6. Окислительные свойства сточных вод, мг/дм3
| Показатель | Сезон года | ПДК | |||
| Зима | Весна | Лето | Осень | ||
| БПКполн | 4, 8±0, 05 | 29, 1±0, 9 | 52, 7±3, 6 | 4, 9±0, 03 | 6, 0 |
Из данных таблицы 6 видно, что зимой и осенью биохимическое потребление кислорода было в пределах допустимых величин. Однако весной оно возрастало по сравнению с этими значениями в 6, 1 раза и превышало допустимое значение в 4, 8 раза. Летом БПК продолжало расти, что составило 52, 7 мг/дм3. Данное значение было максимальным за весь период исследований, оно превысило ПДК в 8, 8 раза. Это свидетельствует о высоком содержании в сточных водах углеродсодержащей органики, окисляющейся биологическим способом и выполняющей роль активного субстрата для микроорганизмов.
Бытовые и промышленные сточные воды являются одним из источников поступления тяжелых металлов в природные водоемы. Все промышленные примеси, присутствующие в сточных водах, в той или иной мере неблагоприятно воздействуют на нормальное функционирование и жизнеспособность активного ила. Особую проблему представляют токсичные (ядовитые) сточные воды, убивающие активный ил. Сточные воды содержат большое количество разнообразных токсикантов, из которых можно выделить два основных типа: ксенобиотики (органические токсины) и тяжелые металлы.
Тяжелые металлы извлекаются из сточных вод при биологической очистке путем их активной сорбции илом. Данные по содержанию тяжелых металлов в сточных водах, поступающих на очистные сооружения, приведены в таблице 7.
7. Содержание тяжелых металлов в сточных водах, мг/дм3
| Показатель | Сезон года | ПДК | |||
| Зима | Весна | Лето | Осень | ||
| Железо общее | 0, 120±0, 020 | 0, 190±0, 010 | 0, 350±0, 010 | 0, 270±0, 010 | 0, 100 |
| Никель | 0, 017±0, 001 | 0, 018±0, 001 | 0, 018±0, 001 | 0, 017±0, 001 | 0, 010 |
| Хром | 0, 08±0, 001 | 0, 09±0, 002 | 0, 09±0, 001 | 0, 08±0, 001 | 0, 070 |
Анализ результатов исследований показал, что содержание тяжелых металлов во все периоды года превышает ПДК: по железу общему – в 1, 2 – 3, 5 раза, по никелю – 1, 7 – 1, 8 раза, по хрому – на 35 % весной и летом, зимой и осенью - на 18 %.
Тяжелые металлы - наиболее распространенная группа токсичных трудноокисляемых загрязнений, присутствующих в сточных водах. В неочищенных сточных водах металлы представлены разнообразными химическими соединениями во взвешенной, коллоидной, растворенной и нерастворенной формах. Некоторые из солей тяжелых металлов, например, меди, цинка, трехвалентного хрома в щелочной среде выпадают в осадок. Другие, гидролизуясь, значительно подкисляют сточные воды. Как правило, тяжелые металлы и их соли действуют на активный ил как токсиканты, угнетая его окислительную способность. Они вызывают денатурацию ферментов активного ила, это ингибирует их активность и нарушает проницаемость мембран у организмов ила, что приводит к его гибели .
В процессе биохимической очистки часть ионов тяжелых металлов аккумулируется илом. При этом происходит образование комплексов ионов с белком активного ила, следствием чего является, с одной стороны, накопление соединений металлов в осадках, а с другой - снижение качества очистки сточных вод, так как сорбированные металлы концентрируются в активном иле и с возвратным илом неоднократно попадают в аэротенк, где значительная часть подаваемого кислорода воздуха затрачивается не на эффективное биологическое окисление загрязнений, а на восстановление свойств активного ила после токсического повреждающего воздействия. Тяжелые металлы ингибируют активный ил при концентрациях 1-5 мг/дм3.
Степень удаления тяжелых металлов в процессе биологической очистки на очистных сооружениях зависит от природы металла, его начальной концентрации в неочищенных сточных водах, дозы ила, времени контакта сточных вод с илом и эффективности сорбции соединений металлов, в которой активно участвует все тот же полисахаридный гель активного ила.
Таким образом, для предотвращения неудовлетворительной работы очистных сооружений и сохранения качества водоемов, принимающих сточные воды требуется на первом этапе в лабораториях очистных сооружений выполнять необходимые анализы по оценке поступающих сточных вод. Результаты этих анализов служат оперативной информацией для обеспечения стабильного и удовлетворительного качества очистки в условиях непрерывно изменяющегося состава поступающих сточных вод.
Характеристика очищенных сточных вод, поступающих в реку Сухона и оценка эффективности работы МУП «Водоканал» г. Тотьма
С целью оценки эффективности работы очистных сооружений г. Тотьма провели анализ качества очищенных сточных вод, сбрасываемых в реку Сухона, и полученные результаты сравнили с качественными показателями исходных сточных вод. Результаты исследований приведены в таблице 8.
По данным таблицы 8 видно, что по большинству определяемых показателей сточные воды после очистки также не соответствовали требованиям СанПиН, хотя и произошло некоторое улучшение их значений. Так, концентрации взвешенных, оседающих веществ, азота аммония, нитритов, нитратов, сульфатов, хлоридов, фосфатов, БПКполн, , железа общего, никеля и хрома в сточных водах после очистки снизились на 40, 42, 45, 38, 35, 16, 25, 31, 39, 10, 12, и 11% соответственно. Однако следует отметить, что значения этих показателей даже после очистки сточных вод превышали предельно допустимые: по взвешенным веществам – в 2, 11, оседающим веществам – в 2, 21 раз, нитритам – в 2, 25, фосфатам – 7, 4, БПК полн, - 2, 3, железу общему – в 2, никелю – в 1, 5, хрому – в 8, 6 раза. Прозрачность очищенных сточных вод была меньше нормативного значения на 0, 9 см, запах обнаруживался непосредственно и его интенсивность соответствовала 3 баллам при требуемых 2-х баллах. Цвет сточных вод после очистки был серым и обнаруживался в столбике воды глубиной 10 см, что не удовлетворяет требованиям к очищенным сточным водам. Температура, рН, концентрации нитратов, ионов аммония, сульфатов, хлоридов находились в пределах допустимых значений.
8. Показатели качества сточных вод, поступающих в реку Сухона
| Показатель | Стадия обработки | ПДК, норматив(СанПиН 2.1.5.980-00) | |
| До очистки | После очистки | ||
| Прозрачность, см | 5, 000±0, 320 | 9, 100±0, 130 | Не < 10 |
| Запах, балл | 5 | 3 | Не > 2(обнаруживаемый непосредственно) |
| Цвет | Серый (9 см) | Серый (10 см) | Не должен обнаруживаться в столбике 10 см |
| Температура, ˚С | 20, 250±1, 200 | 19, 300±1, 100 | 16, 000 – 23, 000 |
| рН | 7, 780±0, 100 | 6, 900±0, 300 | 6, 500 – 8, 500 |
| Взвешенные вещества, мг/дм3 | 36, 80±1, 500 | 22, 080±1, 700 | 10, 450 |
| Оседающие вещества, мг/дм3 | 25, 900±1, 900 | 15, 020±1, 800 | 6, 790 |
| Азот аммонийный, мг/дм3 | 0, 690±0, 010 | 0, 380±0, 010 | 0, 400 |
| Нитриты, мг/дм3 | 0, 280±0, 010 | 0, 180±0, 010 | 0, 080 |
| Нитраты, мг/дм3 | 16, 50±0, 800 | 10, 720±0, 500 | 40, 000 |
| Сульфаты, мг/дм3 | 182, 200±5, 100 | 153, 000±7, 800 | 500, 000 |
| Хлориды, мг/дм3 | 138, 40±6, 300 | 103, 80±8, 100 | 300, 0 |
| Фосфаты (по фосфору), мг/дм3 | 2, 140±0, 100 | 1, 480±0, 100 | 0, 200 |
| БПКполн, мг О2/дм3 | 22, 90±0, 300 | 14, 00±0, 300 | 6, 000 |
| Железо общее, мг/дм3 | 0, 230±0, 001 | 0, 20±0, 002 | 0, 100 |
| Никель, мг/дм3 | 0, 017±0, 001 | 0, 015±0, 001 | 0, 010 |
| Хром, мг/дм3 | 0, 085±0, 001 | 0, 076±0, 001 | 0, 070 |
В целом эффективность очистки сточных вод следует считать неудовлетворительной. Такое положение в значительной степени объясняется физической изношенностью технологического оборудования. Как следствие происходит значительный сброс неочищенных сточных вод в реку Сухона, что вызывает ухудшение качества воды.
Органолептические и гидрохимические показатели речной воды
Эффект очистки сточных вод наиболее быстро и просто оценивается по прозрачности очищенной воды, которая зависит от качества очистки, а также от наличия в воде мелких, не оседающих за два часа хлопьев активного ила и диспергированных бактерий. Прозрачность — наиболее оперативный, чутко реагирующий на нарушения, показатель качества очистки. Любые, даже незначительные, неблагоприятные изменения в составе сточных вод и в технологическом режиме их очистки приводят к диспергированию хлопьев ила, нарушению хлопьеобразования, а, следовательно, к уменьшению прозрачности очищенной воды.
Биологическая очистка сточных вод должна обеспечивать не менее 10 см прозрачности очищенной воды. При полной, удовлетворительной биологической очистке прозрачность составляет 30 и более сантиметров, причем при такой прозрачности все другие санитарные показатели загрязнения, как правило, соответствуют высокой степени очистки.
Исходя из выше изложенного, нами проведены исследования по определению прозрачности очищенной на очистных сооружениях канализации сточной воды до и после сброса ее в реку Сухона. Из данных, представленных в таблице 9, видно, что в весенний пepиoд прозрачность воды значительно уменьшается.
Причем, уменьшение прозрачности регистрируется в речной воде, как до сброса, так и после сброса сточной воды. Снижение прозрачности, вероятно, связано с тем, что весной с талыми водами в открытые водоемы попадает большое количество органических и минеральных примесей в твердом и коллоидном состоянии. После сброса очищенных сточных вод в реку уменьшалась прозрачность природных вод во все периоды исследований, весной интенсивность запаха превышала 2 балла (что не соответствует ПДК). В другие периоды сезонных изменений в запахе и цвете как до сброса, так и после сброса очищенных сточных вод не обнаружено. Однако окраска природной воды после сброса очищенных стоков была установлена в столбике воды меньшей глубины, чем до сброса, что также свидетельствует о загрязнении речной воды.