CC BY
14
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
УДК 628.35
ОПРЕДЕЛЕНИЕ БИОХИМИЧЕСКОЙ ПОТРЕБНОСТИ В КИСЛОРОДЕ В БИОЛОГИЧЕСКИ ОЧИЩЕННЫХ
СТОЧНЫХ ВОДАХ
Инженер-технолог Р. И. Филатова
Центральная научно-исследовательская лаборатория треста «Мосочиствод», Москва
В сточных водах после полной биологической очистки одновременно может совершаться 2 процесса: окисление углеродсодержащих и азотсодержащих веществ, что необходимо учитывать при определении биохимической потребности в кислороде.
По стандартным методам под биохимической потребностью в кислороде (ВПК) подразумевают потребление кислорода только на окисление углеродсодержащих веществ, а расход кислорода на окисление аммонийного азота до нитритов и нитратов не должно учитываться данным определением. Поэтому при определении БПКб в сточных водах .предлагают различные способы учета образующихся окисленных форм азота или используют приемы подавления жизнедеятельности микроорганизмов, окисляющих аммонийный азот до нитритов и нитратов.
В книге «Химический анализ производственных сточных вод» Ю. Ю. Лурье и А. И. Рыбниковой рекомендовано при определении ВПК исследуемых сточных вод ставить (для контроля за началом процесса нитрификации) параллельные склянки, в которых и определяют наличие нитритов. Если в пробе начался процесс нитрификации, что обнаруживают по появлению в воде нитритов в концентрации, превышающей 0,1 жг/л, то дальнейшее определение ВПК (для большего времени инкубации) не осуществляют (стр. 48).
На биологических станциях очистки сточных вод, где ^в результате окислительных процессов нитрификация начинается уже на сооружениях, указанный прием не может быть использован для определения
ВПК.
Н. А. Базякина описала предложенный Ледерером нитратный метод определения ВПК с некоторыми видоизменениями 1.
В лабораториях треста «Мосочиствод» для определения ВПК в очищенных водах использовали 2 метода, позволяющие учитывать потребность кислорода только при окислении углеродсодержащих веществ: нитратный и метод разбавления с предварительной пастеризацией анализируемой пробы и последующим добавлением сточной или речной воды.
В зарубежной печати имеются работы, посвященные вопросам искусственного торможения процесса нитрификации при определении ВПК; они основаны на бактерицидном действии некоторых красителей
1 Н. А. Базякина. Баланс кислорода при работе аэротенка на полную очистку. Изд. АКХ, 1936.
на группу нитрификаторов и денитрификаторов. В частности, рекомендуется добавка метиленовой голубой, которая затормаживает жизнедеятельность указанных групп бактерий.
В центральной научно-исследовательской лаборатории при Кожуховской станции аэрации была проведена работа по сравнительному определению БПКб в очищенных водах 3 указанными методами для определения наиболее точного и в то же время наименее трудоемкого способа.
Ниже будет подробно охарактеризован только метод с метиленовой голубой, так как 2 других были ранее описаны в литературе.
30 28 26 24 22 20 /в
/6 14
12 10
Рис. I. Соотношение между величинами БПКб при определении различными методами.
По оси абсцисс — число и месяц анализа; по оси ординат — величина БПК5
(в мг Ог/л).
а—метод разбавления с метиленовой синей; б — метод разбавления с пастеризацией; в — нитратный метод.
3/Л
13Ш
13/Л
2зт
13/1
13/1
23/1
гзц>
Проба для определения БПК5 с метиленовой синей проводилась обычным методом разбавления, описанным в 'стандартной методике 1 со следующими изменениями: 1) в разбавляющую воду (дистиллированная), кроме 0,3 г ЫаНСОз на 1 л, добавляли 6 мл раствора метиленовой синей 0,05% концентрации; 2) количество растворенного кислорода в исследуемых пробах до и после инкубации определяли по методу Винклера в модификации Риделя—Стюарта. Разрушение цвета, типичного для метиленовой синей, отмечено после окисления шробы 0,2—0,5 мл КМп04 0,1 н. в кислой среде (0,5 мл Н2504 2:3) после выдержки склянок в темноте ¡в течение 15—20 ми'н.
При избытке добавленного перманганата следует влить 1—2 капли щавелевокислого натрия. Растворенный кислород фиксировали обычным способом, описанным в стандартных методах: добавляли 1 мл Мп504 и 2 мл КЛ в ЫаОН. Заметим, что в анализах, проводимых указанным методом, использовали склянки белого стекла.
Параллельные определения БПК5 методом разбавления с пастеризацией осуществляли следующим образом. Исследуемую очищенную сточную жидкость предварительно пастеризовали в водяной бане (80°) с двойным дном. Температура в колбе со сточной водой составляла 71—73°. Время пастеризации 15 мин. Затем пробы охлаждали до 20°
! «Анализ городских сточных вод». Ред. С. Н. Строганов, 1945, стр. 46—48.
и определяли ВПК обычным методом разбавления; в разбавляющую воду, содержащую 0,3 г бикарбоната, добавляли 1 мл бытовой сточной жидкости на 1 л разбавляющей воды.
В течение 1962 г. осуществлены параллельные определения БПКб в очищенной сточной воде с Кожуховской станции аэрации методами разбавления с шастеризацией, разбавления с метиленовой синей 'и нитратным. Полученные результаты приведены на рис. 1. Несколько определений 5-суточной биохимической потребности в кислороде очищенной жидкости было осуществлено, кроме упомянутых выше методов, еще методом разбавления без всякой предварительной подготовки пробы исследуемой воды (рис. 2). Потребление кислорода в пробе воды без предварительной подготовки гораздо выше, чем в параллельных пробах, что подтверждает наличие 2 одновременно идущих процессов — окисления углеродсодержа-щих и азотсодержащих веществ сточной воды. В указанных пробах воды после 5 суток инкубации обнаружены нитриты и «нитраты, в то -время как в пробах с добавкой метиленовой синей окисленных форм азота не было.
Выводы
1. Метод
пастеризации сравнительно с методом разбавления и добавкой метиленовой синей дает постоянно несколько заниженные результаты (в среднем на 3—4 мг]л). Объяснением этого может служить 'прогревание жидкости, влияющее на группы не только нитрифицирующих, но сапрофитных бактерий.
2. Метод разбавления без предварительной подготовки пробы при определении ВПКб в очищенных сточных
водах дает резко завышенные результаты за счет использования части растворенного кислорода на окисление аммонийного азота до нитритов и нитратов.
3. Методика работы с добавкой метиленовой синей весьма удобна и проста, она позволяет значительно сократить затраты времени на анализ и, что особенно важно, уменьшает возможность ошибки за счет неточного выполнения условий пастеризации.
Рис. 2. График зависимости между значениями БПКс при определении
4 методами.
По оси абсцисс — порядок анализов; по оси ординат — величина БПК^ (в мг Ог/л), а — метод простого разбавления; б — метод разбавления с метиленовой синей; в — метод разбавления с пастеризацией;
г — нитратный метод.
ЛИТЕРАТУРА
Базякина Н. А. Баланс кислорода при работе аэротэкка на полную очистку. М., 1936. — Лурье Ю. Ю., Рыбникова А. И. Химический анализ производственных сточных вод. М., 1962. — Строганов С. Н. Анализ городских сточных вод.
М.—Л., 1945.— Abbot W. Е., Water and Sewage Works, 1948, v. 95, p. 424.
Поступила 6/X 1963 г
