Методы определения концентрации фенолов в сточных водах

Попадание неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод и других видов отходов, содержащих цветные металлы, в водные объекты наносит ущерб народному хозяйству и окружающей природе не только из - за потерь используемых в производстве металлов, но и вслед­ствие огромного негативного их воздействия на окружающую среду [3].

2.7 Сточные воды химической промышленности

Сточные воды, образующиеся на предприятиях химических производств [4], а также стоки, отводимые с территории промышленных предприятий, можно разделить на три категории:

- производственные сточные воды (использованные в технологическом процессе производства или образующиеся при добыче полезных ископаемых) [7];

- бытовые  стоки (от санитарных узлов производственных и непроизводственных корпусов и зданий, а также от душевых установок, имеющихся на территории промышленных предприятий);

- атмосферные стоки (дождевые и образующиеся от таяния снега) [16].

2.8 Бытовые сточные воды

Бытовые сточные воды (от туалетных комнат, душевых, кухонь, бань, прачечных, столовых, больниц; поступают от жилых и общественных зданий, а также от бытовых помещений) образуются в результате практической деятельности и жизнедеятельности людей. При сбросе бытовых сточных вод промышленными предприятиями в канализацию населённого пункта количество загрязняющих веществ от эксплуатационного персонала дополнительно не учитывается [15]. В сточных водах содержатся примеси минерального и органического происхождения. Можно принять, что минеральные загрязнения в бытовых сточных водах в виде нерастворенного вещества - 5%, суспензии - 5%, коллоиды - 2% и растворимые вещества - 30%. Для органических веществ эти проценты соответственно следующие: нерастворимые - 15%, суспензии - 15%, коллоиды - 8% и растворимые - 20%. Бытовые сточные воды имеют обычно слабощелочную реакцию среды (рН = 7,2 - 7,8) [14]. Органические вещества бытовых сточных вод можно разделить на две группы: безазотистые и азотосодержащие вещества. Основная часть безазотистых органических веществ представлена углеводами и жирами. Азотосодержащие органические соединения представлены белками и продуктами их гидролиза. Особую форму примеси бытовых сточных вод представляют микроорганизмы. Иногда могут присутствовать и болезнетворные формы микроорганизмов (бактерии и вирусы) [5].

3 Определение объекта исследования

Контроль за работой очистных сооружений и сбросом сточных вод проводится для предупреждения и прекращения загрязнения водных объектов неочищенными и недостаточно очищенными сточными водами, а также повторного их использования в промышленном и сельском хозяйстве. Он включает в себя учет и регистрацию очистных сооружений; проверку эффективности очистки сточных вод; определение влияния сбрасываемых сточных вод на водные объекты и технологические процессы; выдачу предписаний по совершенствованию работы очистных сооружений [3].

Обследование очистных сооружений предполагает изучение проектных данных, технологической схемы и регламента работы очистных сооружений, а также их паспортов; ознакомление с ранее выданным разрешением на сброс очищенных сточных вод; проверку выполнения ранее выданных предписаний по улучшению работы очистных сооружений. Причем особое внимание обращают на укомплектованность ее квалифицированными кадрами, оснащенность необходимым оборудованием, соблюдение согласованных с органами водоохраны методик, периодичности и объема анализов сточных вод, а также точек и порядка взятия проб, ведение отчетной документации, изучение данных лабораторного анализа сточных вод, поступающих на очистные сооружения, и сравнение их с проектными данными [13].

Во время обследования проверяют соблюдение регламентов на эксплуатацию каждого сооружения и организацию учета количества очищаемой воды, обращают внимание на степень автоматизации технологических процессов, подачу и дозирование реагентов, работу насосных станций, скребковых механизмов в отстойниках, регулирование работы аэрационных сооружений, механического обезвоживания осадков, обеззараживания хлором и других процессов, устанавливают соответствие находящихся в эксплуатации сооружений запроектированным [14].

При необходимости отбирают пробы и проводят анализ сточных вод для определения степени их очистки как на очистных сооружениях в целом, так и по отдельным ступеням. Место, время и способ взятия проб зависят от цели осуществляемой проверки и определяются в каждом конкретном случае с учетом режима работы очистных сооружений и возможных колебаний по времени состава и расхода сточных вод [17].

Взятие проб производится в обязательном порядке на входе и выходе из очистных сооружений или проверяемой ступени очистки с учетом времени прохождения сточных вод через сооружения. По результатам контрольных анализов определяют эффективность работы очистных сооружений и оценивают достаточность очистки сточных вод на них [18].

Согласно п. 2 ст. 23 закона РФ №7-ФЗ "Об охране окружающей среды" нормативы контроля сбросов сточных вод должны устанавливаться на основе наилучших существующих технологий (НСТ) с учетом экономических и социальных факторов. В настоящее время в Российской Федерации достаточно широко применяются следующие НСТ: полная биологическая очистка (НСТ-1), полная биологическая очистка с доочисткой (НСТ-2), биологическая очистка с полным окислением (НСТ-3), биологическая очистка с нитри-денитрификацией (НСТ-4) и физико-химическая очистка (НСТ-5) [3].

Проблема полной очистки производственных стоков от растворенных в воде органических веществ, в частности фенолов, является одной из наиболее важных и одновременно трудно решаемых. Несмотря на огромное число отечественных и зарубежных разработок, данную проблему нельзя считать решенной [19]. Причин этому несколько:

- многообразие систем по химическому составу и условиям образования и существования требует проведения индивидуальных исследований для каждого конкретного случая, что не всегда возможно;

- технология достаточно полной очистки воды, как правило, диктует соблюдение особых условий, которые трудно выполнимы на практике;

- многие эффективные способы глубокой очистки сопряжены с большими экономическими и ресурсными затратами, использованием дефицитных реагентов с последующей их регенерацией, утилизацией или захоронением отходов, и для некоторых предприятий все это выполнить очень сложно [11]. Поэтому поиск новых эффективных способов очистки промышленных сточных вод является по - прежнему актуальным.

В большинстве фундаментальных исследований по данной проблеме рассматриваются модельные системы, состоящие из воды и основной примеси - фенолов; при этом всей совокупности сопутствующих веществ не уделяется достаточного внимания [16]. Методы очистки воды часто рассматривают отдельно для различных классов примесей: минеральных веществ, органических продуктов, растворенных газов и коллоидных растворов [9].

Для снижения концентраций нефтепродуктов в воде до уровня ПДК применяют методы глубокой очистки, как правило, на заключительных стадиях водоочистки [17].

При переработке нефти с достаточно высокой концентрацией серы образуются стоки, содержащие:

- нефтепродуктов - 3000 мг/л;

- летучих фенолов - 5000 мг/л;

- сульфидов - 26000 мг/л;

- общей серы - 35000 мг/л;

- - 75000 мг/л;

- ХПК - 85000 мг/л;

- общая щелочность 100000 мг/л;

- показатель рН равен 14.

Концентрация растворенных нефтепродуктов в воде определяется химическим составом и структурой молекул загрязнения [19]. Ниже приведены значения растворимости наиболее распространенных нефтепродуктов в воде:

Таблица 3.1.

Значения растворимости нефтепродуктов в воде.