить количество органики в воде.
• Вычисляется концентрация аммония, нитратов и нитритов.
• В ходе анализа подсчитывается концентрация сульфатов и хлоридов.
• Чтобы понять, нужна ли в системе очистки стоков дефосфация, проводится анализ на содержание фосфатов.
• Содержание растворённого кислорода указывает на то, насколько среда стоков благоприятна для развития различных бактерий и простейших.
• Уровень биологического загрязнения стоков подсчитывается при определении концентрации кишечных бактерий. Иногда в анализ входит выявление в стоках глистов, вирусов, грибов и некоторых бактерий.

Если вы хотите провести анализ сточных вод, в нашей лаборатории готовы провести такую проверку. Чтобы его заказать, вам надо связаться с нами по указанным на сайте телефонам. Стоимость анализа зависит от числа проверяемых компонентов и уточняется у менеджера.

1 Расчет концентраций нормативно-допустимого сброса ндс сточных вод.

Расчет концентраций НДС и выбор технологической схемы осуществляется с учетом состояния приемника сточных вод — водоема. В данном курсовом проекте рассматриваются две возможные схемы водоотведения промпредприятия:

1. сточные воды промышленного предприятия очищаются и сбрасываются в водный объект, при этом бытовые сточные воды направляются в городские сети канализации и очищаются совместно с городскими стоками;

2. если качество производственных сточных вод совпадает с качеством бытовых стоков (по взвешенным веществам, БПК, азоту и другим), в этом случае стоки объединяются и совместно направляются на очистные сооружения промпредприятия, после чего сбрасываются в водоем.

Средние концентрации сточных вод, поступающих на очистку, и необходимые данные по водному объекту имеются в задании.

1. Допустимая концентрация взвешенных веществ в сточных водах, сбрасываемых в водный объект:

, мг/л (3.2)

где

р – допустимое увеличение взвешенных веществ в водном объекте, после сброса сточных вод, составляет 0,25 или 0,75 мг/л в зависимости от категории водоема;

b – содержание взвешенных веществ в воде водного объекта до сброса сточных вод (фоновая концентрация по взвешенным веществам), мг/л;

γ – коэффициент смешения, определяемый по ;

q– расход сточных вод, м3/сут;

Q– расход реки при 95% обеспеченности, м3/сут.

1. Допустимая концентрация по БПК_полн в сточных водах, сбрасываемых в водный объект:

, мг/л (3.3)

где k– осредненное значение коэффициента неконсервативности органических веществ, обусловливающих БПК_полн фона и сточных вод, 1/сут; для БПК_полн следует принимать по Приложению А;

L_пдк–предельно-допустимая концентрация по БПК_полн в воде водного объекта, мг/л;

L_см– БПК_полн, обусловленная органическими веществами, смываемыми в водный объект атмосферными осадками с площади водосбора на участке пути перед контрольным створом длиной 0,5 суточного пробега, мг/л:

— для равнинных рек, протекающих по территории, почва которой не слишком богата органическими веществами – 1,7 – 2 мг/л;

— для рек болотного питания или протекающих по территории с которой смывается повышенное количество органических веществ – 2,3 –2,5 мг/л;

— если расстояние от выпуска сточных вод до контрольного створа меньше 0,5 суточного пробега – принимается равной нулю.

L_ф– фоновая концентрация БПК_полн в воде водного объекта, мг/л (по заданию);

t– время добегания от места выпуска сточных вод до расчетного створа, сут;

n– кратность общего разбавления в водотоке, определяемая по .

1. Допустимая концентрация по нефтепродуктам, СПАВ, азоту и другим веществам в сточных водах, сбрасываемых в водный объект, определяется по формуле:

, мг/л (3.4)

где — коэффициент неконсервативности данного вещества, показывающий скорость потребления кислорода, зависящий от характера органических веществ, 1/сут; принимается в зависимости от вещества (Приложение А ).

С_пдк–предельно-допустимая концентрация данного вещества в воде водного объекта, мг/л;

С_ф– фоновая концентрация данного вещества в воде водного объекта, мг/л (по заданию);

1. Допустимая концентрация по различным загрязнениям в сточных водах, без учета коэффициентов неконсервативности, определяется по формуле:

(3.5)

По результатам расчета необходимо заполнить таблицу, пример — таблица 3.1, где С_вх – средняя концентрация загрязнения после усреднителя в поступающих на очистку стоках, а С_вых – расчетная максимально-допустимая концентрация на выходе их после очистки.

Таблица 3.1 – Пример расчета допустимых концентраций загрязняющих веществ

Показатель	Свх	Сф	Спдк	Сндс (max)	Свых
Взвешенные вещества	300	10	10,25	45	15*
Нефтепродукты	50	0,01	0,05	11,5	0,05**
Медь	4,5	0,002	0,001	-108	0,001***
Железо (II)	28	0,2	0,5	0,8	0,8****

* По взвешенным веществам концентрации С_ндс получилось равным на много больше, чем С_пдк и С_ф , поэтому можно принять расчетную концентрацию С_вых на выходе из ЛОС равной 15 мг/л, что соответствует уровню используемого технологического процесса.

** По нефтепродуктам С_ндс также намного превышает С_пдк и С_ф , поэтому С_вых можно принять равным С_пдк или в соответствие с эффектами принятой технологии.

*** По ионам меди фоновая концентрация С_ф уже превышает С_пдк, т.е. водоем загрязнен, в этом случае на выходе принимаем С_вых=С_пдк.

**** По ионам железа принимаем выходную концентрацию, равную концентрации НДС: С_вых=С_ндс.

Требуемые эффекты очистки для любого вида загрязнения для ЛОС определяются по формуле:

(3.5)

Требуемый эффект очистки для любого вида загрязнения для отдельного сооружения считается аналогично, с учетом концентраций на входе и на выходе из сооружения (ориентировочные значения эффектов по различным веществам в таблицах В.4. и В.5., Приложения В).

Как проводится проверка качества сточных вод?

Проведение экспертизы требует определенных навыков и профессиональное оборудование

Оценка качества сточных вод – это важное мероприятие, где есть очень много тонкостей и этапов проверки. При этом изучается состав жидкости и выясняется соответствует ли он нормам, прописанным в официальных документах

Эту проверку следует проводить как на этапе строительства, проектирования водопровода, так и при покупке нового жилья. Главное требование к качеству сточных вод заключается в том, что жидкость не должна содержать вредные и опасные для здоровья человека элементы. А анализ дает представление о том, насколько вода соответствует нормам. При обнаружении отклонения следует выявить его причину, а также заняться ее устранением. Тут помощниками выступают различные фильтрующие и очистительные установки. Но их следует выбирать уже после того, как был проведен анализ. Все потому, что очистительные установки фильтруют определенные примеси и зная проблему можно заняться ее устранением. Также рекомендуется проводить повторный анализ после установки оборудования, чтобы проверить его эффективность. Контроль очистки сточных вод сразу же покажет правильный ли фильтр для воды был выбран и не следует ли его заменить.

Проведение анализов сточных вод в лаборатории чаще всего заключает в себе два этапа. Они направлены на более тщательное и качественное изучение состава жидкости. Таким образом вероятность упустить нарушения состава равна нулю. Методы контроля сточных вод включают в себя химическую и биологическую экспертизу жидкости.

• Химическая экспертиза проводится для того, чтобы выявить химический состав жидкости и обнаружить различные примеси. Это помогает при выборе водоочистительной установки, которая в дальнейшем будет отвечать за качество жидкости. Но так как жидкость находится в постоянном движении и человек непрерывно воздействует на окружающую среду результаты могут меняться. Поэтому следует проводить профилактические проверки. Только так можно постоянна быть в курсе состава жидкости, которая поступает в дом и того, насколько хорошо работает фильтрующее устройство. Проводя своевременные проверки, можно обезопасить здоровье себя и своих близких от вредного влияния жидкости.
• Биологическая экспертиза проводится раз в несколько лет. Данный вид исследования определяет содержание в жидкости различных бактерий и вирусов. Они способны вызывать серьезные инфекционные заболевания. Зараженная жидкость способна повлиять на здоровье человека даже при разовом употреблении. Ведь вирусы, которые содержатся в составе жидкости могут быть очень опасны и приводить даже к необратимым последствиям.

Следует сказать и об особых правилах, которых придерживаются, проводя количественный анализ сточных вод. Так жидкость следует набирать только в чистую тару, чтобы избежать попадания в нее различных примесей. Рекомендуется использовать тару из под минеральной воды без добавок. Для того, чтобы очистить тару ее следует промыть чистой проточной водой. Существуют и сроки, в течение которых вода должна быть доставлена в лабораторию. Все потому, что на жидкость может влиять даже солнечный свет и провоцировать там различные химические реакции. Также может просто появиться затхлость и такая вода не будет пригодна для качественного исследования.

Обращаясь в нашу независимую лабораторию «ЭкоТестЭкспресс» вы получите качественное исследование, подкрепленное официальными протоколами. Мы проводим не только анализы сточных вод в Москве, но и другие виды исследований. За 14 лет нашей работы мы успели зарекомендовать себя как одна из лучших лабораторий Москвы. Наша лаборатория оснащена новейшим оборудованием для проведения самых разных исследований. Доверяя всю работу профессиональным экспертам, вы можете быть уверены в результатах и качестве проверки.