13.3.1 Види та призначення аналізів

Стічна рідина має складний склад забруднень органічної та мінеральної природи, які знаходяться у завислому, колоїдному та розчиненому стані.

         Завислі забруднення мають широкий діапазон значень гідравлічної крупності і діляться на осідаючі та неосідаючі. Приблизне співвідношення у побутових стічних водах органічних та мінеральних речовин відповідно 58 та 42%. Отже, склад забрудненої стічної рідини визначає необхідну ефективність роботи тих чи інших технологічних комплексів очисних станцій. Якщо доля осідаючих мінеральних суспензій збільшена, особливу увагу необхідно приділяти контролю за роботою первинних відстойників, пісколовок та споруд з обробки осадів. Якщо ж у стічній рідині переважають неосідаючі органічні суспензії та колоїди, то увага повинна бути направлена на контроль за роботою споруд біохімічного очищення. Якщо у стічній рідині збільшена доля розчинених мінеральних речовин, необхідно підсилити контроль за роботою споруд для очищення стічних вод.

         Під час експлуатації очисних споруд може змінюватись дольове співвідношення різних видів забруднень як за фазово-дисперсним складом, так і за природою. У таких випадках періодично, у залежності від зміни витрат стічних вод та при підключенні нових об'єктів каналізування, необхідно виконувати контрольні аналізи і визначати дольове співвідношення завислих осідаючих (за 2 год.) та неосідаючих, колоїдних і розчинених речовин, причому визначити зольність кожної фракції. У пусковий період вибір показників забруднень диктується як проектними даними споруд, так і фактичними властивостями забруднень стічних вод, а також видом налагоджуваних у даний момент каналізаційних споруд.

         У стічній рідині, яка поступає на очисні споруди, після пісколовки і повного біохімічного очищення, виконуються повний хімічний та бактеріологічний аналізи, які включають такі основні показники: температуру, колір, запах, активну реакцію середовища (рН), ступінь прозорості у натуральній пробі у воді після 1,5-2 год. відстоювання, осад за об'ємом, завислі речовини та втрата при прожарюванні, азот амонійний, азот нітратів, окислюваність у натуральній пробі у воді після 2 год. відстоювання, потреба у кисні (БПК), хлориди, сульфати, фосфати, залізо та розчинений кисень.

         Для оцінки роботи окремих споруд можна виконувати скорочені об'єми аналізів. Аналізи за скороченою схемою при наладці включають такі показники: температуру, запах, активну реакцію (рН), лужність, ступінь прозорості, осад за об'ємом, завислі речовини, окислюваність, БПК, групу азоту та хлоропоглинання.

         Аналіз за скороченою схемою виконують у середньозмінних пробах (при стабільному складі), які відбираються у трьох точках: перед спорудами механічного, біохімічного очищення та на виході із очисних станцій після контактного резервуару. Можливі ще аналізи у разових пробах на вологість піску, сирого та зброженого осаду, вільного кисню, мулового індексу і т. п.

Температуру стічної рідини вимірюють, щоб визначити інтенсивність протікання процесів осідання, біохімічного окислення та коагуляції, а також щоб запобігти різним змінам умов роботи активного мулу, який чутливий до змін температури. Температуру вимірюють водночас з відбором проб усіх видів у спорудах. Термометри повинні мати ціну поділки не вище 0,5ºС.

Забарвлення свіжої господарсько-побутової води сіре, але в результаті загнивання може стати чорним (утворюється сернисте залізо). Промислові стоки можуть суттєво змінити забарвлення міських стічних вод. Лабораторні визначення забарвлення стічних вод виконують у відфільтрованій пробі.

Прозорість стічної рідини визначають у прозорому безкольоровому циліндрі з плоскопаралельним дном відносно до підставки. Висота стовпу рідини, через який можна прочитати спеціальний шрифт Снеллена, дає величину прозорості у см. Сира відфільтрована стічна рідина має прозорість біля 2 см, вода після повного біохімічного очищення не менше 20 см, після доочищення – більше 36 см.

Запах стічної рідини може характеризуватись тільки за двома категоріями – свіжа вона або така, що загнила, що служить для загальної характеристики.

Активна реакція у загальних рисах може бути визначена індикаторами: лакмусовий папірець у кислому середовищі має червоний колір, у лужному – синій, метилоранж – відповідно червоний та жовтий, фенолфталеїн – безкольоровий і червоний (кармін). Водневий показник (рН) може бути визначений колориметрично та за допомогою приладів. Він служить для управління процесами анаеробного зброжування осадів, біохімічного очищення і т. д. та корелюється домішками відповідних реагентів (кислот та лугів).

         Загальний вміст забруднюючих речовин – сухий залишок – визначають випаровуванням нефільтрованої проби рідини у сушильній шафі при температурі до 105ºС, після чого осад зважують у герметичних бюксах або в ексікаторах. Подальше прожарювання проби у муфельній печі при температурі 600-700ºС дозволяє визначити зольність (щільний залишок). Різниця між сухим та щільним залишками полягає у втраті при прожарюванні, тобто характеризує органічну частину загального вмісту забруднень у стічній рідині.

Розчинені забруднення визначають як різницю між сухим залишком у нефільтрованій та відфільтрованій пробах, аналогічно визначають їх склад за органічною та мінеральною частинами.

Колоїди  визначають або спиртовим методом або за допомогою мембран (Лурьє Ю. Ю. Унифицированные методы анализа вод. М., “Химия” 1973).

Осідаючі завислі речовини визначають осіданням (сухий залишок після 2 год. відстоювання проби у циліндрі Лисенко).

Неосідаючі завислі речовини можна обчислити як різницю між сухим залишком вихідної проби та сумою сухих залишків та завислих речовин, які осіли.

Азот у вигляді амонійних солей, нітратів, нітритів та загального органічного вмісту, який визначається спеціальними механічними методами, свідчить про етапи розпаду органічних речовин і споживання біогенних елементів у процесі обробки забруднень стічної рідини. Загальний вміст азоту, який визначається методом Кьєльдаля, не включає у себе нітритів та нітратів, а тільки азот і аміак.

Розчинений кисень визначають для характеристики кисневого режиму у муловій суміші та для контролю якості очищеної рідини, а також при визначенні продуктивності аераційного обладнання. Для цього необхідно знати розчинність кисню у воді, яка залежить від температури та концентрації солей, зокрема хлоридів. Для приблизних експлуатаційних технологічних розрахунків рекомендується користуватись спрощеною залежністю, яка не враховує вплив іонів солей:

         Температура, ºС . . .              0        5        10    15      20      25     30

         Розчинність О₂, мг/л . . .       14,6  12,8   11,3  10,1    9,2    8,4    7,6.

Проміжні значення можна обчислити за інтерполяцією.

Окислюваність за перманганатом калію умовно характеризує вміст легкоокислюваних органічних та мінеральних речовин. Цей параметр не може замінити визначення БСК, але необхідний для орієнтовної оцінки ступеня забруднення стічної рідини з відомим складом та вибору правильності розбавлення при визначенні БСК.

Хімічне споживання кисню (ХСК), окислюваність за перманганатом калію свідчить про наявність речовин та їх концентрацію при обробці сильними окислювачами. Значення параметра ХСК у найбільшій мірі проявляється при визначенні схильності забруднень стічної рідини до біохімічного окислення шляхом оцінки співвідношення БСК/ХСК = 0,7-0,8, а для біохімічно очищених – 0,4-0,1. Якщо БСК очищеної води не досягає заданої величини (15-20 г/м³), але відношення БСК/ХСК менше 0,4, то до ефективності роботи споруд біохімічного очищення не можна пред'являти ніяких вимог, а треба добиватись заданого ефекту роботи споруд доочищення та обеззаражування.

Відносна стійкість, яка виражається у процентному відношенні загального вмісту вільного та зв'язаного кисню у пробі до його кількості, необхідної для біохімічного окислення наявних у пробі органічних забруднень, свідчить про стійкість стічної рідини до загнивання. Обезбарвлення проби з метиленовою синькою свідчить про наявність анаеробних процесів. Практично стійкою (стабільною) вважається вода, якщо величина відносної стійкості 99% наступає на двадцяту добу, коли відбулося обезбарвлення проби.

         Відносна стійкість дає тільки загальне уявлення про наявність органічних речовин, які здатні до загнивання. При регулярному визначенні розчиненого кисню, БСК, нітритів та нітратів у очищеній воді цим параметром користуватись не рекомендується. Його визначення можна застосовувати тільки для обладнання невеликої продуктивності, де неможливе виконання частих та складних аналізів.

Біохімічне споживання кисню (БСК), незважаючи на значні погрішності методу при складному складі забруднень міських стічних вод, була і залишається головним параметром для оцінки якості та обліку ступеня очищення, а також при розробці нових модифікованих експрес-методів визначення. БСК повинно бути основним параметром регулювання аераційних споруд біохімічного очищення та пов'язане з поняттями швидкості вживання кисню, навантажень, приросту мула та ін. Як правило, слід користуватись величиною БСК, але при стабільному складі забруднень стічних вод можна для оцінки технологічних параметрів застосовувати співвідношення БСК/ХСК = 0,7-0,8. При визначенні БСК манометричним методом на апараті Варбурга слід приводити виміряне за стійкою кореляційною залежністю. Найбільш раціонально було б безперервне вимірювання БСК спеціальними приладами, які з'явились у світовій практиці і розробляються у нашій країні.

Швидкість споживання кисню активним мулом, яка визначається на апараті Варбурга або полярографічним методом, свідчить про ступінь активності мулу та про ступінь його регенерації. Другим методом визначення цих характеристик є визначення дегідрогеназної активності мулу, заснована на утворенні формазану червоного кольору або безкольорового трифенилтетразоліумхлориду (ТТХ) при інкубації проби протягом однієї години. Швидкість споживання кисню або дегідрогеназна активність служать контролюючими величинами для регулювання роботи аеротенків. При визначених значеннях концентрації активного мулу дегідрогеназна активність може дати інформацію і про навантаження на мул. Така кореляція установлюється при наладці аеротенків, фіксується у технологічному регламенті та при відносно незмінному складі і концентрації забруднень стічних вод може замінити визначення БСК для оперативного щоденного контролю. БСК необхідно буде визначати тільки при періодичному повному аналізі стічної рідини.

Бактеріологічні аналізи очищеної стічної рідини свідчать про ступінь її обеззаражування. Бактерії Coli є типовими представниками кишкової мікрофлори, яка супроводжує фекальні стічні води, і свідчить про можливість наявності патогенних мікроорганізмів. Колі-тітp, найменша кількість води у мл, у якій утримуються бактерії колі, є основним показником ступеня бактеріального забруднення стічної рідини. Показником ступеня обеззаражування може служити тільки колі-тітp очищеної та обеззараженої води, який установлюється вимогами органів санітарно-епідеміологічної служби.

У місцевих Правилах приймання конкретизується порядок відбору проб стічних вод на аналіз, порядок їх оформлення, а також порядок проведення аналізу проб.