25/01/2022
Wraz z wprowadzeniem Ustawy o czystej wodzie i utworzeniem Amerykańskiej Agencji Ochrony Środowiska (EPA) w latach 70. XX wieku, podmioty przemysłowe, instytucjonalne i komercyjne zostały zobowiązane do ciągłego podnoszenia jakości odprowadzanych przez siebie ścieków przemysłowych. Równocześnie wzrost liczby ludności i produkcji spowodował zwiększenie zużycia wody, co z kolei przyczyniło się do wzrostu ilości generowanych ścieków. To zwiększone zużycie wody i produkcja ścieków przemysłowych wymagają skuteczniejszego usuwania produktów ubocznych i zanieczyszczeń, aby odprowadzanie ścieków mieściło się w ustalonych limitach regulacyjnych dotyczących ochrony środowiska. Badania ścieków są kluczowe dla zapewnienia, że oczyszczalnie ścieków skutecznie chronią nasze zasoby wodne.

- Kategorie badań ścieków
- Badanie związków organicznych (BZT, ChZT, TOC, O&G)
- Badanie BZT (Biochemiczne Zaptrzebowanie Tlenu)
- Badanie ChZT (Chemiczne Zaptrzebowanie Tlenu)
- Badanie TOC (Całkowity Węgiel Organiczny)
- Stężenie a ładunek zanieczyszczeń
- Badanie O&G (Oleje i smary)
- Często zadawane pytania (FAQ)
Kategorie badań ścieków
Określenie jakości ścieków, ustalone w pozwoleniach środowiskowych od lat 70. XX wieku, opiera się na serii testów laboratoryjnych skupiających się na czterech głównych kategoriach:
- Związki organiczne – określenie stężenia związków na bazie węgla (tj. organicznych) w celu ustalenia względnej „siły” ścieków [np. biochemiczne zapotrzebowanie na tlen (BZT), chemiczne zapotrzebowanie na tlen (ChZT), całkowity węgiel organiczny (TOC) oraz oleje i smary (O&G)].
- Substancje stałe – pomiar stężenia cząstek stałych, które mogą się rozpuszczać lub zawieszać w ściekach [np. substancje stałe ogółem (TS), substancje stałe zawieszone ogółem (TSS), substancje stałe rozpuszczone ogółem (TDS), substancje lotne ogółem (TVS) i substancje stałe nieorganiczne ogółem (TFS)].
- Substancje odżywcze – pomiar stężenia docelowych substancji odżywczych (np. azotu i fosforu), które mogą przyczyniać się do przyspieszenia eutrofizacji (tj. naturalnego starzenia się zbiorników wodnych).
- Właściwości fizyczne i inne parametry wpływu – testy analityczne mające na celu pomiar zróżnicowanej grupy składników, które bezpośrednio wpływają na podatność ścieków na oczyszczanie (np. temperatura, barwa, pH, mętność, zapach).
Rysunek 1. Interakcja kategorii analizy ścieków i testów laboratoryjnych.
Chociaż testy analityczne ścieków są często dzielone na kategorie, ważne jest, aby zrozumieć, że testy te nie są od siebie niezależne (Rysunek 1). Innymi słowy, potencjalne zanieczyszczenie zidentyfikowane przez jeden test w jednej kategorii może zostać również zidentyfikowane w innym teście w oddzielnej kategorii. Na przykład, substancje organiczne w próbce ścieków reprezentowane przez BZT będą również reprezentowane w spektrum substancji stałych, albo jako cząstki zawieszone (TSS), albo rozpuszczone (TDS). Dla większości osób pełne zrozumienie standardowych metod wymaganych do dokładnego wykonania krytycznych testów analitycznych ścieków nie jest konieczne. Jednak fundamentalne zrozumienie teorii, która za nimi stoi, oraz praktyczna wiedza na temat podstawowych procedur stosowanych w każdym teście, a także odpowiedzi na często zadawane pytania dotyczące każdego testu, mogą być cennym narzędziem dla każdego, kto jest zaangażowany w generowanie, monitorowanie, oczyszczanie lub odprowadzanie ścieków przemysłowych.
Niniejsza publikacja ma na celu zapewnienie solidnej wiedzy praktycznej na temat jednej z głównych kategorii testów analitycznych ścieków: Związki organiczne.
Badanie związków organicznych (BZT, ChZT, TOC, O&G)
Testy analityczne mające na celu ustalenie stężenia (zwykle w mg/L lub ppm) materii organicznej (tj. zawierającej węgiel) są tradycyjnie stosowane do określenia względnej „siły” próbki ścieków. Obecnie istnieją cztery popularne testy laboratoryjne stosowane do określenia całkowitej ilości materii organicznej (tj. stężeń > 1,0 mg/L) w ściekach:
- BZT (biochemiczne zapotrzebowanie na tlen)
- ChZT (chemiczne zapotrzebowanie na tlen)
- TOC (całkowity węgiel organiczny)
- O&G (oleje i smary)
Czy moje ścieki są „silnie zanieczyszczone”?
Ścieki generowane przez obiekty komercyjne, przemysłowe i instytucjonalne są zazwyczaj określane jako „silnie zanieczyszczone” w porównaniu do typowych ścieków bytowych. Tabela 1 przedstawia typowe stężenia (mg/L) związków organicznych występujących w nieoczyszczonych ściekach bytowych. Tabela ta może być wykorzystana do zrozumienia, jak niesanitarne ścieki przemysłowe mają się do typowych ścieków bytowych.
| Składniki | Jednostka | Typowe stężenie (mg/L) | ||
|---|---|---|---|---|
| Niskie | Średnie | Wysokie | ||
| BZT (biochemiczne zapotrzebowanie na tlen) | mg/L | 110 | 190 | 350 |
| ChZT (chemiczne zapotrzebowanie na tlen) | mg/L | 250 | 430 | 800 |
| TOC (całkowity węgiel organiczny) | mg/L | 80 | 140 | 260 |
| O&G (oleje i smary) | mg/L | 50 | 90 | 100 |
| Zaadaptowano z Metcalf & Eddy, Inc., 2003 | ||||
Akronimy analizy ścieków:
Związki organiczne:
- BZT - biochemiczne zapotrzebowanie na tlen
- ChZT - chemiczne zapotrzebowanie na tlen
- TOC - całkowity węgiel organiczny
- O&G - oleje i smary
Substancje stałe:
- TS - substancje stałe ogółem
- TSS - substancje stałe zawieszone ogółem
- TDS - substancje stałe rozpuszczone ogółem
- TVS - substancje lotne ogółem
- TFS - substancje stałe nieorganiczne ogółem
Substancje odżywcze:
- NH3 - amoniak
- TKN - całkowity azot Kjeldahla
- N-N - azotyny/azotany
- TP - całkowity fosfor
Badanie BZT (Biochemiczne Zaptrzebowanie Tlenu)
BZT jest tradycyjnym, najczęściej stosowanym testem do ustalania stężenia materii organicznej w próbkach ścieków (tj. względnej siły). BZT opiera się na zasadzie, że jeśli dostępna jest wystarczająca ilość tlenu, aerobowy biologiczny rozkład (tj. stabilizacja odpadów organicznych) przez mikroorganizmy będzie trwał do momentu całkowitego zużycia odpadów.
Test BZT jest również znany jako „BZT5”, ponieważ opiera się na dokładnym pomiarze DO (tlenu rozpuszczonego) na początku i na końcu pięciodniowego okresu, w którym próbka jest przechowywana w ciemnych, inkubowanych warunkach (tj. 20°C lub 68°F). Zmiana stężenia DO w ciągu pięciu dni reprezentuje „zapotrzebowanie na tlen” dla oddychania przez aerobowe mikroorganizmy biologiczne w próbce. Pięciodniowy okres realizacji jest nieodłączną wadą testu, ponieważ personel systemu oczyszczania ścieków nie może go wykorzystać do dokonywania korekt operacyjnych w czasie rzeczywistym. Rozszerzony test UBZT (ostateczne BZT), który mierzy zużycie tlenu po 60 dniach lub dłużej, jest czasami wymagany w pozwoleniach na odprowadzanie ścieków.
Procedury badania BZT
Aby zapewnić prawidłową aktywność biologiczną podczas badania BZT, próbka ścieków:
- Musi być wolna od chloru. Jeśli w próbce obecny jest chlor, przed badaniem należy dodać substancję dechlorującą (np. siarczyn sodu).
- Musi mieć pH w zakresie 6,5-7,5 S.U. Jeśli próbka wykracza poza ten zakres, należy dodać kwas lub zasadę w zależności od potrzeb.
- Musi mieć istniejącą odpowiednią populację mikrobiologiczną. Jeśli populacja drobnoustrojów jest niewystarczająca lub nieznana, dodaje się roztwór „szczepionki” bakterii wraz z niezbędnym buforem odżywczym, który zapewnia witalność populacji bakterii.
Stosuje się specjalistyczne butelki BZT o pojemności 300 ml, zaprojektowane tak, aby można je było całkowicie napełnić bez przestrzeni powietrznej i zapewnić hermetyczne zamknięcie. Butelki napełnia się badaną próbką lub wodą do rozcieńczania (destylowaną lub dejonizowaną) i dodaje się różne ilości próbki ścieków, aby odzwierciedlić różne rozcieńczenia. Co najmniej jedną butelkę napełnia się tylko wodą do rozcieńczania jako kontrolę lub „próbę ślepą”. Miernik DO służy do pomiaru początkowego stężenia tlenu rozpuszczonego (mg/L) w każdej butelce, które powinno wynosić co najmniej 8,0 mg/L. Każda butelka jest następnie umieszczana w ciemnym inkubatorze w temperaturze 20 °C na pięć dni. Po pięciu dniach (± 3 godziny) miernik DO jest ponownie używany do pomiaru końcowego stężenia tlenu rozpuszczonego (mg/L), które w idealnym przypadku będzie redukcją o co najmniej 4,0 mg/L. Końcowy odczyt DO jest następnie odejmowany od początkowego odczytu DO, a wynik jest stężeniem BZT (mg/L). Jeśli próbka ścieków wymagała rozcieńczenia, odczyt stężenia BZT jest mnożony przez współczynnik rozcieńczenia.
APHA Standard Methods for BOD Measurement
- 5210 B. 5-dniowy test BZT 1, 2
- 5210 C. Ostateczny test BZT
- 5210 D. Metoda respirometryczna 1
1 Metoda zatwierdzona przez EPA
2 Najpopularniejsza metoda
Co to jest DO (tlen rozpuszczony)?
Jak sama nazwa wskazuje, test DO mierzy stężenie tlenu rozpuszczonego w próbce wody lub ścieków. Pomiar DO najczęściej odbywa się za pomocą elektronicznego miernika wyposażonego w specjalistyczną sondę DO. Na stężenie DO w próbce wody znacząco wpływają:
- Temperatura: Wraz ze wzrostem temperatury wody DO maleje (tj. im cieplejsza woda, tym mniej tlenu zatrzymuje) (Tabela 2).
- Zasolenie: Wraz ze wzrostem zasolenia wody DO maleje (tj. im bardziej słona woda, tym mniej tlenu zatrzymuje).
- Ciśnienie atmosferyczne: Wraz ze wzrostem ciśnienia DO również wzrasta (tj. woda zatrzymuje mniej tlenu wraz ze wzrostem wysokości).
| Temperatura | Stężenie (mg/L) DO przy nasyceniu | |
|---|---|---|
| °C | °F | |
| 0 | 32 | 14.6 |
| 5 | 41 | 13.1 |
| 10 | 50 | 11.3 |
| 15 | 59 | 10.1 |
| 20 | 68 | 9.1 |
| 25 | 77 | 8.2 |
| * Zaadaptowano z Metcalf & Eddy, 2003 | ||
| Temperatura metody badania BZT | ||
Jak to możliwe, że moje ścieki mają BZT 1500 mg/L, skoro czysta woda o temperaturze 68 °F może zawierać tylko 9,1 mg/L DO (Tabela 2)?
Odpowiedzią jest rozcieńczanie seryjne — procedura, która pozwala na stopniowe zmniejszanie stężenia (zwykle 10-krotne) pełnowartościowych ścieków w wodzie DI (dejonizowanej), jak pokazano na Rysunku 2 poniżej. Po rozcieńczeniu wynikająca z tego różnica między początkowym i końcowym odczytem DO musi zostać po prostu pomnożona przez współczynnik rozcieńczenia, aby określić ostateczny wynik BZT. Na przykład: 1,0 ml pełnowartościowej próbki ścieków dodane do 9,0 ml wody DI daje 0,1 rozcieńczenie ścieków. Redukcja stężenia DO (mg/L) musi zostać następnie pomnożona przez 10, aby określić ostateczne stężenie BZT.
Rysunek 2. Logarytmiczne (10-krotne) seryjne rozcieńczanie ścieków
Mój raport laboratoryjny zawiera wyniki w „ppm”. Co to znaczy?
Większość wyników badań ścieków jest podawana w miligramach na litr (mg/L) lub częściach na milion (ppm). Dobrą wiadomością jest to, że te dwie jednostki są równe i dlatego są wymienne! Należy jednak zawsze zwracać uwagę na podawane jednostki. Niektóre parametry ścieków (np. metale ciężkie) są często podawane w mniejszych jednostkach, takich jak mikrogramy na litr (µm/L) lub części na miliard (ppb).
Badanie ChZT (Chemiczne Zaptrzebowanie Tlenu)
ChZT jest najpopularniejszym alternatywnym testem do BZT w celu ustalenia stężenia materii organicznej w próbkach ścieków. Wykonanie testu ChZT zajmuje tylko kilka godzin, co stanowi jego dużą przewagę nad 5-dniowym testem BZT. Personel systemu oczyszczania ścieków może wykorzystać ChZT jako parametr korekty operacyjnej niemal w czasie rzeczywistym. Test ChZT może badać ścieki, które są zbyt toksyczne dla testu BZT.
Test ChZT należy traktować jako niezależny pomiar materii organicznej w próbce ścieków, a nie jako substytut testu BZT. Test ChZT wykorzystuje substancję chemiczną (dwuchromian potasu w 50% roztworze kwasu siarkowego), która „utlenia” zarówno substancje organiczne (dominujące), jak i nieorganiczne w próbce ścieków, co powoduje wyższe stężenie ChZT niż stężenie BZT dla tej samej próbki ścieków, ponieważ tylko związki organiczne są zużywane podczas testu BZT.
Najpopularniejsza obecnie metoda badania ChZT obejmuje stosowanie zamkniętych i podgrzewanych (tj. z zamkniętym refluksem) fiolek przygotowanych fabrycznie o niskim zakresie (3-150 ppm) lub wysokim zakresie (20-1500 ppm), które zmieniają kolor z pomarańczowego na zielony w zależności od stopnia utlenienia i które są odczytywane za pomocą laboratoryjnego kolorymetru.
Procedury badania ChZT
Przed przystąpieniem do testu ChZT przygotowuje się serię znanych wzorców przy użyciu KHP (wodorooftalanu potasu). Większość próbek ścieków będzie mieścić się w zakresie wysokim, dlatego zazwyczaj przygotowuje się wzorce o stężeniach 100, 250, 500 i 1000 mg/L. Wzorce ChZT można również kupić. Reaktora/bloku grzewczego ChZT (150°C) i kolorymetru są włączane, aby oba urządzenia mogły się ustabilizować. Fiolki przygotowane fabrycznie o niskim zakresie (3-50 ppm) lub wysokim zakresie (20-1500 ppm) są wybierane do testu ChZT w zależności od oczekiwanych wyników. Oba zakresy mogą być użyte, jeśli oczekiwane wyniki są nieznane. Jedna fiolka jest oznaczana jako „próba ślepa”, a trzy lub cztery fiolki są oznaczane znanymi poziomami wzorców. Dwie fiolki są następnie oznaczane dla próbki ścieków w celu wykonania powtórzenia. Uwaga: Jeśli wykonywanych jest wiele próbek ścieków, co najmniej 10% próbek jest powtarzanych. Do każdej fiolki dodaje się 2 ml cieczy. W przypadku „próby ślepej” dodaje się 2 ml wody DI. Do odpowiednich fiolek dodaje się 2 ml każdego wzorca. Jeśli próbka ścieków jest badana w pełnym stężeniu, to 2 ml dodaje się do odpowiedniej fiolki. Jeśli wymagane jest rozcieńczenie, wykonuje się rozcieńczenia seryjne i 2 ml rozcieńczonej próbki dodaje się do odpowiedniej fiolki. Każda fiolka jest dobrze mieszana i umieszczana w bloku reaktora na dwie godziny. Po dwóch godzinach fiolki są wyjmowane z bloku do stojaka chłodzącego na około 15 minut. Kolorymetr jest ustawiany i kalibrowany zgodnie ze szczegółowymi instrukcjami dla danego urządzenia (tj. odpowiednia długość fali, próba ślepa i wzorce), a każda fiolka jest umieszczana w urządzeniu i odczytywane jest stężenie ChZT. Jeśli próbka została rozcieńczona, dokonywane jest odpowiednie mnożenie.
APHA Standard Methods for COD Measurement
- 5220 B. Metoda otwartego refluksu
- 5220 C. Metoda zamkniętego refluksu, miareczkowa 1
- 5220 D. Metoda zamkniętego refluksu, kolorymetryczna 1, 2
1 Metoda zatwierdzona przez EPA
2 Najpopularniejsza metoda
Czy mogę wykorzystać wyniki ChZT do przewidywania BZT?
TAK. Chociaż ChZT należy traktować jako niezależny test od BZT i wygeneruje wyższy odczyt stężenia niż BZT dla danej próbki ścieków, ogólnie przyjmuje się, że ChZT i BZT mają empiryczny związek. Rozległa obserwacja poziomów ChZT i BZT na tych samych ściekach wykazała, że stosunek ChZT do BZT dla danych ścieków pozostanie stały w czasie.
Na przykład, ścieki z przetwórstwa żywności będą zazwyczaj miały stosunek ChZT:BZT wynoszący ~2:1, podczas gdy ścieki tekstylne, które mogą zawierać barwniki, często będą miały znacznie wyższy stosunek ChZT:BZT wynoszący ~5:1.

Aby ustalić stosunek ChZT:BZT dla swoich ścieków, po prostu wykonaj zarówno ChZT, jak i BZT na kilku próbkach ścieków. Podziel stężenie ChZT przez stężenie BZT dla każdej próbki i uśrednij wyniki. Na przykład, poniżej przedstawiono stosunek ChZT:BZT opracowany przy użyciu trzech próbek ścieków z zakładu przetwórstwa żywności:
Próbka 1: ChZT = 2150 mg/L BZT = 1100 mg/L ChZT ÷ BZT = 2150 ÷ 1100 = 1,95
Próbka 2: ChZT = 1990 mg/L BZT = 1050 mg/L ChZT ÷ BZT = 1990 ÷ 1050 = 1,89
Próbka 3: ChZT = 1850 mg/L BZT = 997 mg/L ChZT ÷ BZT = 1850 ÷ 997 = 1,86
(1,95 + 1,89 + 1,86) ÷ 3 = 1,9
Stosunek ChZT:BZT = 1,9:1
Uwaga: Trzy próbki są użyte w tym przykładzie, ale 3 próbki to zbyt mało, aby obliczyć dokładny stosunek. Zaleca się użycie co najmniej 10 próbek do opracowania wstępnego stosunku i konsekwentne aktualizowanie stosunku na podstawie dodatkowych okresowych wyników próbek.
OSTRZEŻENIE! ChZT… Odpady niebezpieczne
Oprócz dwuchromianu potasu w 50% roztworze kwasu siarkowego, fiolki ChZT przygotowane fabrycznie zawierają również siarczan srebra jako katalizator i siarczan rtęciowy w celu wyeliminowania interferencji chlorkowej. W związku z tym fiolki ChZT są uważane za odpady niebezpieczne i muszą być obsługiwane i utylizowane w zatwierdzony sposób.
Nie należy wylewać zawartości fiolek ChZT do kanalizacji!
Większość dostawców fiolek ChZT przygotowanych fabrycznie będzie miała politykę zwrotów zużytych fiolek ChZT, dzięki czemu zużyte fiolki mogą być zwracane dostawcy zapieczętowane w oryginalnych pojemnikach w celu właściwej utylizacji.
Badanie TOC (Całkowity Węgiel Organiczny)
Test TOC zyskuje na popularności, ponieważ jego wykonanie zajmuje tylko 5-10 minut. Podobnie jak ChZT, test TOC może być użyty do szybkiego oszacowania stężenia BZT po ustaleniu stałego stosunku TOC do BZT dla danego strumienia ścieków (patrz „Czy mogę wykorzystać wyniki ChZT do przewidywania BZT?” w sekcji ChZT). Sercem testu TOC jest instrument do analizy węgla, który mierzy całkowity węgiel organiczny w próbce ścieków. Dostępne są różne metody oparte na cieple i tlenie, promieniowaniu ultrafioletowym i chemicznych utleniaczach do pomiaru TOC, które są specyficzne dla zastosowanego instrumentu do analizy węgla. W teście TOC węgiel organiczny jest przekształcany w dwutlenek węgla (CO2) i zazwyczaj mierzony za pomocą analizatora podczerwieni.
Procedury badania TOC
Procedury badania TOC są stosunkowo proste i nieskomplikowane, ale są specyficzne dla typu instrumentu do analizy węgla używanego w laboratorium. Dlatego nie istnieje „typowowa” procedura TOC. Aby osiągnąć najlepsze wyniki, należy dokładnie przestrzegać procedur producenta instrumentu.
APHA Standard Methods for TOC Measurement
- 5310 B. Metoda spalania w wysokiej temperaturze
- 5310 C. Metoda utleniania nadsiarczanem-ultrafioletem lub ogrzewanym nadsiarczanem
- 5310 D. Metoda utleniania na mokro
Stężenie a ładunek zanieczyszczeń
Stężenie (najczęściej podawane w próbkach ścieków jako mg/L lub ppm) informuje, ile substancji (np. mg BZT) jest obecnych w znanej objętości ścieków (np. 1 litr). Jednak stężenie to nie wszystko, ponieważ nie informuje, ile (tj. masa lub waga) substancji spływa do kanalizacji? - powszechnie określane jako ładunek.
Podczas gdy stężenia zanieczyszczeń w ściekach są zazwyczaj podawane jako mg/L lub ppm, ładunki zanieczyszczeń w ściekach są zazwyczaj obliczane i podawane jako funty na dzień (lb/d) i są obliczane przy użyciu następującego wzoru:
Przepływ (miliony galonów na dzień (MGD)) X Stężenie (mg/L lub ppm) X 8,34 (waga (lb) 1 galona wody (MGD)) = lb/dzień
Znaczenie zrozumienia zarówno stężenia, jak i ładunku można podkreślić, porównując dwa fikcyjne zakłady przemysłowe. Zakład A odprowadza ścieki o poziomie BZT 250 mg/L, podczas gdy zakład B odprowadza ścieki o poziomie 1000 mg/L do miejskiej sieci kanalizacyjnej. Samo spojrzenie na różnicę w stężeniu między dwoma zakładami skłoniłoby nas do przekonania, że zakład B wnosi znacznie większą ilość związków organicznych (cztery razy więcej) do kanalizacji. Musimy jednak wziąć pod uwagę, że zakład A jest dużym producentem przemysłowym, który odprowadza 1 000 000 galonów ścieków dziennie (1,0 MGD), podczas gdy zakład B jest znacznie mniejszym obiektem odprowadzającym tylko 50 000 galonów dziennie (0,05 MGD). Podstawienie tych wartości do wzoru na ładunek daje następujące wyniki:
(Przepływ) (Stężenie) (8,34) = lb/dzień
Zakład A: (1,0 MGD) (250 mg/L) (8,34) = 2085 lb/dzień
Zakład B: (0,05 MGD) (1000 mg/L) (8,34) = 417 lb/dzień
Jak pokazuje ten przykład, stężenie BZT w zakładzie B jest cztery razy wyższe niż w zakładzie A. Ale wzór na ładunek pokazuje, że zakład A produkuje pięć razy więcej BZT pod względem wagi niż zakład B.
Badanie O&G (Oleje i smary)
O&G obejmują grupę powiązanych składników, które są przedmiotem szczególnej troski w oczyszczaniu ścieków ze względu na ich unikalne właściwości fizyczne i wysoko skoncentrowaną zawartość energii. Termin O&G (oleje i smary) stał się popularnym terminem zastępującym termin FOG (tłuszcz, olej i smar), chociaż oba terminy odnoszą się do tych samych składników ścieków. Składniki O&G w ściekach mogą pochodzić z roślin i zwierząt (np. smalec, masło, oleje i tłuszcze roślinne), a także ze źródeł ropopochodnych (np. nafta, oleje smarowe). O&G są na ogół hydrofobowe (tj. „nienawidzące wody”), a zatem mają niską rozpuszczalność w ściekach, co skutkuje stosunkowo niską biodegradowalnością przez mikroorganizmy. O&G stają się bardziej rozpuszczalne (tj. łatwiej rozpuszczalne) w ściekach w wysokich temperaturach i tworzą emulsje (tj. mieszaniny olej-woda), które często oddzielają się z powrotem ze ścieków, gdy temperatura spada; dlatego O&G są znane z powodowania problemów z systemem kanalizacji (np. zatory, awarie pomp).
OSTRZEŻENIE! Ponieważ O&G przylegają do plastiku, do pobierania próbek O&G można używać tylko szklanych pojemników!
Procedury badania O&G
Czysta kolba jest suszona, chłodzona i ważona. 1L próbki ścieków jest zakwaszany (zwykle przy użyciu kwasu solnego lub siarkowego) do pH = 2. Zakwaszona próbka ścieków jest następnie przenoszona do 2L lejka rozdzielczego. Następnie do lejka dodaje się 30 ml chemicznego środka ekstrakcyjnego (np. n-heksanu) i lejek jest energicznie wstrząsany przez dwie minuty. Warstwy chemiczne ścieków/ekstrakcji są pozostawiane do oddzielenia w lejku (lżejsza warstwa wody będzie na górze, a cięższa warstwa chemiczna ekstrakcji na dole). Dolna warstwa chemiczna ekstrakcji jest spuszczana do kolby przygotowanej w kroku 1. Kroki 4/5 są powtarzane jeszcze dwukrotnie w celu ekstrakcji O&G. Zawartość kolby (tj. chemiczny środek ekstrakcyjny zawierający O&G) jest następnie podgrzewana, tak aby chemiczny środek ekstrakcyjny był destylowany do innego pojemnika. Kolba (zawierająca ekstrahowane O&G) jest ponownie ważona. Oryginalna waga kolby jest odejmowana i obliczana jest całkowita waga O&G w mg. Wyniki podają stężenie O&G w mg/L.
APHA Standard Methods for O&G Measurement
- 5520 B. Metoda ekstrakcji ciecz-ciecz, podziałowo-grawimetryczna1
- 5520 C. Metoda podziałowo-podczerwieni
- 5520 D. Metoda ekstrakcji Soxhleta
1 Metoda zatwierdzona przez EPA
Często zadawane pytania (FAQ)
Czy moje ścieki są „silnie zanieczyszczone”?
Ścieki generowane przez obiekty komercyjne, przemysłowe i instytucjonalne są zazwyczaj określane jako „silnie zanieczyszczone” w porównaniu do typowych ścieków bytowych. Tabela 1 przedstawia typowe stężenia (mg/L) związków organicznych występujących w nieoczyszczonych ściekach bytowych, co pozwala porównać ścieki przemysłowe z bytowymi.
Co to jest DO (tlen rozpuszczony)?
Test DO mierzy stężenie tlenu rozpuszczonego w wodzie lub ściekach. Stężenie DO zależy od temperatury, zasolenia i ciśnienia atmosferycznego. Im wyższa temperatura i zasolenie, tym niższe DO. Z kolei wzrost ciśnienia atmosferycznego zwiększa DO.
Jak to możliwe, że moje ścieki mają BZT 1500 mg/L, skoro czysta woda o temperaturze 68 °F może zawierać tylko 9,1 mg/L DO?
Wysokie wartości BZT w ściekach są możliwe dzięki rozcieńczeniu seryjnemu. Próbki ścieków są rozcieńczane, co pozwala na pomiar BZT w zakresie wykrywalności testu DO. Wynik testu jest następnie korygowany o współczynnik rozcieńczenia.
Mój raport laboratoryjny zawiera wyniki w „ppm”. Co to znaczy?
Jednostki ppm (części na milion) i mg/L (miligramy na litr) są równoważne w kontekście badań ścieków. Są one wymienne i oznaczają stężenie substancji w wodzie. Niektóre parametry, jak metale ciężkie, mogą być podawane w mniejszych jednostkach (µg/L lub ppb).
Czy mogę wykorzystać wyniki ChZT do przewidywania BZT?
Tak, istnieje empiryczna zależność między ChZT i BZT. Stosunek ChZT do BZT jest zazwyczaj stały dla danego rodzaju ścieków. Po ustaleniu tego stosunku, test ChZT (szybszy i łatwiejszy do wykonania) może być używany do szacowania BZT.
Pamiętaj, regularne badania ścieków są kluczowe dla monitorowania efektywności oczyszczalni i ochrony środowiska. Zrozumienie różnych typów testów, takich jak BZT, ChZT, TOC i O&G, pozwala na lepszą kontrolę procesu oczyszczania i zgodność z przepisami.
Jeśli chcesz poznać inne artykuły podobne do Badania w oczyszczalniach ścieków, możesz odwiedzić kategorię Rachunkowość.
