Расчет необходимой степени очистки сточных вод по БПК

Биохимическая потребность воды в кислороде (БПК) – это количество кислорода, мг/л, идущее на окисление органических примесей воды при протекании в ней биохимических процессов. БПК характеризует загрязненность воды органическими веществами. БПК измеряется в мг кислорода на 1 г окисляемого вещества (мгО₂/г). Наиболее часто определяется потребность кислорода за 5 или 20 суток (БПК₅ и БПК₂₀).

Например, БПК₅ глюкозы составляет 770 мгО₂/г. Если 1 кг глюкозы растворить в 1 м³ воды, то БПК этого раствора будет 770 мгО₂/г. Это значит, что при биохимическом окислении всей глюкозы содержание кислорода в каждом литре раствора уменьшается на 770 мг. БПК₅ бытовых стоков колеблется в интервале 150 – 250 мг/л, а природных вод 2 – 4 мг/л. Количество кислорода, необходимое для полного окисления всех органических примесей воды, обозначают .

При поступлении сточных вод в реки и водоемы снижение концентрации органических веществ (БПК) происходит вследствие как разбавления, так и самоочищения.

Концентрацию сточных вод, при которой БПК воды реки в ближайшем пункте водопользования ниже места спуска сточных вод будет не больше принятых нормативов, находят по формуле:

, мг/л (5.1)

где – предельно допустимое значение БПК воды в реке после сброса сточных вод, мг/л (см. Таблицу 2.1);

– БПК речной воды до сброса сточных вод, мг/л;

– константа скорости потребления кислорода сточными водами;

– время протекания воды от места сброса до расчетного створа, сутки.

Таблица 5.1 – Значение при различных температурах речной воды

	0,04		0,08		0,12
	0,05		0,09		0,13
	0,06		0,1		0,14
	0,07		0,11		0,15

Если расчетное значение больше фактического значения БПК сточных вод, подлежащих спуску в реку, то биологическая очистка сточных вод не требуется.

Если меньше БПК сточных вод, то биологическая очистка
перед спуском в водоем обязательна до получения расчетного значения .

Необходимая степень очистки смеси сточных вод и речной воды по БПК определяется в этом случае по формуле:

(5.2)

где – полная биохимическая потребность сточной воды в кислороде, мг/л.

Растворенный кислород. Кислород попадает в воду из воздуха, а также образуется в результате жизнедеятельности зеленых растений. Концентрация кислорода в воде зависит от ее температуры и загрязненности. Максимально возможная концентрация кислорода в воде при 0° – 14,56 мг/л. С повышением температуры содержание растворенного кислорода уменьшается. Наличие в воде аммиака, железа, нитратов, легко окисляющихся органических веществ снижает концентрацию растворенного кислорода.

При расчете кислородного режима водоема исходят из поглощения сточными водами растворенного кислорода речной воды в месте их спуска. Если количество содержащегося в речной воде растворенного кислорода не ниже 4 мг/л в течение первых двух суток, то снижения не произойдет и в дальнейшем.

Формула для определения расчетной концентрации растворенного кислорода сточных вод имеет следующий вид:

(5.3)

где – расчетная концентрация растворенного кислорода сточной воды, мг/л;

– степень разбавления;

– содержание растворенного кислорода в речной воде до сброса сточных вод, мг/л;

– биохимическая потребность речной воды в кислороде, мг/л;

– предельно допустимая концентрация растворенного кислорода, которая должна быть в расчетном створе после сброса сточных вод, мг/л;

0,4 – коэффициент для пересчета полного потребления кислорода в двухсуточное.

Если расчетная концентрация кислорода меньше той, которая характерна для проектируемых к спуску в водоем сточных вод, то они должны быть очищены. Тогда необходимую степень очистки определяют по формуле:

(5.4)

где – полная биохимическая потребность сточной воды в кислороде, мг/л.

– расчетная концентрация растворенного кислорода в сточных водах, мг/л.

6 Расчет степени очистки сточных вод по изменению реакции рН

Активная реакция природных вод (рН) обычно близка к нейтральной. Изменение реакции воды говорит об ее загрязнении стоками различных предприятий.

Согласно общим требованиям к составу и свойствам воды водоемов реакция (рН) не должна выходить за пределы 6,5 – 8,5.

Допустимую концентрацию кислоты в сточных водах находят по формуле:

, мг-экв./л (6.1)

где – максимальное количество кислоты, которое может быть добавлено к 1 л речной воды без изменения активной реакции воды, мг-экв/л (находят по графику Черкинского, рисунок 6.1);

n – степень разбавления сточных вод.

Пользоваться графиком надо следующим образом. Допустим, что вода имеет рН = 7,25 при щелочности 3 мг/л. Восстановив перпендикуляр из точки 7,25 на оси абсцисс до пересечения с основной кривой, которая соответствует 3 (В-3) и опустив из точки пересече­ния перпендикуляр на правую ось Х_к ординат, находим значение, равное 1,25. Это и есть максимальное количество кислоты в миллилитрах нормального раствора, которое может быть добавлено к 1 л воды водоема по санитарным нормам (Х_к).

Рисунок 6.1 – График для определения максимального количества кислоты на 1 л речной воды, мг-экв/л (по С. Н. Черкинскому)

Необходимая степень очистки сточных вод от кислоты определяется по формуле:

(6.2)

где – содержание кислоты в сточных водах, мг-экв/л.