Природные источники воды настолько загрязнены, что без предварительной очистки с них пить нельзя. Органические вещества, содержащиеся в такой воде, негативно действуют на организм, из-за этого от них необходимо избавляться. Ежегодно разрабатываются новые технологии очистки, чтобы выбрать подходящую для определенного водоема, берутся специальные пробы. В их составе проверяются определенные показатели, основными из них выступают: ХПК и БПК 5.

Что такое ХПК

Стоки претерпевают окисление кислородом и подвержены процессу гидролиза, именно по ним и определяется степень загрязнения вод. Показателем химического потребления О2 является ХПК, а биологического – БПК.

Получается, что ХПК сточных вод это количество кислорода, необходимого для устранения вредных веществ в 1 литре жидкости. Если для очистки используются технологии, в которых для окисления применяются другие химические соединения, то необходимый их объем приравнивается к количеству кислорода. На западе аналогичным показателем выступает COD.

Показатель БПК не менее важен, его практически всегда применяют в совместно с ХПК.

Установили, что такое БПК – биохимическое потребление кислорода бактериями, которое потребовалось бактериям на разложение вредоносных органических частиц за определенный временной промежуток (от 5 до 20 суток).

Эти показатели очень важны для определения эффективности очистки каждого звена специальных сооружений для стоков.

Отличие ХПК от БПК

В расшифровке обоих показателей фигурирует потребление О2, но на этом их сходство заканчивается.

Химическое потребление кислорода может быть применимо и для другого соединения. Для измерения ХПК выделяют общий процент органических веществ в очистном водоеме или сооружении, пробы проводят не более 14 суток с применением окислителей.

БПК отвечает за биологическое потребление кислорода в определенном объеме стоков, при этом учитывается инкубационный период разных бактерий и анализ может проводиться на протяжении 20 суток.

Существует БПК полное и БПК 5, в последнем случае индекс говорит о том, что анализ производился в течение 5 суток, а не весь период. Но этого времени хватает для исследования стоков со средней степенью загрязнения. Пять суток достаточно, чтобы кислород начал взаимодействовать с большим количеством органических примесей (до 70%). При использовании полного показателя окисляется 100% кислорода.

Степень загрязнения водоема можно установить после проверки табличных данных, по ним видно соотношение ХПК и БПК.

Классы водоемов ХПК, мг О/дм3 БПК, мг О/дм3
Очень грязные >15 >10
Грязные 5-15 4-10
Загрязненные 4 3-3,9
Умеренно загрязненные 3 2-2,9
Чистые 2 1-1,9
Очень чистые 1 0,5-1
Указанные параметры получаются в результате разных по сути реакций: одна оценивает восстановительную активность химических веществ, а в другой – происходит биохимическое разложение органики.

Соотношение БПК в сточной воде к ХПК обусловлено составом взятой на пробу жидкости. Если биохимическое окисление происходит не в полной мере, то разница между этими показателями увеличивается. Она важна при подборе и разработке действенных способов очистки сточных вод.

Факторы, влияющие на показатели:

  • наличие в водоеме атмосферных осадков;
  • происходящие в стоках биохимические процессы;
  • сезонные явления;
  • разновидности сточных вод: промышленные, подземные, хозяйственные или поверхностные.

От перечисленных явлений зависит состав стоков и его способность взаимодействовать с кислородом. Выбор реактивов основывается на определении характеристик жидкости.

Методы определения ХПК

Интегральный показатель считается одним из самых значимых, его постоянно используют для контроля качества вод и стоков. Единицы его измерения выражаются в миллиметрах потребляемого кислорода на 1 литр жидкости (мгО/л).

Чтобы вычислить ХПК сточных вод применяется несколько методик.

Бихромный анализ

Этот способ применим для загрязненной воды, при его выполнении используют серную кислоту и бихромат калия. А чтобы прошла реакция применяют сульфат серебра, он ускоряет процесс окисления, при этом полностью исчезает в исследуемом образце. Добавленный в состав сульфат ртути удалит хлориды.

Установление ХПК в воде при бихромном анализе проводиться в следующей последовательности:

  • В отобранную жидкость вводиться бихромат калия и серная кислота, а также сульфат серебра в качестве катализатора.
  • Нейтрализация хлоридов.
  • Если присутствует много неорганических элементов, то полученные опытным путем значения могут отличаться от результатов, рассчитанных теоретически.

Перманганатный анализ

Исследуемый образец исследуется с помощью все той же серной кислоты, но она идет в содружестве с перманганатом калия. Этот способ применим для обычных исследований воды с небольшим содержанием примесей.

Методы определения БПК сточных вод

Чтобы избежать применения специального оборудования чаще всего исследование проводят в колбах.

Скляночный метод

БПК 5 вычисляется путем подсчета объема кислорода до инкубационного периода и после него. Лаборант выбирает 3 одинаковые колбы, наполняет их в равной степени исследуемым материалом. После нагревания жидкости, ее охлаждают до 20 градусов и насыщают кислородом, непрерывно взбалтывая в течение 60 секунд.

Вначале проверяют содержимое одной колбы и устанавливают количество О2 в нем, а остальные два ее аналога оставляют выстаиваться в течение 5 суток минимум. После завершения инкубационного времени составы 2 колба проверяются, и устанавливается среднее количество окислителя сразу в обеих, его пересчет ведется в литрах.

Кулонометрический способ

Он самый сложный из аппаратных видов. Объем кислорода, потребляемого микроорганизмами, компенсируется в ходе электролиза объемом воды, его расчет зависит от количества потраченного электричества.

Манометрический метод

При таком исследовании применяется аппарат Варбурга. Метод основан на снижении давления в трубе, которое происходит за счет потребления кислорода. Проба стоков помещается в герметичный ферментер, затем ее засевают микроорганизмами и в процессе их культивирования измеряют количество О2, которое было затрачено на окисление находящихся в воде соединений.

Стадии очистки стоков

Каждый этап технологии очищения снижает показатели загрязнения стоков. Количество стадий очистки зависит от степени загрязнения вод и их вида, иногда требуется до 30 узкопрофильных измерений. Все они имеют 4 важных этапов:

  1. Удаление масляных пленок, крупных загрязнений и мусора. На этом этапе очистка выполняется физико-механическим способом.
  2. Вторичная очистка сопровождается отделением взвешенных частиц, которые содержатся в растворенном виде. Применяются химические реагенты, которые обеззараживают весь взятый объем пробы.
  3. Сложный этап, во время которого происходит удаление загрязнений и мелких частиц, применяется абсорбция и другие не менее сложные мероприятия.
  4. После предыдущих очисток в сточных водах остается безопасный шлам и его фильтруют.

ХПК сточных вод ничего не может рассказать обычному пользователю, но для специалистов именно этот показатель помогает определить, насколько загрязнена вода в каждом водоеме и регионе. Правильно определенное химическое потребление кислорода дает возможность выбрать эффективную методику очистки стоков и водоемов.

Понравилась ли Вам статья?

Нажмите на звездочку =)

Средний рейтинг 0 / 5. Голосов: 0

Стань первым! Голосов еще нет.

Нам очень жаль, что статья вам не понравилась!

Помогите нам улучшить контент!

Подскажите, пожалуйста, как мы можем ее улучшить?