Химический состав бытовых сточных водах

Сточные воды — виды и состав

В этой статье расскажу о сточных водах. С точки зрения монтажа канализации в частном доме эта информация совершенно лишняя, но зато вы поймете, насколько эти воды опасны и как важно сделать канализацию правильно. Во всяком случае, желание просто слить все на грядку или в канаву под домом исчезнет раз и навсегда.

Классификация сточных вод

Различают следующие основные виды сточных вод:

• бытовые – это как раз то, с чем сталкивается каждый домовладелец;
• производственные (промышленные) – воды, которые используются в технологическом процессе;
• атмосферные (дождевые) – воды, которые образуются при выпадении атмосферных осадков.

Производственные сточные воды

Это воды, которые используются в технологическом процессе и в результате становятся непригодными для дальнейшего использования без предварительной очистки. Состав и свойства сточных вод промышленных предприятий могут быть разными. Например, если вода использовалась для мойки сахарной свеклы на сахарном заводе, ее можно считать условно чистой и сливать в водоем без предварительной очистки. Зато вода, используемая в атомной промышленности, может вообще не подлежать очистке. Ее надо просто хранить в ядерных могильниках. Впрочем, это все не о проблемах частного дома.

Бытовые сточные воды

• собственно хозяйственные сточные воды – вода, которая используется для мытья, стирки и т.п. Такие воды называют также серыми;
• фекальные сточные воды – стоки из туалетных комнат. Такие воды называют черными.

Примеси, которые загрязняют сточные воды, могут быть минеральными, органическими и биологическими:

• минеральные примеси – песок, глина, растворенные соли, минеральные кислоты, щелочи и ит.п. Порядка 30% от общей массы загрязняющих бытовые стоки примесей приходится на минералы. В общем и целом это неопасное загрязнение;
• органические примеси – загрязнения растительного, животного и бактериального происхождения. Органика может быть самой разной по составу и своему воздействию на организм. Впрочем, ядовитая органика в бытовых сточных водах встречается редко. По массе органика составляет примерно 60…70% от общей массы примесей. Благодаря этим примесям химический состав сточных вод очень разнообразен — там есть органические кислоты, соли, жиры, белки, углеводы, смолы разного происхождения, остатки синтетических органополимеров и многое другое;
• биологические примеси – вирусы, бактерии, грибы и т.п. Питаются органикой и тихонько размножаются. По крайней мере, выживают. Их доля в общем объеме загрязнений мизерна, но именно они и представляют главную проблему.

Таблица. Химический состав бытовых сточных вод согласно МЕТОДИЧЕСКИМ РЕКОМЕНДАЦИЯМ ПО РАСЧЕТУ КОЛИЧЕСТВА И КАЧЕСТВА ПРИНИМАЕМЫХ СТОЧНЫХ ВОД И ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В СИСТЕМЫ КАНАЛИЗАЦИИ НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ

1 Взвешенные вещества 110 2 Полное биологическое потребление кислорода 180 3 ХПК 250 4 Жиры 40 5 Азот аммонийный 18 6 Хлориды 45 7 Сульфаты 40 8 Сухой остаток 300 9 Нефтепродукты 1,0 10 СПАВ (анионные) 2,5 11 Фенолы 0,005 12 Железо общее 2,2 13 Медь 0,02 14 Никель 0,005 15 Цинк 0,1 16 Хром (+3) 0,003 17 Хром (+6) 0,0003 18 Свинец 0,004 19 Кадмий 0,0002 20 Ртуть 0,0001 21 Алюминий 0,5 22 Марганец 0,1 23 Фториды 0,08 24 Фосфор фосфатов 2,0

Особенно опасны «черные» стоки. Черные сточные воды составляют порядка 25% от общего объема хозяйственных сточных вод, но они гораздо сильнее загрязнены органическими и биологическими примесями. Так, на эти воды приходится больше половины от общей массы фосфора, порядка 80% азотсодержащих (в том числе и мочевина) соединений и практически все фекальные бактерии. В сущности, именно они и представляют главную опасность. Доказано веками: как только в населенном пункте появляется хоть какая-то канализация – смертность от инфекционных заболеваний (особенно кишечных) резко идет на спад. Сальмонелла, кишечная палочка, возбудители холеры, брюшного тифа, дизентерии, ботулизма – вся эта радость водится в фекальных сточных водах в изобилии.

В таком составе сточные воды потенциально опасны. Биологические и органические примеси не должны попасть в почву или водоем. Если ваша канализация подключена к городской, очистка бытовых сточных вод – проблема коммунальщиков. Если подключения нет, обязанность очищать (либо вывозить для очистки на городские очистные станции) лежит на вас. Именно для этого и создаются септики, станции биологической очистки и т.п.

Атмосферные сточные воды

Атмосферные сточные воды — это дождевые и талые воды, а также воды, которые образуются при поливе улиц и дорожек. Самый безобидный вид: химический состав сточных вод из атмосферы обычно беден, а основными примесями являются минеральные (песок и глина), которые смываются стекающими водами. Их можно отводить в водоем или сточную канаву без очистки. Ливневые сточные воды отводятся при помощи ливневой канализации.

Источник

Состав хозяйственно-бытовых сточных вод и методы их очистки

Хозяйственно-бытовые сточные воды — это сточные воды, которые образуются вследствие бытовой жизнедеятельности человека — их источник ванные комнаты, кухонные смесители, туалеты, расположенные в жилых и административных зданиях.

По своему составу хоз-бытовые канализационные стоки примерно одинаковы, вне зависимости от региона, климата, времени года, условий проживания, и культурных особенностей жителей.

Таблица основных загрязняющих веществ, которые содержатся в хоз-бытовых стоках

№ п/п	Наименование	Концентрация, мг/л
1	Взвешенные вещества	110
2	БПК полн.	180
3	ХПК	250
4	Жиры	40
5	Азот аммонийный	18
6	Нефтепродукты	1,0
7	СПАВ (анионные)	2,5
8	Фосфаты	2,0

БПК — биохимическое потребление кислорода

Одним из основных показателей загрязненности сточных вод является БПК — биохимическое потребление кислорода. БПК — это количество растворенного кислорода, которое требуется для окисления органических веществ (ОВ) которые содержатся в воде.

В водных объектах содержатся органические вещества, которые разрушаются микроорганизмами, подвергаясь биохимическому окислению. Во время процесса окисления потребляется растворенный в воде кислород. Неочищенные канализационные стоки, в которых содержится большое количество органических веществ, попадая в водоем, изменяют его микрофлору, увеличивая содержание ОВ.

Чем больше ОВ в водоеме, тем больше потребляется кислорода для их окисления, иным видам кислорода становится недостаточно. Появляются организмы устойчивые к низкому содержанию растворенного кислорода, постепенно вытесняя кислородолюбивые виды.

Взвешенные вещества

Взвешенные вещества (ВВ) это нерастворенные частицы, содержащиеся в сточных водах, которые задерживаются на бумажном фильтре, они бывают минерального и органического происхождения. В зависимости от размеров частиц и их веса, взвешенные вещества могут осаждаться на дно, всплывать на поверхность воды и находиться во взвешенном состоянии.

Очистка сточных вод от механических ВВ, производится путем отстаивания, они оседают на дно отстойника по прошествии не менее двух часов. Очистка от органических ВВ производится биологическим методом в аэротэнках и биореакторах.

Химическое потребление кислорода (ХПК)

ХПК отличается от БПК тем, что указывает количество содержащихся в воде органических веществ, исходя из объема потраченного химически связанного кислорода на их полное окисление. Этот вид измерения является общим показателем уровня загрязнения сточных вод.

Объем ХПК всегда больше чем БПК, потому-что химическому окислению подвержено больше элементов.

Жиры и нефтепродукты

Жиры и нефтепродукты, засоряют канализационные трубы, а также создают пленку на поверхности воды, которая не пропускает кислород, из-за чего нарушается аэрация водоемов. Содержащиеся в сточных водах жиры, отделяются от общей массы воды в процессе отстаивания и всплывают на поверхность.

Азот аммонийный

Белковые вещества в организме человека, во время обмена веществ вырабатывают мочевину, которая под воздействием гнилостных бактерий содержащихся в сточных водах, подвергается гидролизу, и образует аммонийный азот. В этом виде азот содержится в сточных водах, в процессе разложения может выделять аммиак. Аммиачный газ, в концентрации выше 4 мг/л, смертельно опасен для некоторых видов рыб.

Для удаления азота аммонийных солей из хоз-бытовых стоков, применяется метод нитрификации, этот процесс происходит в аэробном реакторе, при помощи аэробных нитрифицирующих бактерий, в результате их воздействия происходит окисление аммонийного азота и образуются соли азотистой кислоты — нитриты, во время дальнейшего окисления, образуются соли азотной кислоты — нитраты.

После необходимо провести процесс денитрификации, который тоже производится микроорганизмами — органотрофами. Для этого производят рециркуляцию сточных вод, возвращают очищенные в аэротэнке стоки в камеру — денитрификатор, которая является самой первой в этапе биологической очистки, там они смешиваются со стоками поступающими на очистку, в которых содержатся органические вещества необходимые денитрификаторам.

Фосфаты (фосфор)

Большое количество фосфора в водоемах вызывает их эвтрофикацию — увеличение количества биогенных элементов в воде. Следствие эвтрофикации водоема — ускоренное размножение водорослей, это приводит к цветению воды, появлению в её составе цианобактерий — сине—зеленых водорослей, выделяющих токсины в период цветения, которые вызывают отравление у людей и животных, а также являются причиной дефицита кислорода и замора рыб.

Биологическая очистка сточных вод от фосфора заключается в помещении фосфоропоглащающих бактерий в анаэробую зону, где они испытывают стресс, после этого, в аэробном реакторе, бактерии начинают с высокой интенсивностью поглощать соединения фосфора содержащиеся в сточных водах.

К сожалению, биологическая очистка не в состоянии удалить фосфор из сточных вод до приемлемых концентраций, поэтом вкупе с биологическим методом, применяются физико-химические и химические методы удаления фосфора

АПАВ — анионоактивные поверхностно-активные вещества

Общее название — СПАВ (синтетические поверхностно активные вещества). Не вдаваясь в терминологию, это вещества, которые обладают высокой способностью к пенообразованию в воде. Также они обладают хорошими моющими качествами. В виду своей низкой стоимости, эти вещества повсеместно используются для производства бытовых моющих средств.

В водоемах ПАВ могут находиться в растворенном и сорбированном состоянии, а также в виде пленки на поверхности воды. СПАВ ухудшают кислородный режим водного объекта, эти вещества очень медленно разлагаются и поэтому сохраняются в воде надолго, постепенно накапливаясь, их концентрация в воде увеличивается. При концентрации от 5 до 15 мг/л, у рыб пропадает слизистый покров, могут кровоточить жабры. Поверхностно-активные вещества негативно сказываются на природной способности водоемов к самоочищению.

Поскольку ПАВ это органические вещества, то они подвержены окислению, под воздействием аэробных микроорганизмов содержащихся в активном иле. Этот процесс происходит в аэротенках. При большой концентрации ПАВ в сточных водах, поступающих на очистные сооружения, свыше 15 мг/л, начинается активное пенообразование, ухудшается качество очистки сточных вод, начинается процесс деградации активного ила. При содержании ПАВ свыше 20 мг/л, активный ил начинает отмирать.

Бактериальное загрязнение сточных вод

Общие колиформные бактерии — кишечные палочки, живущие и размножающиеся в нижнем отделе пищеварительного тракта человека и большинства животных, группа бактерий по которым определяют уровень микробиологического загрязнения воды. Сами по себе не являются болезнетворными, но служат маркером того, что вода загрязнена указанными микроорганизмами, а значит в ней могут содержаться и болезнетворные бактерии.

Обеззараживание сточных вод от бактерий осуществляется при помощи ультрафиолетового излучения.

Заключение

Неочищенные хозяйственно-бытовые сточные воды представляют большую опасность для водоемов, загрязняющие вещества которые в них содержатся, приводят к недостатку кислорода в воде и цветению водоемов, изменяют состав микрофлоры, что приводит к тому, что водоем теряет способность к самоочищению. Некоторые вещества, при большой концентрации в воде, смертельно опасны для человека, животных, рыб, ракообразных и моллюсков.

Современные методы очистки хоз-бытовых стоков позволяют сократить концентрацию содержащихся в них веществ до состояния, когда они не будут представлять опасность для окружающей среды. На локальных объектах применяются следующие методы очистки сточных вод:

• Механическая — процесс отстаивания сточных вод, во время которого вещества оседают на дно под воздействием собственного веса;
• Биологическая — процесс, при котором происходит окисление органических веществ, он производится в специальных камерах очистного сооружения — аэротенки, биофильтры, аэробные и анаэробные реакторы. В процессе участвуют аэробные и анаэробные микроорганизмы, первым для жизни необходим кислород, вторым нет;
• Обеззараживание — процесс во время, которого убиваются бактерии и вирусы, содержащиеся в сточных водах. Преимущество УФ обеззараживания перед хлорным методом в том, что ультрафиолет действует только на микроорганизмы, не изменяя химический состав воды. Хлор, полностью не выводится в процессе обеззараживания, и его содержание в воде опасно для флоры водоема.

При составлении данного материала использовались следующие источники:

1. С. В. Яковлев, Канализация учебник для вузов. Издание № 5;
2. Е. О. Петухова / О. И. Ручкинова, Дефосфотация сточных вод;
3. А. Г. Муравьев, Руководство по определению показателей качества воды полевыми методами;
4. Волкова Г.А., Сторожук Н.Ю., Методы очистки сточных вод, содержащих синтетические поверхностно-активные вещества

Часы работы: Понедельник-Воскресенье с 09:00 до 20:00

350005 , Краснодар , ул. Российская, 484/1

Тел.: +7(861) 238-84-80, +7(918) 400-34-17, +7(928) 283-79-23

8 800 201-81-85 для звонков из других регионов

Источник