Хпк в чем измеряется

Хпк в чем измеряется

В мире сейчас применяются десятки способов очистки стоков, каждый из которых разрабатывался для своего направления. Технологии, объемы и методы, могут быть разными, а показатели эффективности везде одинаковые. Уровень ХПК и БПК считается основным параметром определения чистоты сточных вод.

Что такое ХПК и БПК

Уровень чистоты воды определяется по скорости процессов гидролиза и окисления. Эти показатели напрямую зависят от того, насколько быстро жидкость насыщается кислородом.

• ХПК или химическое потребление кислорода показывает сколько необходимо О2 для окисления вредных частиц в 1 л воды. При этом есть технологии, где окисление проводится посредством иных химических элементов или соединений, но их активность приравнивается к кислороду. На западе аналогом ХПК служит COD.

• БПК, согласно определению отражает биохимические процессы. Здесь за основу берется потребление кислорода анаэробными видами микроорганизмов. Есть такое понятие, как легко окисляющаяся органика, которую и съедают эти микроорганизмы. Соответственно, чем больше ее в стоках, тем выше показатель биохимического потребления кислорода.
Какие факторы влияют на ХПК

Термин сточные воды относится к общим понятиям, уровень и скорость окисления органики и разного рода примесей зависит от ряда объективных факторов:

1. Первым и главным фактором считается вид стоков. Они могут быть бытовыми, сельскохозяйственными или промышленными.
2. Процентное соотношение биологических и химических элементов в отдельно взятой пробе.
3. Доля атмосферных осадков.
4. Уровень и состав грунтовых вод рядом с водоемом.

Чем отличаются ХПК и БПК

Не смотря на то, что в обоих случаях речь идет об окислении и объеме потребления О2, данные параметры существенно разнятся между собой.

• Химическое определение чистоты воды основано на использовании окислителя. Применяется кислород, но может быть и иное химическое соединение. Посредством ХПК определяется общий процент органики в очистном сооружении или водоеме. Максимальное время анализа здесь не превышает 4 суток.

• Биологическое определение загрязнения основано на использовании активных микроорганизмов. У каждой группы таких бактерий есть свой инкубационный период, поэтому анализ может затянуться до 20 суток. БПК ориентирован на точный результат в отдельно взятой пробе, его используют при секционном или фрагментарном анализе.

Методики определения ХПК

Химическое потребление О2 проводится до полутора суток в нормальных условиях. Для этих целей применяются 2 способа:

1. Перманганатный анализ. В исследуемый образец добавляется серная кислота, после чего он обрабатывается перманганатом калия. Применяется для рядовых исследований и определения чистоты жидкостей с низким уровнем примесей.

2. Биохроматный анализ. Ориентирован на бассейны и стоки с радикальным уровнем загрязнения:

• как и в первом случае, сначала добавляется серная кислота, но дальше используется биохромат калия;
• в качестве катализатора необходим сульфат серебра;
• чтобы нивелировать действие хлоридов используется сульфат ртути.

Что такое БПК полное и БПК 5

Как уже упоминалось, биологическое исследование может длиться до 20 суток, как раз эти 20 суток и называют полным БПК сточных вод. Но такой глубокий, поэтапный анализ нужен далеко не всегда. Для рядовых случаев и контрольных измерений ГОСТом предусмотрено БПК 5. Процесс здесь сжат до 5 суток, отсюда и цифра 5 рядом с аббревиатурой.

Методики определения БПК

Так как речь идет о биологических процессах и инкубационном периоде большое значение имеют 2 обязательных условия:

• на протяжении всего исследования испытуемые образцы находятся в темном помещении;
• стандартная методика предусматривает постоянную температуру 20ºС.

Если брать исследование заданной характеристики, то замеры должны проводиться вначале и в конце процесса. Но при полном анализе используется скляночный метод, где берется ряд одинаковых образцов, каждый из которых помещается в разные условия. Дальше путем изменения температуры, добавления реагентов и снятия промежуточных результатов получают полную картину процесса.

Норма показателя ХПК

В каждой стране отношение к данному показателю закреплено на законодательном уровне. В России принят общий ГОСТ 31859-2012. В этом документе подробно расписан весь процесс анализа.

Уровень химического потребления кислорода измеряется в миллиграммах на дециметр кубический. Согласно указанному выше ГОСТу средние показатели таковы:

• чистая вода – 0 – 2 мг/дм³;
• вода средней чистоты – 3 – 4 мг/дм³;
• вода средней загрязненности – 4 – 15 мг/дм³;
• грязная вода – от 15 мг/дм³ и более.

Соотношение БПК и ХПК

Чем выше показатель потребления кислорода в обоих вариантах, тем соответственно грязнее жидкость. Считается, что если химическое потребление превышает биологические показатели, то в воде содержится много неокисляемой органики.
Такое соотношение в открытых водоемах свидетельствует о близости экологической катастрофы, а в очистных сооружениях данный дисбаланс ликвидируется при помощи реагентов.

Чем опасны высокие уровни ХПК и БПК

Если оба показателя превышают допустимую ГОСТом норму, говорит о высоком проценте органики в отдельно взятом бассейне или стоках.
• Слабо окисляемые и не окисляемые примеси, являются отравой. Они вызывают гибель животных и рыбы, а при большой концентрации делают плодородные почвы непригодными к возделыванию
• Легкая органика также далеко не безобидна, в водоемах она вытягивает из воды весь кислород, в результате рыбам и другим живым организмам становится нечем дышать и они гибнут.

ХПК и БПК критерий загрязнения

Уровень химического загрязнения является основным критерием определения проблемы. Его используют для выбора методов очистки водоемов и даже региональных водяных бассейнов.
БПК считается локальным инструментом, его используют для определения количества вредных частиц в литре. Причем в одном и том же водоеме пробы, взятые в разных местах, по биологическим показателям будут сильно отличаться.

Стадии снижения ХПК и БПК в процессе очистки

Ежегодно научное сообщество предлагает новые способы очищения воды. Простых методов снижения ХПК и БПК не существует, все они многоступенчатые, где разные ступени взаимосвязаны и каждая делится на несколько этапов.
Если взять все методики, то химическое потребление нормализуют за счет поэтапного добавления сложных реагентов. Биологические процессы идут иначе, здесь выводятся новые микроорганизмы, которые также поэтапно подселяют в бассейны очистных сооружений и открытые водоемы.

Различия между бытовыми и промышленными сточными водами

Традиционно промышленные стоки считаются самыми проблемными. На химкомбинатах, где в воде преобладают опасные реагенты, могут помочь только способы, относящиеся к ХПК. Анаэробные бактерии идут вторым эшелоном.
Раньше бытовые сточные воды реанимировали за счет бактерий. Сейчас из-за большого количества химии технология их очистки приблизилась к промышленной.
Поэтому городские и промышленные очистные сооружения отчасти похожи, они состоят из целого каскада бассейнов, каждый из которых отвечает за свой сектор очистки.

Стадии очистки сточных вод и снижения показателей их загрязненности

В зависимости от технологии грязная вода на своем пути проходит до 30 узкопрофильных стадий очистки, плюс многое зависит от вида стоков. Но, все методы можно условно поделить на 4 этапа:

1. Сначала удаляется крупный мусор и снимается масляная пленка с поверхности.
2. Дальше химическими реагентами проводится обеззараживание общей массы.
3. Третий этап в плане очистки самый сложный, здесь проводится абсорбция, обратный осмос и еще ряд сложных мероприятий.
4. В результате нивелирования опасных веществ в воде образуется много безопасного, но пустого шлама и на четвертом этапе он фильтруется.

Уровень химического потребления кислорода рядовому человеку мало о чем говорит, зато специалисты по этому показателю моментально определяют насколько чистая вода в регионе или отдельно взятом водоеме.

Заказать химический анализ воды

Чтобы проконсультироваться с нашими специалистами свяжитесь с нами по телефону 8 (812) 702-38-18.

Источник

ХПК и БПК сточных вод: определение, чем отличаются и как снизить?

Стоки, сбрасываемые в канализацию населённых пунктов, предприятий подлежат обеззараживанию, очистке, также происходит их самоочистка. Процедуры нужны для недопущения нанесения вреда экологии. До и после обработки нечистоты имеют различную степень органического насыщения, определяющуюся параметром ХПК сточных вод.

Что такое ХПК и БПК?

Параметры, характеризующие состояние стоков, основаны на расходе кислорода (гидролиз, окисление). В лабораториях измеряют биохимическое потребление кислорода (БПК) и химическое потребление кислорода (ХПК).

БПК оценивает объём кислорода, израсходованный аэробами на окись, разложение частиц органического происхождения. Значение вычисляют, замеряя количество О2, использованного без доступа света за конкретное время (пять — двадцать суток).

Показатель ХПК, определяющий объём органики в воде, выражается миллиграммами окислителя на литр жидкости.

Какие факторы влияют на ХПК?

Состав стоков меняется под влиянием независимых причин:

От указанных влияний зависит состав стоков, способность их к соединению с кислородом, поскольку некоторые химические вещества, попадающие в воду, не вступают в реакцию с окислителем. Выбор реактивов для определения ХПК обусловлен составом жидкости.

Чем отличаются ХПК и БПК?

Несмотря на то что с помощью БПК и ХПК оценивают загрязнение воды, эти показатели отличаются. Как было указано выше, принцип действия лежит в окислении органических соединений. БПК представляет собой биохимический процесс, а ХПК — химический.

Уровень загрязнения биохимически определяется с помощью микроорганизмов в специальной среде (без света) и инкубационном периоде (до двадцати суток). При химическом процессе, чистоту определяют, используя окислители. Срок выполнения анализа сточных вод не превышает четырнадцать дней.

Химическое потребление кислорода показывает общий объём органических веществ в стоках, тогда как БПК даёт оценку загрязнения конкретного объёма воды.

Методики определения ХПК

ХПК сточных вод – это индекс уровня их загрязнения. Для заключения применяют такие способы:

Первый способ предпочтителен для загрязнённой воды. При выполнении используют бихромат калия, серную кислоту. Для реакции бихромного окисления применяют катализатор — сульфат серебра, ускоряющий процесс, но не оставляющий следов пребывания в исследуемом образце. Удаление хлоридов проводят с применением сульфата ртути.

Реакция перманганатного окисления происходит с участием перманганата калия и серной кислоты.

Что такое БПК полное и БПК 5?

Как было указано выше, БПК анализируется от пяти до двадцати суток. Период, за который был проведён анализ обозначают как БПК5 или полное.

Индекс 5 возле аббревиатуры обозначает, что анаэробное воздействие на органические соединения длилось пять суток. По истечении этого времени измеряются полученные показатели количества использованного кислорода в литре сточной воды.

Период для получения полного анализа равен двадцати суткам. Это максимальный срок для процесса окисления микроорганизмами. За это время потребляется весь задействованный в реакции окислитель. Полный период потребления обусловлен характером органических соединений в образце сточной воды.

Методики определения БПК

Для анализа жидкости посредством биохимического потребления применяют скляночный способ. Лаборанты подсчитывают объём кислорода в образцах до инкубационного периода и после него. Материалы содержат при температуре двадцать градусов без света на протяжении времени, нужного для соединения находящихся в сточной воде органических соединений с кислородом.

Три склянки наполняют одинаковым количеством исследуемого материала. Пробы с кислотностью 6-8 pH нагревают (охлаждают) до температуры 20 градусов, насыщают окислителем, взбалтывая на протяжении минуты. Содержимое одной ёмкости проверяют на количество О2, а пробы двух других оставляют в термостате на срок от пяти суток. По завершении инкубационного периода измеряют содержание окислителя обеих ёмкостей. Среднее количество кислорода образцов пересчитывается на литр.

В БПК методике результат рассчитывают исходя из разницы показателей первой пробы, среднего количества двух других.

Норма показателя ХПК

Промышленные предприятия, коммунальные службы выполняют регулярную очистку сточных вод, после которой, нечистоты должны соответствовать нормативам, закреплённым законодательно (табл.1).

Таблица 1: норма использования кислорода

Соотношение БПК и ХПК

Суть рассмотрения указанных параметров отличается принципом проходящих реакций. Различны пограничные значения биохимического, химического потребления О2.

Соотношение ХПК и БПК в сточной воде обусловлено характером, составом сточной жидкости. Разница между обозначенными параметрами увеличивается, если полнота биохимического окисления недостаточна. Такое соотношение свидетельствует о низком уровне пригодности нечистот для очистки биологическими методами.

Оценка разницы указанных коэффициентов способствует разработке, подбору действенных способов очистки сточной воды.

Чем опасны высокие уровни ХПК и БПК?

Нечистоты разного происхождения имеют различный состав и характеристики. Большой объём органических соединений, требует много реактива для окисления. Высокие показатели ХПК и БПК говорят о чрезмерном насыщении воды органикой.

Загрязнённая, недостаточно очищенная жидкость несёт вред окружающей среде по двум причинам:

ХПК и БПК – критерий загрязнения

Как было указано выше, химическое потребление О2 и его биохимическое потребление — основные индексы уровня органических соединений в стоках.

ХПК представляет собой индекс суммарного насыщения нечистот органикой. Поскольку с его помощью оценивают уровень органических частиц, находящихся во всём объёме сточной жидкости.

Биохимическое потребление определяет количество окисляемых аэробами частиц в литре. Органикой насыщены все сточные воды, но её масса должна соответствовать тому, что окисляется естественным путём.

Стадии снижения ХПК и БПК в процессе очистки

Если параметры загрязнения воды превышают допустимые нормы, предприятия, сбрасывающие нечистоты, проводят их обработку. Для этого вводят в эксплуатацию очистные сооружения. Станции по обработке стоков бывают разного типа, принципа действия, размера.

Процесс очистки воды проходит три стадии по снижению коэффициентов потребления кислорода. Уменьшение значений происходит на всех этапах, но обусловлено характеристиками и происхождением. После каждой стадии, выполняют контрольный забор проб, используя прибор для измерения.

Различия между бытовыми и промышленными сточными водами

Местом образования сточной жидкости объясняется её состав, уровень загрязнения. Бытовые стоки содержат органические соединения, моющие средства, мусор. Уровень потребления кислорода таких нечистот находится на низком и среднем уровне. Это обусловлено тем, что органика быстро полностью окисляется.

Промышленные сточные воды содержат компоненты иного характера, а состав стоков зависит от отрасли, в которой они образовались:

Показатели загрязнения такой воды высокие, поскольку кислорода (заменителя) для реакции требуется значительное количество.

Стадии очистки сточных вод и снижения показателей их загрязнённости

Сточные жидкости проходят через очистительные сооружения. Независимо от типа очистителя, чтобы достигнуть норматив БПК и ХПК сточных вод, обработка жидкости происходит в четыре этапа:

Если после обработки уровень загрязнения не снизился до параметров нормы, надо изменить технологию очистки или модернизировать оборудование.

Химическое потребление кислорода – информативный показатель степени загрязнения сточной воды. Несоответствие нечистот нормативам несёт серьёзный урон окружающей среде.

Определение степени загрязнения воды: прямые и косвенные показатели

Сброс сточных вод: залповый, на рельеф, в канализацию

Методы анализа сточных вод: химический, микробиологический, токсикологический

Очистка сточных вод предприятий: методы и оценка эффективности

Обработка осадков сточных вод: методы очистки и сушки

Производственные сточные воды: ПДК, состав и способы утилизации

Бытовые сточные воды: как образуются, состав, очистка

Очистные сооружения для очистки сточных вод

Классификация и методы очистки сточных вод

Методы очистки сточных вод: механические, химические, биологические

Что относится к сооружениям механической и биологической очистки сточных вод?

Правила коммерческого учета воды и сточных вод

Не пойму, как привлечь тогда к ответственности предприятие или компанию, которые нарушают нормы, ведь не у всех есть такие ресурсы для очищения( и оборудование, и финансирование). Кстати, спасибо за таблицу с нормами, давно искала.

Перепечатка материалов разрешена только с указанием первоисточника

Источник

ХПК – критерий, который нельзя игнорировать

ХПК и БПК – показатели, отображающие степень химического и биологического потребления кислорода. Используются для оценки уровня загрязнения жидкости в водопроводных системах и природных водоемах. Согласно ГОСТ, пдк ХПК в воде для питья не может превышать 5 мг/л. Для биохимического ПК максимально допустимый параметр составляет 3 мг/л.

Определение ХПК

Измерение ХПК – это определение количества кислорода, затраченного на окисление органических и минеральных веществ, содержащих углерод. При вычислении БПК учитывают только реакцию с органическими соединениями. Соотношение ХПК к БПК выше, так как окислению поддается больше веществ. Чем значительнее разница между величинами, тем выше скорость образования новых активных компонентов. Оптимальным соотношением между биологическим и химическим потреблением при анализе ХПК считается 0,7. По мере очистки расхождение увеличивается.

Существуют следующие методы определения ХПК в воде:

Перманганатная методика определения ХПК применяется при анализе относительно чистых вод. При сильном загрязнении используют более мощный окислитель – бихромат калия. Другие анализаторы ХПК задействуют реже. Первоначально определяют показатели потребления кислорода в сточных водах. Последние могут иметь бытовое или промышленное происхождение. Во втором случае речь идет о более сильных загрязнениях, характер которых определяется спецификой производства. ХПК и БПК сточных вод – это, как правило, показатели, превышающие норму. Чтобы привести их к приемлемому уровню, необходима комплексная очистка. За соблюдение стандартов ХПК отвечают организации, являющиеся источником стоков.

Очистка вод ХПК

Чтобы была выполнена установленная для ХПК воды норма, прибегают к нескольким видам фильтрации. Первичная очистка заключается в удалении крупных загрязнений и масляных пленок физико-механическим способом. Иногда уже этого достаточно, чтобы ХПК показатель стал соответствовать стандарту для стоков. Вторичная очистка подразумевает удаление мелких частиц и грязи биологическим методом. Во многих странах данная стадия является финальной.

Когда речь идет о ХПК питьевой воды, необходим третий этап очистки. Здесь применяются фильтры на основе мембран обратного осмоса, ионообменных смол и адсорбентов. При наличии качественной очистной системы соответствие ХПК ГОСТ гарантируется. Вообще, поступающую из водопровода жидкость рекомендуется обрабатывать всегда.

ХПК сточных вод – это важный нормативный показатель, несоблюдение которого означает серьезные штрафы для ответственных организаций. К сожалению, подобное наказание не всегда останавливает руководителей промышленных предприятий. Решить эту проблему может только активность контролирующих органов и общественности. Больше информации о ХПК воды и других значимых характеристиках вы можете получить на нашем сайте.

Источник

ХПК, что это такое?

ХПК, что это такое?

Химическое потребление кислорода (ХПК) — показатель содержания органических веществ в воде, который показывает количество кислорода (или другого окислителя) затраченное на окисление органических соединений в пробе. Количественно ХПК выражается в миллиграммах потребленного кислорода на 1 л воды (мгО/л) и используется для оценки уровня органического загрязнения природных и сточных вод. В настоящее время ХПК считается одним из наиболее информативных показателей антропогенного загрязнения вод, а данные, получаемые в лабораториях, дают необходимые сведения о концентрациях загрязнений и их характере.

Однако при проведении исследований следует помнить, что не все органические соединения, которые могут присутствовать в воде, в одинаковой мере подвергаются реакции химического окисления. Поэтому всегда есть различия между теоретически возможным и получаемыми на практике значениями ХПК. Теоретическим значением ХПК называют количество кислорода (или другого окислителя в пересчете на кислород), необходимое для полного окисления присутствующих в образце органических соединений, а точнее всех способных окисляться элементов из состава органических компонентов. Так углерод теоретически количественно окисляется до CO₂, а сера и фосфор (если они присутствуют в соединении) — до SO₃ и P₂O₅. Азот превращается в аммонийную соль, а кислород, является основой для продуктов окисления, водород же переходит в структуру H₂O или аммонийной соли.

Для чего нужно знать значения ХПК:
● для настройки технологического процесса очистки сточных вод на очистных сооружениях;
● для оценки качества воды в сфере водоподготовки и водоснабжения;
● для нормативной оценки сточной воды, сбрасываемой в водоёмы;
● в экологическом мониторинге объектов окружающей среды;
● в научных исследованиях (гидрология, гидробиология, гидрохимия, океанология, почвоведение);
● для контроля состояния воды в рыбоводстве.

Методы определения ХПК.

Титриметрический метод.
Классический метод определения химического потребления кислорода (ХПК) это из 2-х стадийный процесс:
● окисление пробы кипячением с реагентами в колбах с обратным холодильником на песчаной бане;
● получение аналитического результата титрованием остатка окислителя.

Фотометрический метод.
Сейчас одним из самых распространенных методов определения химического потребления кислорода (ХПК) является фотометрический метод по ГОСТ 31859-2012.
Методика подходит для определения ХПК в интервале значений от 10 до 800 мгО/дм во всех типах вод: питьевые и природные водные объекты, природные водные объекты и сточные воды. При анализе образцов воды с превышающими для данной методики показателями ХПК, исследуемую пробу разбавляют (не более чем в 100 раз). Мешающими факторами при проведении анализа относят наличие в пробе воды хлоридов (более 1000 мг/л и марганца (II) при его концентрации выше 50 мг/л). Мешающие факторы также устраняют разбавлением пробы.

Методика состоит из двух этапов:
1. Окисление пробы концентрированной серной кислотой, раствором бихромата калия при определенной температуре, в присутствии катализатора окисления — сульфата серебра и сульфата ртути (II) для снижения влияния хлоридов.
2. Фотометрическое определение ХПК по оптической плотности раствора при определённой длине волны в соответствии с полученным по стандарту градуированной зависимостью.

Для работы по данной методике понадобятся реактивы, термореактор и фотометр.

Конечно, реагенты можно приготовить самостоятельно в лаборатории, согласно методике анализа, однако проще воспользоваться готовыми тест-наборами в реакционных кюветах на 16 мм для фотометрического определения ХПК. Главное достоинство наборов в том, что не потребуется предварительное приготовление и хранение опасных реактивов, их дозирование и многие сопутствующие операции в лаборатории. Наборы соответствуют требованиям методик ГОСТ 31859‐12, ПНД Ф 14.1:2:4.210‐05, ПНД Ф 14.1:2:4.190‐03, а также ISO 15705:2002 «Качество воды. Определение ХПК. Метод герметичных пробирок». Реагенты метрологически обеспечены (МВИ 241.0276/RA.RU.311866/2016).

Для нагрева и термостатирования анализируемых проб при фиксированной температуре необходим термореактор, например TAGLER НТ-170 ХПК или термореактор лабораторный «ТЕРМИОН».
Данные термореакторы специально разработаны для работы с кюветами на 16 мм и позволяют осуществлять одновременный нагрев 16, 22, 29, 32 или 64 кювет с исследуемыми образцами, в зависимости от модели термореактора.

Тест-наборы разработаны так, чтобы подходить для работы на любомых фотометреах, оборудованных отсеком для цилиндрических кювет на 16 мм, например,: Флюорат‐02М, Эксперт‐003-ХПК, Экотест-2020-ХПК, HACH DR 900, Экохим ПЭ, TAGLER, UNICO, WTW, LEKI, Hanna Instruments.

Сравнение титриметрического и фотометрического подходов.

Титрование ХПК

Фотометрия ХПК

Длительность всего анализа небольшой серии проб (менее 10) может быть сравнима c фотометрическим методом: около 5 часов, но оператор в ходе анализа задействован почти все 5 часов.

При фотометрии с готовыми реагентами затраты времени оператора не более 30 минут.

При большой серии проб &mdash затраты времени при титриметрии растут пропорционально.

При фотометрии с готовыми реагентами затраты времени практически одинаковы и растут незначительно (что для 20, что для 50 проб)

Автоматизация титрования возможна только с использованием автотитратора. Стоимость автоматического титратора, например АТП-02 более 200 000 руб.

Большой расход реактивов: на каждую пробу их уходит в 10 раз больше, чем при фотометрии. Также появляется и большой объём опасных отходов.

Малый объём реактивов, подготовленный и развешанный производителем тест-наборов.

Рабочее место: одновременный анализ 5-6 проб занимает весь вытяжной шкаф.

При фотометрическом методе в один шкаф можно разместить более 80 проб на базе готовых реактивов.

Плохая применимость в полевых условиях.

Низкая точность и воспроизводимость.

Высокая точность и воспроизводимость.

Диапазон определяемых содержаний без разбавления пробы
4–50 мг/л.

Диапазон определяемых содержаний без разбавления пробы
10–160 или 80–1000 мг/л.

Источник