Содержание: 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Общие данные. 

     Сточные воды - загрязнённые бытовыми отбросами и производственными отходами и удаляемые с территорий населённых мест и промышленных предприятий системами канализации. К сточным относят также воды, образующиеся в результате выпадения атмосферных осадков в пределах территорий населённых пунктов и промышленных объектов. Содержащиеся в сточных водах органические вещества, попадая в значительных количествах в водоёмы или скапливаясь в почве, могут быстро загнивать и ухудшать санитарное состояние водоёмов и атмосферы, способствуя распространению различных заболеваний. Поэтому вопросы очистки, обезвреживания и утилизации сточных вод являются неотъемлемой частью проблемы охраны природы, оздоровления окружающей человека среды и обеспечения санитарного благоустройства городов и др. населённых мест.

     Классификация и состав сточных вод в зависимости  от происхождения, состава и качественных характеристик загрязнений (примесей), сточные воды подразделяются на 3 основных категории:

1. бытовые (хозяйственно-фекальные),
2. производственные (промышленные),
3. атмосферные.

     К бытовым сточным водам относят  воды, удаляемые из туалетных комнат, ванн, душевых, кухонь, бань, прачечных, столовых, больниц. Они загрязнены в  основном физиологическими отбросами  и хозяйственно-бытовыми отходами. Производственными сточными водами являются воды, использованные в различных технологических процессах (например, для промывки сырья и готовой продукции, охлаждения тепловых агрегатов и т.п.), а также воды, откачиваемые на поверхность земли при добыче полезных ископаемых.

     Производственные  сточные воды ряда отраслей промышленности загрязнены главным образом отходами производства, в которых могут  находиться ядовитые вещества (например, синильная кислота, фенол, соединения мышьяка, анилин, соли меди, свинца, ртути и др.), а также вещества, содержащие радиоактивные элементы; некоторые отходы представляют определенную ценность (как вторичное сырьё). В зависимости от количества примесей производственные сточные воды. подразделяют на:

• загрязнённые, подвергаемые перед выпуском в водоём (или перед повторным использованием) предварительной очистке,
• условно чистые (слабо загрязнённые), выпускаемые в водоём (или вторично используемые в производстве) без обработки.

      Атмосферные сточные воды - дождевые и талые (образующиеся в результате таяния льда и снега) воды. По качественным характеристикам загрязнений к этой категории относят также воды от поливки улиц и зелёных насаждений. Атмосферные сточные воды, содержащие преимущественно минеральные загрязнения, менее опасны в санитарном отношении, чем бытовые и производственные сточные воды.

     Степень загрязнённости С. в. оценивается концентрацией  примесей, т. е. их массой в единице  объёма (в мг/л или г/м.3).

     Состав  бытовых С. в. более или менее  однообразен; концентрация загрязнений в них зависит от количества расходуемой (на одного жителя) водопроводной воды, т. е. от нормы водопотребления. Загрязнения бытовых С. в. обычно подразделяют на:

• нерастворимые, образующие крупные взвеси (в которых размеры частиц превышают 0,1 мм),
• суспензии, эмульсии и пены (в которых размеры частиц составляют от 0,1 мм до 0,1 мкм),
• коллоидные (с частицами размером от 0,1 мкм до 1 нм), растворимые (в виде молекулярно-дисперсных частиц размером менее 1 нм).

     Различают загрязнения бытовых сточных  вод:

• минеральные,
• органические,
• биологические.

     К минеральным загрязнениям относятся  песок, частицы шлака, глинистые  частицы, растворы минеральных солей, кислот, щелочей и многие др. вещества.

     Органические  загрязнения бывают растительного  и животного происхождения. К растительным относятся остатки растений, плодов, овощей, бумага, растительные масла и пр. Основной химический элемент растительных загрязнений - углерод. Загрязнениями животного происхождения являются физиологические выделения людей и животных, остатки тканей животных, клеевые вещества и пр. Они характеризуются значительным содержанием азота.

     К биологическим загрязнениям относятся  различные микроорганизмы, дрожжевые  и плесневые грибки, мелкие водоросли, бактерии, в том числе болезнетворные (возбудители брюшного тифа, паратифа, дизентерии, сибирской язвы и др.). Этот вид загрязнений свойствен не только бытовым сточным водам, но и некоторым видам производственных сточных вод, образующимся, например, на мясокомбинатах, бойнях, кожевенных заводах, биофабриках и т.п. По своему химическому составу они являются органическими загрязнениями, но их выделяют в отдельную группу ввиду санитарной опасности, создаваемой ими при попадании в водоёмы.

     В бытовых сточных водах минеральных веществ содержится около 42% (от общего количества загрязнений), органических - около 58%; осаждающиеся взвешенные вещества составляют 20%, суспензии - 20%, коллоиды - 10%, растворимые вещества - 50%. Количество бытовых сточных вод зависит в основном от нормы водоотведения, которая, в свою очередь, определяется степенью благоустройства зданий.

     Состав  и степень загрязнённости производственных сточных вод весьма разнообразны и зависят главным образом от характера производства и условий использования воды в технологических процессах.

     Количество атмосферных вод меняется в значительных пределах в зависимости от климатических условий, рельефа местности, характера застройки городов, вида покрытия дорог и др.

Нормы ПДК загрязняющих веществ в сточных  водах, сбрасываемых в городах в канализацию.

Способы и методы определения  содержания загрязняющих веществ в сточных  водах: 

1. Биохимическое потребление кислорода - измеряется прибором БПК - тестер.
2. Взвешенные вещества - определяется фильтрованием через мембранный фильтр. Стеклянный, кварцевый или фарфоровый, бумажный не рекомендуются из-за гигроскопичности.
3. Азот аммонийных солей - метод основан на взаимодействии иона аммония с реактивом Несслера, в результате образуются йодистый меркур - аммоний желтого цвета:

 

NH₃+2 (HgI₂ + 2 K) + 3 OH=3 HgI₂ + 7 KI + 3 H₂O.  

4. Сульфаты - метод основан на взаимодействии сульфат-оинов с хлоридом бария, в результате чего образуется нерастворимый осадок, который потом взвешивается.
5. Нитраты - метод основан на взаимодействии нитратов с сульфасалициловой кислотой с образованием при рН = 9,5-10,5 комплексного соединения желтого цвета. Измерения проводят при 440 нм.
6. Нефтепродукты определяются весовым методом, предварительно обрабатывая исследуемую воду хлороформом.
7. Хром - метод основан на взаимодействии хромат-ионов с дифенилкарбазидом. В результате реакции образуется соединение фиолетового цвета. Измерения проводят при λ=540 нм.
8. Медь - метод основан на взаимодействии ионов Cu²⁺ с диэтилдитиокарбонатом натрия в слабоаммиачном растворе с образованием диэтилдитиокарбонатом меди, окрашенного в желто-коричневый цвет.
9. Никель - метод основан на образовании комплексного соединения ионов никеля с диметилглиоксином, окрашенного в коричневато-красный цвет. Измерения проводят при λ=440 нм.
10. Цинк - метод основан ( при рН = 7.0 - 7.3 ) на соединении цинка с сульфарсазеном, окрашенного в желто-оранжевый цвет. Измерения проводят при λ = 490 нм.
11. Свинец - метод основан на соединении свинца с сульфарсазеном, окрашенного в желто-оранжевый цвет. Измерения проводят при λ=490 нм.
12. Фосфор - метод основан на взаимодействии молибденовокислого аммония с фосфатами. В качестве индикатора применяется раствор двухлористого олова. Измерения проводят на КФК - 2 при λ=690-720 нм.
13. Нитриты - метод основан на взаимодействии нитритов с реактивом Грисса с образованием комплексного соединения желтого цвета. Измерения проводят при λ=440 нм.
14. Железо - метод основан сульфасалициловая кислота или ее соли (натриевая ) образуют комплексные соединения с солями железа, причем в слабокислой среде сульфасалициловая кислота реагирует только с солями Fe⁺³ (окрашивание красное), а слабощелочной - с солями Fe⁺³ и Fe⁺² (желтое окрашивание).
15. Хлориды. При взаимодействии хлоридов с нитратом ртути (II), хлорид-ионы связываются в виде практически не диссоциированного хлорида ртути (II).

 

Hg⁺+2Cl^-=HgCl₂  

  Конец реакции определяют по появлению  розового окрашивания в момент добавления избытка раствора Hg(NO₃)₂ к исследуемому раствору, содержащему индикатор бромнитрозол.  

   Оптические  методы анализа. 

   Фотометрический анализ основан на измерении и  пропускании, поглощении или рассеяния  света определяемым веществом в  области ультрафиолетовых, видимых  и инфракрасных волн. Фотометрические методы подразделяются на визуальные, в которых наблюдения ведут глазом, и объективные, в которых наблюдение осуществляется физическими приборами, например, фотоэлементами, термоэлементами и болометрами. В зависимости от характера взаимодействия анализируемого вещества со световой энергией, способа ее измерения и типа ее используемого оптического измерительного прибора различают следующие методы.

   Спектрофотометрия — определение количества вещества по поглощению монохроматического света, измеряемого спектрофотометрами, например СФ - 4А.

   Фотоэлектроколориметрия —  определение количества вещества по поглощению полихроматического света, пропущенного светофильтром и измеряемого фотоэлементом в достаточно узких интервалах спектра, например на ФЭК - 57, ФЭК - М.

   Колориметрия —  визуальное определение концентрации вещества по интенсивности окраски раствора на простейших оптических приборах ( колориметр Дюбокса, фотометр Пульфриха). В фотоколориметрии и колориметрии измеряют интенсивность света, прошедшего через окрашенный раствор, цвет которого дополняет цвет поглощенного света.

   Tурбидиметрия —  определение концентрации по поглощению света взвешенными в жидкости частицами анализируемого вещества; степень мутности жидкости пропорционально концентрации.

   Нефелометрия — определение концентрации по интенсивности света, рассеянного (отраженного) взвешенными частицами мутной системы, например колоидного раствора, суспензии, эмульсии. Интенсивность светорассеяния пропорциональна концентрации взвешенных частиц. Турбидиметрические и нефелометрические измерения проводят на нефелометре НФМ со светофильтрами или на ФЭК - Н - 57.

   Флуорометрия — определение количества вещества по интенсивности флуоросценции, возникающей при облучении анализируемого вещества УФ лучами и пропорциональной его концентрации. Определяют на флуорометрах  ФМ-1, ФМ-2 со ртутными кварцевыми лампами ДРС-50.