ХПК и БПК: что отношение говорит об очищаемости стока

ХПК и БПК: два теста, два разных вопроса

Химическое потребление кислорода — это кислородный эквивалент того в пробе, что способен окислить сильный химический окислитель в кислых условиях. Традиционный тест разлагает пробу дихроматом в серной кислоте при повышенной температуре, обычно в течение двух часов, и переводит израсходованный дихромат в кислородный эквивалент. Он быстрый, воспроизводимый и близок к полному, и в этой полноте весь смысл: он считает и то, до чего бактерии не доберутся, и то, до чего доберутся.

Биохимическое потребление кислорода — это кислород, который микроорганизмы потребляют, окисляя пробу за фиксированную инкубацию. Традиционный тест идёт пять суток при 20 °C, в темноте, с посевным материалом. Он измеряет то, что присутствующие организмы действительно могут использовать внутри этого окна, и в этом одновременно его ценность и его ограничение.

Итак, два числа отвечают на разные вопросы. ХПК спрашивает, сколько окисляемого вещества в воде. БПК спрашивает, сколько из него биологическая популяция может потребить за пять суток. Там, где популяция хорошо адаптирована, а вода не ингибирует, второе близко следует за первым, и отношение между ними высокое. Там, где это не так, величина разрыва и есть ответ на вопрос, на который ни одно из чисел в одиночку не отвечает.

Что видит и чего не видит каждый тест

ХПК видит большинство органических соединений, включая те, что сопротивляются биологической атаке, и видит также некоторые неорганические виды, которые окисляет дихромат: сульфид, сульфит, двухвалентное железо, нитрит и хлорид там, где он не замаскирован. Поэтому значение ХПК может быть завышено веществом, которое не удалит никакой биологический процесс, и солёная сточная вода покажет высокий ХПК по причинам, не имеющим отношения к её органической нагрузке.

БПК видит биоразлагаемую фракцию и только ту её часть, что потребляется за пять суток. Обычно значение приводят по углеродной потребности, хотя нитрифицирующие организмы, внесённые вместе с посевным материалом, тоже потребляют кислород внутри окна и завышают результат. Обратная сторона той же медали — ингибирование: всё, что останавливает организмы, будь то токсикант, крайнее значение pH или остаток обеззараживания, подавляет тест. Поэтому токсичная сточная вода может дать низкое БПК не потому, что вещество стойкое, а потому, что организмы были остановлены прежде, чем смогли поработать.

Отношение БПК к ХПК в сточных водах как первое прочтение

Деление БПК на ХПК для одной и той же пробы даёт долю окисляемого вещества, которую биологическая популяция может потребить за пять суток, и отношение БПК к ХПК в сточных водах читают как первую оценку биоразлагаемости. Обычно приводимые диапазоны приходят из муниципальной и смешанной промышленной практики: выше примерно 0.5 воду обычно называют легко биоразлагаемой, и биологическая ступень подходит без напряжения; между примерно 0.3 и 0.5 биологический маршрут всё ещё реалистичен, но требует адаптированной культуры и более длительного удержания биомассы; ниже примерно 0.3 биологический маршрут будет испытывать трудности сам по себе. Читайте эти диапазоны как отправный метод, а не как спецификацию, потому что это условности из опыта, а не пороги, которым обязана подчиняться конкретная сточная вода.

И отношение по своей природе — грубый инструмент. Это одно число, обобщающее смесь, и две сточные воды с одинаковым отношением могут быть совершенно разными проблемами. Читать по нему очищаемость промышленных сточных вод — отправная точка, а не вывод.

Где отношение вводит в заблуждение

• Низкое отношение не означает стойкое вещество. ХПК включает осаждаемые и взвешенные твёрдые частицы, и большая взвешенная фракция занижает отношение, хотя удаляется осаждением или решёткой, а не биологией. Измерение обоих тестов на фильтрованной пробе разделяет два вопроса.
• Низкое отношение может быть результатом ингибирования, а не биоразлагаемости. Токсикант, выход pH за пределы или остаточный окислитель останавливают организмы в склянке, и БПК падает по причине, которую станция не воспроизведёт, как только сброс будет разбавлен или нейтрализован.
• Низкое отношение может быть результатом посевного материала. Неадаптированный посевной материал не может разложить промышленное соединение за пять суток, тогда как культура на станции, которая видит этот сброс месяцами, может. Лабораторный тест занижает возможности станции.
• Нитрификация в склянке завышает БПК и, следовательно, отношение, поэтому проба с нитрифицирующим посевным материалом и высокой нагрузкой по аммонию читается лучше, чем заслуживает её углеродная потребность.
• Хлорид и другие неорганические восстановители завышают ХПК, поэтому высокосолёная сточная вода даёт слишком низкое отношение, пока помеха не замаскирована.
• Два разных метода ХПК или смена лаборатории дают два разных отношения для одной и той же воды. Сравнивать отношения по разным методам — значит сравнивать методы.
• Пятисуточное окно — условность. Соединение, которое разлагается медленно, может в него вовсе не попасть, поэтому низкое отношение может означать «медленно», а не «невозможно».

Растворимый ХПК в сточных водах отвечает на большее

Измерение обоих тестов на фильтрованной пробе, традиционно через фильтр 0.45 мкм, даёт растворимую пару, и растворимый ХПК в сточных водах — это то, о чём на самом деле спрашивают биологическую ступень. Осаждаемая часть — физическая задача, которая принадлежит выше по потоку: решётке, удалению песка и первичному отстаиванию; растворимая часть — работа, которая доходит до биологии. Там, где общее отношение низкое, а растворимое высокое, станции нужно лучшее удаление взвешенных веществ, а не другая биология.

Два числа и отношение — всё ещё не исследование очищаемости. pH, температура, солёность, наличие конкретного ингибитора и доступность азота и фосфора определяют, может ли биология работать, и ни одно из них не появляется в отношении. Они принадлежат тому же отчёту о пробе.

От отношения к решению о процессе

Как его определить, когда отношение неоднозначно: проведите серию БПК за пять, десять и двадцать суток или используйте респирометр на фактическом посевном материале и читайте форму кривой потребления кислорода, а не отдельную точку на ней. Кривая, которая продолжает подниматься, говорит, что вещество биоразлагаемо и медленно; кривая, которая рано выходит на плато, говорит, что эта популяция не потребит его за полезное время.

Там, где отношение высокое, решение простое: биологическая ступень, рассчитанная по органической нагрузке и нагрузке по азоту. Там, где оно умеренное, решение касается времени и адаптации, что обычно означает более длительное удержание биомассы и объём усреднения, а не другой процесс. Там, где растворимое отношение действительно низкое на воде, испытанной с адаптированным посевным материалом, выбор стоит между разрушением стойкой фракции до биологии химической окислительной ступенью, такой как реагент Фентона или микроэлектролиз, и удалением остатка физико-химическими средствами в конце цепочки. Оба маршрута разобраны на странице химической и глубокой доочистки, и какой применим, решают соединения в воде, а не одно отношение.

Типичные ошибки

• Считать отношение порогом сдачи для биологической очистки и бросать вопрос, как только оно выше порога.
• Сравнивать БПК и ХПК, измеренные на разных пробах или на одной пробе при разных разведениях, когда одно из двух было вне своего рабочего диапазона.
• Читать подавленное БПК как доказательство стойкого вещества, не проверив токсичность, pH и остаточный окислитель.
• Сравнивать значения ХПК из двух лабораторий, использующих разные методы разложения или разное маскирование хлорида.
• Приводить отношение для сырой сточной воды, когда вопрос касается растворимой фракции, которая доходит до биологии.
• Забывать, что расчётное число — это нагрузка, а не концентрация: то же отношение при вдвое большем расходе — вдвое большая проблема.

Самопроверка перед тем, как отношение решит процесс

• Были ли тесты ХПК и БПК выполнены на одной пробе, в одно время, одной лабораторией?
• Представительна ли проба для нагрузки, которую увидит станция, включая день пикового производства, а не тихий?
• Рассчитано ли отношение и для общей, и для фильтрованной пробы?
• Проверялась ли проба на ингибиторы и выполнялось ли БПК с адаптированным посевным материалом там, где задействован промышленный сброс?
• Приводится ли значение ХПК вместе с его методом, чтобы его можно было сравнить с более ранними результатами?
• Выполнялся ли более длительный или респирометрический тест там, где отношение лежит в неоднозначном диапазоне?
• Заявлен ли норматив сброса, чтобы требуемую степень удаления читать из разрешения, а не из отношения?
• Записывается ли нагрузка в килограммах в сутки рядом с концентрацией?

От отношения к технологической цепочке

Отношение — первая страница вопроса об очищаемости, а не последняя. Оно говорит, есть ли у биологии шанс сама по себе, а остальная часть ответа приходит от конкретных соединений, норматива сброса, расхода и теста, выполненного на реальной воде с реальным посевным материалом. Таблица расчётного качества исходного стока и таблица нормативов сброса от технологической цепочки задают два конца этого расчёта, а там, где стойкую фракцию нужно разрушить до биологии, страница химической и глубокой доочистки описывает оборудование для дозирования и окисления, которое это делает. Что удалит из вашей воды один модульный блок, подтверждается с заводом для вашего анализа исходного стока и вашего норматива сброса, а не берётся из таблицы.