Термины, связанные с канализацией, которые мы сегодня разберем, хорошо-известны и знакомы каждому. Один называется ХПК, а другой — БПК. Многие люди могут не воспринимать их всерьез и думать, что они просто раздувают из мухи слона.
Как люди, занимающиеся очисткой сточных вод, мы в первую очередь сталкиваемся с ХПК, БПК, аммиачным азотом, общим фосфором и взвешенными твердыми веществами. Последние три относительно интуитивно понятны: аммиачный азот, общий фосфор и взвешенные вещества, что можно понять по их названиям. Но ХПК и БПК — это совершенно разные вещи.
Один называется химической потребностью в кислороде, а другой — биохимической потребностью в кислороде. У многих людей, впервые занимающихся очисткой сточных вод, возникает вопрос: что измеряют эти два показателя? Почему они существуют одновременно?
В реальной эксплуатации канализации они являются не только важными показателями для оценки степени загрязнения сточных вод, но и важными критериями определения пригодности сточных вод к биохимической очистке. В этой статье четко объясняются эти две концепции.
1, ХПК: общее количество органических веществ в воде, которые могут быть окислены.
При очистке сточных вод полное название ХПК — «Химическая потребность в кислороде».
По-китайски это называется «химическая потребность в кислороде».
Этот показатель описывает, сколько кислорода требуется для всех окисляемых веществ в воде.
Проще говоря, если вся органика в канализации «сожжена», то теоретически сколько кислорода потребуется.
Процесс «горения» осуществляется не огнем в лаборатории, а сильными окислителями.
В настоящее время наиболее часто используемым методом является метод с дихроматом калия.
При высокой температуре и сильной кислотности дихромат калия может окислять органические вещества в сточных водах. Количество кислорода, потребляемого в процессе окисления, преобразуется в значение ХПК.
ХПК обычно выражается в мг/л.
Например, если ХПК определенных сточных вод составляет 300 мг/л, это означает, что если все загрязняющие вещества в воде окисляются, необходимо примерно 300 миллиграммов кислорода.
Таким образом, ХПК можно понимать как «индекс общего количества» органических загрязнителей в воде.
Независимо от того, могут ли эти органические соединения быть утилизированы микроорганизмами или нет, если они способны окисляться, они будут включены в расчет. Это также причина, почему ХПК широко используется в технике.
2. БПК: органические вещества, которые микроорганизмы действительно могут «съедать».
По сравнению с COD, BOD фокусируется на другом.
Полное название БПК — биохимическая потребность в кислороде.
По-китайски это называется биохимической потребностью в кислороде.
Этот показатель описывает, сколько кислорода необходимо микроорганизмам для разложения органических веществ.
То есть в процессе «поедания» органики в воде микроорганизмами расходуется растворенный кислород.
Количество потребляемого кислорода – БПК.
В реальных испытаниях наиболее распространенным является: БПК ₅.
Значение: 5-дневная биохимическая потребность в кислороде.
Экспериментальный процесс обычно выглядит следующим образом:
Возьмите бутылку с пробой воды и измерьте исходное содержание растворенного кислорода.
Затем поместите образец воды в инкубатор с постоянной температурой 20 градусов на 5 дней культивирования.
Повторно измерьте растворенный кислород через 5 дней.
Разница в растворенном кислороде до и после составляет БПК ₅.
Этот показатель фактически отражает долю органических веществ в сточных водах, которая может быть утилизирована микроорганизмами.
Поэтому БПК обычно рассматривают как индикатор биоразлагаемости органических веществ.
3. Основное различие между ХПК и БПК.
Многие люди склонны смешивать ХПК и БПК, но их точки зрения совершенно разные. Это можно понять в простой фразе:
ХПК относится ко всем органическим веществам.
БПК относится к органическим веществам, которые могут потребляться микроорганизмами.
Приведите простой пример.
Предположим, в стакане воды есть две вещи:
Один из них — сахар
Один тип – пластиковые фрагменты.
Сахар легко разлагается микроорганизмами, а пластик микроорганизмами практически не утилизируется.
Если измеряется ХПК, в расчет будут включены оба вещества.
Если измеряется БПК, то это в основном отражает сахарный компонент.
Поэтому в подавляющем большинстве сточных вод наблюдается ситуация, когда ХПК всегда превышает БПК.
4. Взаимосвязь между ХПК и БПК.
В проектах очистки сточных вод ХПК и БПК часто используются вместе.
Потому что они могут отражать очень важную информацию: биоразлагаемость сточных вод.
В технике для определения БПК/ХПК часто используется простое соотношение.
То есть соотношение B/C.
Чем выше это соотношение, тем больше органических веществ в сточных водах может быть использовано микроорганизмами.
Generally speaking, B/C ratio with biodegradability>0,45 – очень хорошо, 0,3–0,45 – лучше, 0,2–0,3 – средне.<0.2 is poor
Если соотношение B/C очень низкое, это часто указывает на то, что в воде много трудно разлагаемых органических соединений.
Например:
Краска сточных вод
фармацевтические сточные воды
Химические сточные воды
В этом случае полагаться исключительно на биохимическое лечение зачастую сложно. Необходимо сотрудничать с: процессом окисления, процессом адсорбции и процессом глубокой очистки.
5. Методы измерения ХПК и БПК.
В реальных испытаниях существует значительная разница в методах измерения ХПК и БПК.
Обнаружение ХПК
Для обнаружения ХПК обычно используется метод дихромата калия.
Этапы эксперимента примерно следующие:
Добавьте дихромат калия.
Добавьте серную кислоту и катализатор.
Высокотемпературное пищеварение
После реакции ХПК можно определить титрованием или фотометрией. Весь процесс тестирования обычно занимает около 2 часов. Таким образом, ХПК является очень распространенным индикатором мониторинга при работе очистных сооружений. Многие очистные сооружения даже оснащены онлайн-счетчиками ХПК.
Обнаружение БПК
Тестирование БПК совершенно другое. Разложение органических веществ происходит с помощью микроорганизмов.
Требование эксперимента: культивировать в течение 5 дней.
Весь процесс включает в себя:
разбавление пробы воды
Инокулировать микроорганизмы
культивирование при постоянной температуре
Определение изменений растворенного кислорода
Следовательно, время обнаружения БПК относительно велико. В повседневной работе БПК часто не обнаруживается каждый день. Чаще используется для проектирования процессов, оценки качества воды и анализа биоразлагаемости.
6, некоторый опыт инженерной деятельности
ХПК обычно является наиболее распространенным контрольным показателем при работе очистных сооружений.
Причина проста: высокая скорость обнаружения и своевременный возврат данных.
Например, изменения входящего ХПК могут быстро отражать колебания качества воды.
А БПК больше похож на «эталонный индикатор».
БПК можно использовать для определения того, подходит ли система для биологической очистки.
На этапе проектирования инженеры часто уделяют внимание соотношению B/C.
Если соотношение B/C слишком низкое, необходимо рассмотреть необходимость предварительной обработки.
Кроме того, БПК часто используется для расчета нагрузки ила в системах активного ила.
Например, F в соотношении F/M обычно основан на БПК.
В заключение
ХПК и БПК являются двумя наиболее фундаментальными показателями очистки сточных вод.
ХПК отражает общее количество органических загрязнителей в воде.
БПК отражает долю органических веществ, которую микроорганизмы могут разлагать.
Проще говоря:
ХПК означает «общее загрязнение».
БПК означает «разлагаемое загрязнение».
Сочетание этих двух показателей зачастую позволяет получить более полную оценку качества сточных вод. Во многих случаях инженерного опыта проектировщики и операторы могут сделать приблизительное суждение о сложности очистки потока сточных вод, если видят два числа ХПК и БПК.