КАНАЛИЗАЦИЯ

БИОХИМИЧЕСКАЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ПОТРЕБНОСТЬ В КИСЛОРОДЕ

Степень загрязненности как сточных вод, так и вод водоемов орга­ническими веществами, содержащимися в растворенном виде и в виде неоседающих взвешенных и коллоидных частиц, может быть определена по содержанию кислорода, потребляемого на биохимическое окисление этих веществ в процессе жизнедеятельности аэробных бактерий. Вели­чина эта носит название биохимической потребности в кислороде, обо­значается БПК и численно выражается концентрацией кислорода в мг/л или г/м3. В некоторых случаях приходится исчислять суммарную био­химическую потребность в кислороде для всей массы органических за­грязнений, сбрасываемых в водоем со сточными водами.

12—U

БПК определяют в зависимости от назначения анализа как в пред­варительно отстоенной, так и в неотстоенной сточной воде при темпе­ратуре 20 °С. Таким образом, БПК показывает концентрацию кислоро­да, требуемого на окисление коллоидных и растворенных загрязнений, а также той части нерастворимых веществ, которые не задержаны в от­стойниках. Такой метод основан на том, что в очистных сооружениях, как видно будет ниже, окислительному процессу подвергаются только эти вещества; нерастворимые же осаждающиеся вещества выделяются в отстойниках. В бытовых водах эти вещества составляют приблизи­тельно Уз всех органических загрязнений.

Биохимическая потребность в кислороде определяется за 20 суток и обозначается БПК20; для многих видов сточных вод БПК20 равна БПКполн и принимается для расчета очистных сооружений. Биохимиче­ское потребление кислорода часто определяют за 5 дней (так называе­мая пятисуточная проба БПКб), что соответственно указывается в ана­лизах. Определение БПКб рекомендуется как стандартное при эксплуа­тации очистных сооружений. Периодически определяют БПК за более длительные сроки до начала нитрификации, которая обычно наступает на 10—12-е сутки. Указанные сроки являются условными, так как ско­рость окисления зависит от вида окисляемых веществ и константы ско­рости потребления кислорода.

В бытовых и близких к ним по составу производственных сточных во­дах за первые сутки потребляется около 21% кислорода, за 5 суток — около 87,5%, за 20 суток (БПКполн) — почти 100% кислорода, необхо­димого для окисления. Это согласуется с уравнением (4.8), описываю­щим процесс потребления кислорода при биохимическом окислении ор­ганических веществ и среднем значении константы скорости потребле­ния кислорода &i = 0,18.

При разных значениях k соотношение БПК5 и БПКполн будет раз­личным. Так, при значении константы ^j = 0,l БПК5 составляет только 68,4% полной биохимической потребности в кислороде.

При Проектировании очистных сооружений определение БПКполн сточных вод следует считать обязательным. Для отстоенных сточных вод при отсутствии экспериментальных данных с достаточной точностью можно Принимать коэффициент пересчета с БПКб на БПКполн рав­ным 1,5.

Полная величина БПК, или БПК20, для отстоенной бытовой воды со­ставляет 40—50 г кислорода на одного человека в сутки.

Концентрация всех загрязнений, в том числе и органических, как от­мечалось выше, с увеличением нормы водоотведения уменьшается. Сле­довательно, БПК (La) бытовых сточных вод может быть определена в зависимости от нормы водоотведения <7, л/сутки, на одного человека по формуле

La = A-Mtq, (4.13)

Где а — БПК20, приходящаяся на одного человека, г/сутки.

В табл. 4.4 приведены значения БПК20 бытовых вод при различных нормах водоотведения.

Однако проведенные исследования (Дзядзио, Н. А. Базякиной) по­казали, что даже БПК20 не в полной мере определяет общую массу ор­ганических веществ, содержащихся в сточных водах, так как не учиты­ваются органическое вещество, идущее на прирост бактерий, и стойкие органические вещества, не затрагиваемые биохимическим процессом.

Для более полной оценки содержания органических веществ в сточ­ной воде, особенно если она представляет собой смесь бытовых и про­изводственных вод, в последнее время определяют (кроме БПК) хими­ческое потребление кислорода (ХПК). Значение ХПК определяют при нагревании органических соединений с химически чистой концентриро­ванной серной кислотой, к которой прибавляют йодат калия или соли хромовой кислоты, отдающие свой кислород на окисление. Для быто­вых сточных вод БПК20 составляет 86% ХПК; однако многие производ­ственные воды имеют ХПК, превышающую БПК20 на 50% и более.