Оцінка якості очищення стічних вод

Міністерство освіти Російської Федерації

Дипломна робота

на тему:

«Оцінка якості очищення стічних вод»

Виконав:

студент 5 курсу Астепкін Р.Є.

Челябінськ - 2006 р

Введення

Вода - найпоширеніша неорганічну сполуку на нашій планеті. Це найцінніший природний ресурс. Вона грає виключно важливу роль у процесах обміну речовин, що складають основу життя. Величезне значення вода має в промисловому й сільськогосподарському виробництвах. Загальновідома необхідність її для побутових потреб. Вода входить до складу організму людини, всіх рослин і тварин. Для багатьох живих істот вона служить середовищем існування.

Вода - неодмінний агент фотосинтезу. Вона має високу діелектричну проникність, завдяки чому приєднує і утримує майже всі речовини. Це відмітний теплоносій і охолоджувач. Вода має таку унікальну якістю, як велике поверхневий натяг, внаслідок чого здатна підніматися по капілярах у грунті.

Здійснюючи кругообіг в природі, вода бере участь у формуванні поверхні Землі. Вона руйнує, розчиняє і транспортує неорганічні речовини, сприяє відкладенню осадових порід і утворення грунту.

Вода має суттєвий вплив на клімат і погоду, тому що має високу теплоємність і низьку теплопровідність. Акумулюючи сонячне тепло, вона при великих скупченнях вирівнює річні і добові коливання температури.

У світі на одну людину щороку витрачається в середньому 30 м3 води, з них 1 м3 для пиття. У деяких країнах на одну людину припадає всього 2 м3 води на рік. Тут вона є одним із самих дорогих ресурсів. У нашій країні в дрібних населених пунктах споживання води не перевищує 30 л на добу на 1 людину, в деяких районах - навіть 5-6 л. У житлах з каналізацією та водопроводом воно досягає 200 л / добу, а в будинках, обладнаних гарячим водопостачанням, - ще вище.

Водне середовище, водойми в залежності від санітарного стану можуть бути місцями розвитку організмів, які по-різному пристосовані до рівня забруднення і процесів, що відбуваються в цих умовах.

Річкова вода більш-менш постійного складу, однак, під час весняних паводків, зливових дощів в результаті великого стоку вода робиться каламутною, у ній нерідко з'являються хімічні речовини, використовувані для добрива. Якість залежить від сезону року, а так же місцевості, у якій протікають річки.

Солоні води складають 94,2% усіх водних ресурсів Землі. Вони займають понад 70% поверхні земної кулі, але використовуються недостатньо. Запаси ж прісної води на Землі незначні: з урахуванням частини підземних вод їх близько 30 млн км3. Причому більша частина цієї води (97%) припадає не льодовики Антарктиди, Гренландії, полярних островів і гір. Якби весь лід розподілити рівномірно по поверхні Землі, то утворився б шар товщиною 53 м.

Мета роботи - оцінити якість очищення стічних вод МУП «Водоканал» м. Тотьма.

Завдання:

• Дослідити якісний і кількісний склад стічних вод, що надходять на очищення, і скидаються у водойму.

• Визначити якісні показники річки Сухона у зв'язку зі спуском у неї стічних вод м. Тотьма.

1. Літературні відомості

Санітарно - гігієнічне значення води

Вода є основним компонентом якій живій тканині. Вода в організмі знаходиться в трьох рідинних фазах: внутрішньоклітинної, позаклітинної, трансцеллюлярной. Вміст води в різних тканинах і секретах коливається в дуже широких межах: у скелеті-22%, в печінці, м'язах, мозку, серце, шкірі і сполучної тканини 70-80%, в плазмі крові 90%, в поті, слині 99,5 %. Таким чином, вода є основною складовою частиною багатьох тканин та секретів організму.

Обмін речовин тісно пов'язаний з водою. Вона є розчинником для більшості сполук і служить середовищем, у якій протікають всі реакції обміну речовин. Основні процеси, пов'язані з обміном речовин (асиміляція, дисиміляція, дифузія, осмос, резорбція, фільтрація та інші), протікають лише у водних розчинах органічних та неорганічних речовин. У водному середовищі здійснюються травлення і засвоєння їжі в шлунково-кишковому тракті, транспортування поживних речовин до різних тканин. Вода є безпосереднім учасником процесів окислення, гідролізу та інших реакцій обміну. Вона необхідна для виведення різних шкідливих речовин, що утворюються в результаті обміну. У зв'язку з цим при недостатньому надходженні води виникає інтоксикація організму. Випаровуючись із поверхні шкірних покривів і дихальних шляхів, вона відіграє важливу роль у процесах терморегуляції організму.

Вода бере участь в обміні речовин, безперервно виділяється з організму через нирки, легені, кишечник і шкіру (готові залози).

При дефіциті води настає розлад багатьох фізіологічних функцій організму: порушується обмін речовин, зростає кількість молочної кислоти, в тканинах знижуються окислювальні процеси, збільшується в'язкість крові, підвищується температура тіла, частішає дихання і різко знижується апетит.

Вода в організмі виконує механічну роль, полегшуючи ковзання тертьових поверхонь (суглоби, зв'язки, серозні та слизові покриви.

Забруднення поверхневих вод

Поверхневі водні системи - струмки, річки, озера, ставки - забруднюються в основному побутовими промстоками. На чистоту поверхневих вод у сільській місцевості впливають стоки, змиваючі з полів, отрутохімікати, добрива, а часто побутове сміття та гній із сіл і ферм. Якість води більшості водних об'єктів не відповідає нормативним вимогам. Багаторічні спостереження за динамікою якості поверхневих вод виявляють тенденцію збільшення числа створів з високим рівнем забрудненості (більше 10 ГДК) і числа випадків екстремально високого вмісту (Понад 100 ГДК) забруднюючих речовин у водних об'єктах.

Стан водних джерел та систем централізованого водопостачання не може гарантувати необхідної якості питної води, а в ряді регіонів (Південний Урал, Кузбас, деякі території Півночі) це стан досяг небезпечного рівня для здоров'я людини. Служби санітарно-епідеміологічного нагляду постійно відзначають високий рівень забруднення поверхневих вод.

Близько 1 / 3 всієї маси забруднюючих речовин вноситься до вододжерела з поверхневими й зливовими стоками з території санітарно невпорядкованих населених місць, сільськогосподарських об'єктів і угідь, що впливає на сезонне, у період весняного паводку, погіршення якості питної води. У зв'язку з цим проводиться гіперхлорування питної води, що, однак небезпечно для здоров'я населення у зв'язку з утворенням хлорорганічних сполук. Найбільш поширеними забруднюючими речовинами поверхневих вод залишаються нафтопродукти, феноли, легкоокислюваних органічні речовини, сполуки металів, амонійний та нітридних азот. Основним джерелом забруднення є стічні води різних виробництв, підприємств сільського та комунального господарства, поверхневий стік.

Через нестабільну роботи більшості підприємств, їх важкого фінансового становища, а також незадовільного бюджетного фінансування виконання водоохоронних заходів у країні ведеться вкрай низькими темпами.

Неблагополучний стан малих річок, особливо в зонах великих промислових центрів, через надходження в них з поверхневим стоком і стічними водами великих кількостей забруднюючих речовин. Значний збиток малим рікам наноситься в господарській діяльності через порушення режиму господарської діяльності у водоохоронних зонах і попадання у водотоки органічних і мінеральних забруднення, а також змиву грунту в результаті водної ерозії.

Величезна кількість забруднюючих речовин вноситься в поверхневі води зі стічними водами підприємств чорної і кольорової металургії, хімічної, нафтохімічної, нафтової, газової, вугільної, лісової і целюлозно-паперової промисловості, підприємств сільського та комунального господарства, поверхневим стоком з прилеглих територій. Істотний вплив роблять сільськогосподарські угіддя, а так само пасовища і тваринницькі ферми.

Розміри побутових міських стоків, подібно промисловості, що скидаються в каналізацію. Концентрація органічних речовин в цих відходах часто вище, ніж у побутових. Особливо багато стічних вод утворюється на бойнях, молочних фермах, пивоварних і винних заводах, кондитерських фабриках. За рахунок забруднення промисловими водами послаблюється життєдіяльність організмів. Стічні води промислових, шкіряних підприємств та текстильних фабрик не тільки отруюють воду але і витрачають міститься в ній кисень. Стічні води каменоломень роблять воду каламутною, в результаті погіршується проникнення світла, а у зв'язку з цим падає біологічна продукція кисню. Сучасний рівень очищення стічних вод такий, що навіть у водах, що пройшли біологічне очищення, вміст нітратів і фосфатів достатньо для інтенсивного евтрофування водойм.

Евтрофікація - збагачення водойми біогенами, стимулюючий зростання фітопланктону. Від цього вода каламутніє, гинуть бентосні рослини, скорочується концентрація розчиненого кисню, задихаються мешкають на глибині риби й молюски.

Під забрудненням водойм розуміють зниження їх біосферних функцій і екологічного значення внаслідок надходження в них шкідливих речовин. Забруднення вод виявляється в зміні фізичних і органолептичних властивостей, збільшення вміст сульфатів, хлоридів, нітратів, токсичних важких металів, скорочення розчиненого у воді кисню повітря, поява хвороботворних бактерій і інших забруднювачів

Росія володіє одним з найвищих водних потенціалів в світі. На кожного жителя Росії доводиться понад 30 000 м ³ / рік води. Проте в даний час з - за забруднення або засмічення близько 70% річок і озер Росії втратили свої якості питного водопостачання, в результаті близько половини населення споживають забруднену воду. Встановлено, що більше 400 видів речовин можуть призвести до забруднення вод.

У разі перевищення норми допустимої хоча б по одному з трьох показників шкідливості: санітарно - токсикологічному, загальносанітарного або органолептическому, вода вважається забрудненою.

Розрізняють природні і антропогенні джерела забруднення вод. Перші на відміну від других збалансовані процесами самоочищення вод за рахунок кругообігу речовин у природі. Цим механізмом природа користується протягом всієї історії існування біосфери. Антропогенні забруднення пов'язане з господарською діяльністю людини. Сюди відносять біологічний, хімічний та фізичний забруднення.

Біологічне забруднення викликається мікроорганізмами і здатними до бродіння органічними речовинами. Таке забруднення приводить до бактеріологічному зараженню (інфекційний гепатит, холера, тиф, дизентерія, кишкова інфекція). Тут виникає проблема гігієни.

Бактеріологічні показники питної води. Питна вода не повинна містити хвороботворних мікробів. Санітарним показником якості води за ГОСТ 2874 - є титр (колітітр) кишкової палички, тобто найменша кількість води, в якій виявляється одна кишкова паличка.

Для водопровідної води титр 300. це означає, що в 300 мл води допускається 1 кишкова паличка.

Визначається індекс кишкової палички (найменша кількість кишкових паличок в 1 л води). Для водопровідної води він повинен дорівнювати 3м. Велика кількість їх вказує на можливість попадання у воду хвороботворних мікробів, які викликають кишкове інфекційне захворювання.

Загальна кількість мікробів у воді так само служить показником її санітарної якості. В одному мл питної води за ГОСТ 2874-82 «вода питна допускається не більше 100 мікробів».

Джерелами забруднення органікою є харчові підприємства, молочні цукрові заводи, сироварні, тваринництво і т.д. Наприклад, один целюлозно-паперовий комбінат забруднює воду, що і місто з населенням 500 тис. чоловік. Хімічне забруднення природних вод являє собою зміну природних хімічних властивостей води за рахунок збільшення в ній шкідливих домішок як неорганічної (мінеральні солі, кислоти, луги, глиняні частки) так і органічної природи (нафта, нафтопродукти, ПАР, пестициди).

Органічне забруднення зазвичай оцінюється біохімічним споживанням кисню БПК 5,10,25 доби. Це, дозволяє визначити яке, кількість кисню потрібно організмам - деструкторів для повної мінералізації всього нестійкого органічної речовини, що міститься в 1л води протягом 5-10 або 25 діб.

Винесення в гідросферу органічної речовини оцінюється в 300-380 млн. т. Стічні води, що містять суспензії органічного походження або розчинена органічна речовина, згубно впливають на стан водойм. Осідаючи, суспензії заливають дно й затримують розвиток або повністю припиняють життєдіяльність донних мікроорганізмів, що беруть участь у процесі самоочищення вод. При гнитті донних опадів можуть утворюватися шкідливі сполуки й отруйні речовини, такі як сірководень, які призводять до повного забруднення води в річці. Наявність суспензій утрудняє також проникнення світла на глибину і уповільнює процеси фотосинтезу.

Значний обсяг органічних речовин, більшість яких не властива природним водам, скидається в ріки разом із промисловими і побутовими стоками. Наростаючі забруднення водойм і водостоків спостерігається у всіх промислових країнах.

Хлориди: у воді можуть бути мінерального й органічного походження. У деяких зонах підвищений вміст їх у воді (до 100-300 мг / л) пов'язане з засоленістю грунтів, багатих хлористими сполуками. Така вода не є небезпечною в санітарному відношенні і придатна для напування тварин і господарських цілей.

У питній воді вміст хлоридів органічного походження не повинен перевищувати 20-30 мг / л. при відсутності інших забруднень у воді допускається вміст хлоридів мінерального походження до 350мг / л. вода, в якій хлоридів міститься більше 500 мг / л, має солонуватий присмак і несприятливо впливає на шлункову секрецію.

Питна вода при утриманні хлоридів 500 мг / л і вище посилює евакуаторну діяльність шлунка і зменшує кількість, кислотність і перетравлювальну здатність шлункового соку, що призводить до порушення процесів травлення. При тривалому споживанні води з наявністю хлоридів у кількості 1.0-2.5г / л у тварин змінюються деякі показники водно-сольового обміну, підвищується артеріальний тиск і спостерігається розлад травлення.

Сульфати: (солі сірчаної кислоти) можуть бути у воді органічного походження, що свідчить про його забруднення. Проте в деяких зонах у воді міститься велика кількість (до 2000-3000 мг / л) сульфатів мінерального походження. Вони надають воді гіркий смак і викликають розлади діяльності шлунково-кишкового тракту (мають проносну дію, пригнічують діяльність шлункових залоз та ін.) оптимальний вміст сульфатів у воді становить близько 50 мг / л. однак за відсутності інших показників забруднення допускається наявність у воді сульфатів мінерального походження до 500 мг / л.

Активна реакція або рН: обумовлюють наявністю в ній органічних солей тваринного і рослинного походження, процесами їх гниття, а так само вмістом мінеральних речовин. Якісна вода найчастіше нейтральної реакції, а іноді слабощелочной рН (6.5-8.5). Якщо у воді підвищений вміст органічного походження, а тим більше є процеси тваринного походження, гниття, то вона набуває, кислу реакцію. Підвищений вміст солей, жорсткість води сприяє зрушень до лужної реакції.

Неорганічне забруднення. Основними неорганічними (мінеральними) забруднювачами прісних і морських вод є різноманітні хімічні сполуки, токсичні для мешканців водного середовища. Це з'єднання свинцю, кадмію, ртуті, хрому, міді, фтору. Більшість з них потрапляють у воду в результаті людської діяльності. Важкі метали поглинаються фітопланктоном, а потім передаються по харчовому ланцюгу організмом. Серед основних джерел забруднення гідросфери мінеральними речовинами й біогенними елементами варто згадувати підприємства харчової промисловості та сільського господарства. Наприклад, з зрошуваних земель щорічно вимивається близько 12 млн.т солей.

У зв'язку зі швидкими темпами урбанізації й трохи уповільненим будівництвом очисних споруд водні басейни й грунт забруднюються побутовими відходами. Особливо відчутне забруднення у водоймах з уповільненою течією або непроточних (водосховища, озера). Щорічно у річки скидається близько 160 км ³ промислових стоків, а так як велика частина стічних вод не очищається або очищається недостатньо, то вони забруднюють 4000 км ³ річкових вод - більше 12% всього річкового стоку.

Значних розмірів досягає концентрація забруднень дощових стічних вод - зливових і талих. Поточні вулицями дощові стоки бувають більш отруйними, ніж в стічних трубах промислових підприємств. Потрапляючи через каналізаційну мережу у відкриті водойми ці стоки отруюють природні води.

Фізичне забруднення. Пов'язано зі скиданням тепла у воду, що призводить до потрясіння всього біоценозу водойми. До фізичних відносять також радіоактивне забруднення вод, потрапляння у водні системи різних суспензій, що призводить до зміни прозорості води. Неприємний запах, смак так само відносять до фізичного забруднення.

Джерелом теплового забруднення служать підігріті скидні води теплоелектростанцій і промисловості. Підвищення температури природних вод змінює природні умови для водних організмів, знижує кількість розчиненого кисню, змінює швидкість обміну речовин.

Прозорість: води залежить від наявності або відсутності в ній зважених часток різних речовин. Якісна вода повинна мати прозорість не менше 25 см, через який вільно читається шрифт Снелл. Велика каламутність води (як від підвищеної концентрації зважених мінеральних і органічних речовин, так і від розчинених у воді солей) нерідко вимагає спеціальних методів обробки, що поліпшують її якість.

C точні води та санітарні умови спуску стічних

Стічними називаються води, які були використані для тих чи інших потреб і отримали при цьому додаткові домішки (забруднення), що змінили їх первісний хімічний склад і фізичні властивості.

Залежно від походження, виду і якісної характеристики домішок стічні води підрозділяються на три основні категорії: побутові (господарсько-фекальні); виробничі (промислові); атмосферні або дощові.

Склад і властивості води, водних об'єктів повинні контролюватися в створі, розташованому на водотоках на 1 км вище найближчих за течією пунктів водокористування (водозабір для господарсько-питного водопостачання, місця купання, організованого відпочинку, населені пункти тощо), а на непроточних водоймах і водосховищах - на 1 км в обидва боки від пункту водокористування.

Забороняється скидати у водні об'єкти стічні води, що містять збудників інфекційних захворювань. Стічні води, небезпечні в епідемічному відношенні, можуть скидатися у водні об'єкти тільки після відповідного очищення та знезараження.

Забороняється скидання у водні об'єкти, на поверхню крижаного покриву водозбору пульпи, концентровані кубові залишки утворюється в результаті знешкодження стічних вод, у тому числі що містять радіонукліди, інші технологічні та побутові відходи.

Скидання стічних вод у водні об'єкти в межах населених пунктів забороняється.

Місце випуску стічних вод повинне бути розташоване нижче за течією річки від межі населеного пункту і всіх місць водокористування населення з урахуванням можливості зворотного плину при нагінних вітрах.

Скидання стічних вод у водні об'єкти в межах населеного пункту через існуючі випуски допускається лише у виняткових випадках за відповідного техніко-економічного обгрунтування і за погодженням з органами державного санітарного нагляду. У цьому випадку нормативні вимоги, встановлені до складу та властивостей води водних об'єктів, повинні бути віднесені до самих стічних вод.

Умови відведення стічних вод у водні об'єкти визначаються з урахуванням: а) ступеня можливого зсуву і розбавлення стічних вод водою водного об'єкта на ділянці від місця випуску стічних вод до розрахункових (контрольних) створів найближчих пунктів господарсько-питного, культурно-побутового водокористування населення, б) фонового якості води водного об'єкта вище місця розглянутого випуску стічних вод по аналізах не більше дворічної давності; за наявності інших - існуючих та (або) проектованих - випусків стічних вод між аналізованим і найближчим пунктом водокористування в якості фонового застосовується рівень забруднення води водного об'єкта з урахуванням внеску зазначених випусків стічних вод; в) нормативів якості води водних об'єктів (ГДК).

Види очищення стічних вод

Будівництво очисних споруд передбачається в повному обсязі з повної механічної та біологічної очищенням стічних вод.

На спорудах механічного очищення відбувається освітлення стічної рідини за рахунок видалення з неї великих суспензій, піску, жиру та інших нерозчинних речовин, шляхом пропуску через грати та відстоювання при малих швидкостях припливу.

До складу споруд механічного очищення входять: грати, песколовки з круговим рухом стічних вод і первинні відстійники.

Склад споруд біологічної очистки:

• Аеротенки призначені для біологічного окислення органічних речовин за допомогою активного мулу і продувається через стічну рідину повітря;

• вторинні відстійники, які служать для затримання мулу після аеротенків.

У біологічному очищенню виділяють наступні стадії.

На першій стадії, відразу ж після змішування стічних вод з активним мулом, на його поверхні відбуваються адсорбція забруднюючих речовин та їх коагуляція (укрупнення частинок несучих органічні речовини), причому адсорбція забезпечується як хемосорбції, так і біосорбції за допомогою полісахаридного гелю активного мулу і завдяки величезній поверхні мулу, один грам якого займає 100 м2. Таким чином, на першій стадії очищення, забруднюючі речовини у стічних водах видаляються завдяки механічному вилучення їх активним мулом з води і початку процесу біоокислення найбільш легкоразлагающейся органіки. На першій стадії за 0,5-2,0 години вміст органічних забруднюючих речовин, якi характеризуються показником БСК5, знижується на 50-60%

На другій стадії продовжується біосорбції забруднюючих речовин і йде їх активне окислення екзоферментів (ферментами, які виділяються активним мулом в навколишнє середовище). Завдяки знизилася концентрації забруднюючих речовин, починає відновлюватися активність мулу. Тривалість цієї стадії становить від 2,0 до 4,0 годин.

На третій стадії очищення відбувається окислення забруднюючих речовин ендоферментамі (всередині клітини), доокісленіе сложноокісляемих сполук, перетворення азоту амонійних солей у нітрити та нітрати, регенерація активного мулу. Саме на цій стадії (стадії внутрішньоклітинного живлення активного мулу) відбувається утворення полісахаридного гелю, що виділяється бактеріальними клітинами. Тривалість третій стадії від 4-6 годин при очищенні побутових стічних вод і може подовжуватися до 15 годин для стічних вод складного промислового складу.

§ 2 Дослідницька частина

Дослідження проводили в лабораторії МУП «Водоканал» м. Тотьма.

Матеріалом для досліджень служили проби стічних вод, що скидаються у систему каналізації м. Тотьма, і очищених стічних вод до і після скидання в р. Сухона. Відбір проб проводили відповідно до вимог ГОСТ РФ 5.592-2000 «Вода. Загальні вимоги до відбору проб ».

Результати аналізу порівнювали з переліком ГДК шкідливих речовин у водних об'єктах згідно СанПіН 2.1.5.980-00. «Гігієнічні вимоги до охорони поверхневих вод» і нормативами ПДС забруднюючих речовин в р. Сухона.

Для визначення якості річкової води і ступеня очищення стічних вод шляхом визначення контрольованих показників були обрані з числа органолептичних - прозорість, запах, кольоровість; з гідрохімічних - завислі речовини, водневий показник (рН), азот амонію, нітрати, нітрити, фосфати, сульфати, хлориди , біохімічне споживання кисню (БПКповн), вміст розчиненого кисню, перманганатна окислюваність, важкі метали.

Кольоровість визначали в пробі води після її центрифугування фотометричним за 100-градусної хромово-кобальтової шкалою кольоровості і виражали в градусах кольоровості. Ступінь прозорості визначали по висоті стовпа рідини в см, через який виразно видно спеціальний шрифт.

Запах визначали якісно і описували як фекальний, гнильний, гасовий, фенольний і т.д. Інтенсивність запаху оцінювали в балах за 5-бальною шкалою.

Вміст зважених речовин визначали гравіметричним методом (ПНД Ф 14.1:2.110-97), який заснований на виділенні їх з проби фільтруванням води через мембранний фільтр з діаметром пор 0,45 мкм або паперовий фільтр «синя стрічка» і зважуванні осаду на фільтрі після висушування його до постійної маси.

Концентрацію водневих іонів (pH) встановлювали потенціометричним методом за допомогою pH-метра. Метод заснований на вимірюванні різниці потенціалів, що виникають на кордонах між зовнішньою поверхнею скляної мембрани електроду і досліджуваним розчином, з одного боку, і внутрішньою поверхнею мембрани і стандартним розчином - з іншого. Внутрішній стандартний розчин скляного електрода має постійну концентрацію іонів водню, тому потенціал на внутрішній поверхні мембрани не змінюється. Вимірювана різниця потенціалів визначається потенціалом, що виникають на кордоні зовнішньої поверхні електрода і досліджуваного розчину.

Концентрацію іонів амонію визначали методом фотометрії за реакцією з реактивом Несслера (ПНД Ф 14.1.1-95). Принцип методу заснований на тому, що амоній з реактивом Несслера утворює йодид меркураммонія, який забарвлює розчин в жовто-коричневий колір. Інтенсивність забарвлення пропорційна вмісту амонію у воді.

Масову концентрацію нітрат-іонів визначали фотометричним методом з саліцилової кислотою (ПНД Ф 14.1:2.4 - 95). Фотометричний метод заснований на взаємодії нітрат-іонів з саліцилової кислотою з утворенням комплексної сполуки жовтого кольору.

Зміст нітритів визначали фотометричним методом з реактивом Грісса (ПНД Ф 14.1:23-95). Визначення грунтується на здатності нітритів диазотироваться сульфаниловую кислоту і на освіту червоно-фіолетового барвника діазосоедененія з α - нафталаміном. Інтенсивність забарвлення пропорційна концентрації нітритів. Перебіг реакції в значній мірі залежить від pH-середовища.

Вимірювання масової концентрації сульфат-іонів проводили турбідіметричних методом (ПНД Ф 14.1:2.159-2000). Метод вимірювання масової концентрації сульфат-іонів заснований на утворенні стабілізованої суспензії сульфату барію в солянокислой середовищі з наступним вимірюванням світлорозсіювання в напрямку падаючого променя (в одиницях оптичної щільності).

Вимірювання вмісту хлоридів проводили аргентометріческім методом (ПНД Ф 14.1:2.96-97). Титриметричний метод визначення масової концентрації хлоридів заснований на утворенні трудноратворімого осаду хлориду срібла при додаванні розчину нітрату срібла до аналізованої воді. Після повного осадження хлоридів надлишок іонів срібла реагує з індикатором - хроматом калію - з утворенням червонувато - помаранчевого осаду хромату срібла. Титрування проводять у нейтральній чи слабощелочной середовищі (pH = 7-10), оскільки в кислому середовищі не утворюється хромат срібла, а в сильнощелочной можливе утворення оксиду срібла Ag ₂ О.

Вимірювання масової концентрації фосфат-іонів проводили фотометричним методом відновленням аскорбінової кислотою (ПНД Ф 14.1:2.112 - 97). Метод визначення заснований на взаємодій фосфат-іонів у кислому середовищі з молибдатом амонію та освітою фосфорно-молібденової гетерополікислоти, яка відновлюється аскорбіновою кислотою в присутності сурм'яно-виннокислого калію до фосфорно-молібденового комплексу, пофарбованого в блакитний колір.

Метод перманганатная окислюваності заснований на окисленні органічних забруднень (за допомогою кисню, який еквівалентний забруднення) перманганатом калію в м'яких умовах при кип'ятінні, яке проводять лише в очищене воді.

Вимірювання масової концентрації загального заліза проводили фотометричним методом з сульфосаліциловою кислотою (ПНД Ф 14.1:2.50 -96). Фотометричний метод визначення масової концентрації загального заліза заснований на утворенні сульфосаліцилової кістою і її натрієвої сіллю з солями заліза забарвлених комплексних сполук, причому, у слабокислой середовищі сульфосаліцилова кислота реагує тільки з солями заліза (3 ⁺⁾ (червоне забарвлення), а в слабощелочной середовищі - солями заліза (2 ⁺⁾ і (3 ⁺⁾ (жовте забарвлення).

Виконання вимірювань біохімічного споживання кисню (ПНД Ф 14.1:2:3:4.123 - 97) засноване на здатності мікроорганізмів споживати кисень при біохімічному окисленні органічних речовин і неорганічних речовин у воді. Біохімічне споживання кисню визначають кількістю кисню в мг / дм ³, яке потрібно для окислення знаходяться у воді вуглецевомістких органічних речовин в аеробних умовах в результаті біохімічних процесів.

Вміст розчиненого кисню встановлювали йодометричним методом (ПНД Ф 14.1:2.101 - 97), в основі якого лежить реакція кисню з гідроксидом марганцю (II) в лужному середовищі. Останній кількісно зв'язує кисень, переходячи при цьому в з'єднання марганцю (IV). При підкисленні проби в присутності надлишку йодиду калію утворюється йод, кількість якого еквівалентно змістом розчиненого кисню і визначається титруванням розчином тіосульфату натрію.

Концентрацію важких металів встановлювали методом атомно-абсорбційної спектрофотометрії. Спосіб заснований на повному розкладанні органічних речовин шляхом спалювання проби сировини або продукту в електропечі при контрольованому температурному режимі і атомізації розпорошеного розчину (ГОСТ 26929-94) [4, 26].

Характеристика технологічних процесів очищення стічних вод

Приймачем очищених стічних вод є річка Сухона. Випуск стічних вод розташований на правому березі річки.

Тотьма каналізованная частково. Протяжність головних каналізаційних колекторів - 18,3 км, вуличної каналізаційної мережі - 35,7 км, внутрішньоквартальної каналізаційної мережі - 24,1 км. На мережі розташовано 8 каналізаційних насосних станцій, які перекачують стічні води на головну каналізаційну насосну станцію (ГКНС), звідки вони надходять в приймальну камеру очисних споруд каналізації (ОСК) м. Тотьма.

Стічні води з вигребів на очисні споруди каналізації вивозяться асенізаційними машинами. Вивезенням стічних вод займається МУП «Водоканал» м. Тотьма.

Майданчик очисних споруд каналізації розташована в межах міста і має повний цикл механічної та біологічної очистки стічних вод. Проектна потужність ОСК - 20 тис. м3/добу., Фактична - 12 тис. м3/добу.

Стічні води через головну каналізаційну насосну станцію перекачуються в приймальну камеру очисних споруд по колектору діаметром 1000 мм. Камера обладнана аварійним переливним трубопроводом. З камери стічні води надходять по лотках в будівлю решіток, де відбувається видалення великих домішок гратами РМУ-2 і агрегатом механічного очищення стічних вод ХЖ 2.966.021 ПС (м. Володимир). З будівлі решіток стічні води, проходячи лоток Вентурі, надходять на горизонтальні песколовки з круговим рухом води.

Песколовки призначені для виділення важких мінеральних домішок із стічної води. Осад з пісковловлювачів видаляється гідроелеваторами і прямує в піскові бункери (2 бункера), розміщені в зливний станції, звідки у міру наповнення вивозиться вантажною машиною за межі станції. З пісковловлювачів стічні води по лотках надходять в розподільні камери, і подаються на первинні відстійники.

Первинні відстійники входять до складу технологічних споруд блоку ємностей, що складається з декількох секцій шириною 15 м кожна і об'єднує в собі ілоперегнівателі, аеротенки, аеробні мінералізатори, вторинні відстійники та контактні резервуари. Первинні відстійники служать для подальшого видалення неосевшіх в пісколовках мінеральних і органічних речовин, здатних до осадження шляхом тривалого відстоювання. Відстійники радіального типу, квадратні в плані (10х10 м), четирехконусние, без скребкових механізмів. Стічні води подається в центральну частину відстійника і збирається периферійним лотком. Випадає у відстійнику сирої осад віддаляється з конусів ерліфтами і прямує в ілоперегніватель, де відбувається анаеробне зброджування осаду. З первинних відстійників стічна вода відводиться в аеротенки.

Аеротенки призначені для біологічного окислення органічних речовин за допомогою активного мулу і повітря. Аеротенки - двухкорідорние з регенерацією 50% активного мулу. Подача стоків здійснюється розосереджено через впускні вікна розподільного лотка. Циркуляційний активний мул подається в аеротенк зосереджено. Розподіл повітря в аеротенках здійснюється дірчастими полімерними аераторами (дріднопузирчасті аерація).

Пройшовши біологічне очищення, мулова суміш по дюкеру подається в центральну частину вторинного відстійника, де відбувається відділення очищеної води від мулу. Випадаючий мул видаляється з конусної частини ерліфтами і прямує в аеротенк (циркуляційний іл), надлишковий активний мул скидають в аеробний мінералізатор. Аеробні мінералізатори - споруди, де відбувається аеробне зброджування надлишкового мулу. Повітря розподіляється дірчастими трубами. Для видалення осаду та відділення мулової води передбачається зона відстоювання. Відстояна рідина відводиться в регенератор аеротенках. Мінералізований мул насосами перекачується на мулові поля.

З збірного лотка вторинного відстійника очищена стічна рідина надходить в контактний резервуар. Ємність контактних резервуарів визначена з розрахунку контакту хлору зі стічною водою в резервуарі не менше 30 хвилин. Знезараження не проводиться.

Мулові поля - майданчики - ущільнювачі, є залізобетонні резервуари, в які осад 98%-ї вологості подається по лотку. Після відстоювання мулова вода випускається через отвори, забезпечені шиберами і розташовані в подовжній стінці ущільнювача на різних глибинах у відкритий лоток, розміщений в поздовжній галереї. З галереї мулова вода надходить самопливом в мережу і подається мулової насосної станцією на повний цикл очищення. Осад складується на мулові поля очисних споруд. Муловий осад нетоксичний і належить до 5 класу небезпеки.

Експлуатовані очисні споруди знаходяться в аварійному стані, потребують капітального ремонту та реконструкції.

Характеристика вступників на очищення стічних вод

При оцінці стічних вод, що скидаються у водойми, велика увага приділяється органолептичними та фізико-хімічними показниками.

Одним з таких показників є прозорість стічних вод, мірою якої служить висота стовпа води, при якій крізь неї можна читати шрифт певного розміру й типу. Господарсько-побутові стічні води надходять на очищення повинні мати прозорість не менше 10 см. Прозорість стічної води обумовлена ​​наявністю в ній нерозчинених і колоїдних домішок.

Результати органолептичних досліджень представлені в таблиці 1.

1. Органолептичні показники стічних вод

З даних таблиці видно, що стічні води, що надходять на очищення, мали прозорість 2 - 7 см протягом всього періоду досліджень. Найпрозорішими стічні води були в весняний, найбільш каламутними - у зимовий період. Значення даного показника у всіх досліджених пробах не відповідало вимогам СанПіН. По запаху не спостерігалося відхилень від нормативних вимог.

Сірий колір відповідає господарсько-побутових стічних вод, проте забарвлення не повинна виявлятися в стовпчику глибиною 10 см. Навесні і влітку стічні води мали кольоровість вище необхідної на 40 і 20% відповідно.

Одним із значущих факторів, що впливають на швидкість вилучення забруднюючих речовин при механічному відстоюванні, інтенсивність обміну речовин у організмів активного мулу, споживання розчиненого кисню, а отже, на ефективність процесу біохімічного окиснення, є температура очищується стічної води. Істотний вплив температури на процес очищення спостерігається при відсутності гарячого водопостачання. Оптимальні значення для задовільного процесу біологічного очищення знаходяться в діапазоні 16 - 23 ˚ С. Від температури стічної води залежить ефект первинного відстоювання. З підвищенням температури ступінь вмісту завислих речовин збільшується від 5 до 10%. Робота вторинних відстійників погіршується взимку на 20 - 30% у зв'язку з пониженням температури води, що поступає на очищення.

2. Фізико-хімічні показники стічних вод