что такое органика в воде
Органика и вода: допустимое соседство?
Органикой в сфере водоочистки называют примеси органического происхождения, которые попадают в воду естественным или техногенным путем. Органика и вода, конечно, совместимы, но существуют очень жесткие требования относительно количества веществ природного происхождения.
Существует множество видов органических примесей, которые загрязняют воду. Из тех, что попадают в воду из-за влияния человека – диоксины. Это вещества, которые образуются при сжигании отходов производства, а также – на предприятиях по созданию целлюлозно-бумажной продукции. Они ядовиты, подавляют иммунитет человека, нарушают работу эндокринной системы, провоцируют онкологию.
Органика природного происхождения появляется, чаще всего, в результате жизнедеятельности растений и животных – это белки, жиры, таниновые и гуминовые кислоты, сероводород и т.д.
Присутствие в воде органики можно уловить органолептическим путем: вода имеет неприятный запах, осадок, привкус.
Как правило, от избыточного количества органики страдают поверхностные воды, неглубокие колодцы или скважины. Вода из глубоких источников, артезианская, обычно защищена от этих примесей множеством естественных фильтров: слоями почвы, камней, песка и т.д.
Чтобы подсчитать количество органических примесей в воде, определяют такой параметр как окисляемость. В воду добавляют специальный реагент-окислитель, который покажет, насколько много в воде органики. Допустимая окисляемость в пробе воды должна находить в пределах 0-5 единиц. Если показатель выше, нужно принимать меры.
Органику убирают из воды путем фильтрации, ионного обмена, обратного осмоса. Первый этап очистки – пропускание воды через угольный фильтр. Активированный уголь как бы «вбирает» в себя загрязнители, но обычно одного такого мероприятия недостаточно. Органические примеси, которые существуют в виде комплексных ионов удаляются при помощи ионообменных смол.
Чтобы очистка от органики была эффективной, процесс должен быть многоступенчатым. В идеале нужно достоверно знать, какие именно органические загрязнители поступают в вашу воду: это позволит подобрать наиболее подходящие фильтры.
Органические загрязнители воды
Сегодня мы рассказываем все, что вы хотели знать об органических загрязнителях воды.
Органические загрязнители воды
Помимо неорганических веществ (железо, марганец, фториды) в воде содержатся и органические вещества. В нашем блоге вы узнаете о видах органических загрязнителей и о том, как обнаружить их превышение.
Источники загрязнения воды:
Выделяют 3 основных вида источников загрязнения воды:
Влияние органических загрязнителей на здоровье человека
Существует множество заболеваний, вызванных загрязнением воды. Например, умываясь зараженной водой, можно заболеть коньюктивитом. Моллюски и водоросли, живущие в воде, могут вызвать шистосоматоз(лихорадка, боли в печени).
Как определить количество органических веществ в воде
Величина, характеризующая содержание в воде органических и минеральных веществ называется окисляемостью. Для оценки химического потребления кислорода, т.е. окисляемости воды, используют бихроматный и перманганатный метод. Определение бихроматной окисляемости требует довольно продолжительного времени, поэтому для массового контроля работы очистных сооружений он малоудобен. Именно перманганатная окисляемость регламентирует качество питьевой воды согласно СанПиН.
Что такое перманганатная окисляемость?
Перманганатная окисляемость — показатель, получаемый для оценки ХПК перманганатным методом, иными словами, это показатель общего количества органических веществ в воде. Перманганатная окисляемость выражается в миллиграммах кислорода, пошедшего на окисление этих веществ, содержащихся в 1 дм3 воды. Данный показатель не называет органические вещества, содержащиеся в воде, а говорит лишь о превышении их количества.
Признаки превышения пермаганатной окисляемости
Первым признаком переизбытка органики являются водоросли. Их можно обнаружить на внутренних стенках унитаза, на ощупь они напоминают слизь. Если вы чувствуете гнилой запах, исходящий из раковины или другой сантехники, наверняка перманганатная окисляемость превышена.
Передельно допустимая концентрация
Согласно СанПиН ПДК питьевой воды по перманганатной окисляемости 2.1.4.1175-02 «Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников» составляет 5,0-7,0 мг/дм3. Чтобы узнать пермаганатную окисляемость воды в вашем доме, рекомендуем сделать анализ, который вы можете заказать на нашем сайте vodalab. Если в результате анализа пробы воды этот показатель превышает ПДК, то такая вода требует очистки.
Вы можете заказать анализ воды на перманганатную окисляемость, заполнив соответствующую форму здесь или позвонив по телефону +7(495)150-15-93.
Очистка воды от органики (перманганатная окисляемость)
Органические вещества по своей сути посторонние в составе воды. Они имеют различное происхождение и пути поступления. Чаще всего в воде они представлены растворёнными кислотами из торфяных почв. Об этом можно судить по интенсивности цвета воды от желтоватого до бурого. Появление органики в воде возможно и в результате жизнедеятельности живых организмов и растений, а так же процессов их разложения.
Чтобы получить бесплатный расчет водоочистной системы (с ценами)
(3-4 варианта, которые гарантированно очистят вашу воду ) :
Однако негативное влияние высокого уровня перманганатной окисляемости обуславливается не только этим. Зачастую органика мешает протеканию процессов очистки воды от других примесей. Например, она связывает на молекулярном уровне растворённые вещества, такие как железо и марганец. К тому же для окисления органические продукты первыми потребляют кислород из воды, тем самым для окисления железа или марганца его уже практически не остаётся. Повышенное значение показателя перманганатной окисляемости воде из скважины указывает на присутствие органики.
Очистка воды от органики из колодца
Способы очистки воды от органики зависят от её концентрации в воде. Норматив содержания таких примесей – 5 мг/л.
В колодце присутствие органических загрязнений часто бывает превышено. Особенно в жаркое летнее время. Их накоплению способствует наличие кислот в почве.
Другой способ попадания органических веществ в колодец – стоки поверхностных вод или окружающие грунты. Наиболее благоприятной средой для размножения микроводорослей и бактерий обычно становятся верхние слои воды в колодце. Попадание мелкого мусора, насекомых, листьев и пыльцы растений – всё это так же служит источником органических веществ в воде. Разлагаясь, они увеличивают потребление кислорода и значение перманганатной окисляемости.
Выведение органики из воды способствует более активному удалению из неё других примесей. В этом случае для колодезной воды используют фильтры комплексной очистки. Специально подобранная фильтрующая среда удаляет растворённые и взвешенные органические вещества при значениях ПМО до 20 мг-О2/л. Регенерация фильтров производится солевым раствором.
При значениях окисляемости более 20 мг-О2/л в исходную воду необходимо дозировать раствор коагулянта. Этот процесс способствует выведению органических загрязнений из воды тем, что связывает их молекулы между собой и они слипаются в крупные хлопья. Концентрация и объём коагулирующего раствора подбирается индивидуально по значениям ПМО.
Если по каким-то причинам обслуживание фильтра комплексной очистки затруднительно, компания «Комплексные решения» предлагает вариант очистки воды с использованием накопительных баков. Ручная или автоматическая дозация коагулянта способствует быстрому слипанию органики в хлопья и выпадению их в осадок. Вместе с этим из воды устраняются излишки связанного с органикой железа и марганца. Далее из накопительного бака вода подаётся насосной станцией на промывную Титановую мембрану. Органические вещества в виде хлопьев задерживаются на её поверхности и сбрасываются в канализацию при обратной промывке.
Готовые решения, предлагаемые к установке:
Очистка воды от органики из скважины
Наличие органики в скважинах – редкое явление, так как там слишком мало кислорода. В то же время, в скважинах, глубина которых не превышает 10 метров – это вполне возможно. Особенность этих источников такова, что поступление органических веществ в воду перекрывается водоупорными пластами глин. Однако состав залегающих грунтовых слоёв может быть разнообразным. Для неглубоких скважин характерно поступление органики с водой из гумусовых почв. С осадками и стоками органические вещества также могут попадать в неё с поверхности земли. Глубокие скважины в этом отношении наиболее защищены. Единственной проблемой здесь может быть нарушение структуры залегания грунтов вследствие вмешательства человека или природного фактора. В этом случае следы органических соединений могут означать поступление из вышележащих слоёв, либо соседних, где производится сброс хозяйственно-бытовых отходов.
Очистить воду от органики можно с помощью фильтров комплексной очистки, а так же дозацией коагулянта.
Органические соединения в воде
Перечень находящихся в воде примесей, имеющих органическое происхождение, достаточно разнообразен:
— вид примесей, обладающих свойством растворяться в воде: гуминовые кислоты, их соли – гуматы натрия, калия, аммония; несколько элементов имеют антропогенную природу; несколько видов аминокислот, белки;
— вид примесей, не обладающих свойством водорастворения: фульвокислоты (соли) и гуминовые кислоты, их соли – гуматы кальция, магния, железа; липоиды разной природы; компоненты разнообразной сущности, в т.ч. микроорганизмы.
Уровень насыщенности воды компонентами органического происхождения анализируют путём определения её окисляемости (потреблении сильного окислителя), насыщения органическим углеродом, биохимическим потреблением кислорода и поглощаемости в зоне ультрафиолета.
Значение, которым можно охарактеризовать факт наличия в водах органики и минералов, которые при определённых условиях подвергаются окислению одним из химических окислителей, именуется термином окисляемость. Выделяют следующие виды окисляемости воды: перманганатная, бихроматная, иодатная, цериевая (методы выявления 2-х крайних используются крайне редко). Показатель «окисляемость» высчитывают в миллиграммах реагента, затраченного на окислении находящихся в воде веществ, пересчитанного на эквивалентное количество кислорода.
В артезианских источниках под землёй указанная позиция имеет зависимость обратного вида, т.е. компонентов органики значительно меньше, чем представленных частиц. В некоторых скважинах наблюдается практически полное отсутствие органических соединений. При этом, минеральные компоненты можно выявлять при помощи индивидуальных аналитических исследований.
В той ситуации, когда содержание представленных неорганических восстановителей в сумме ниже показателя 0,1 ммоль/л, то их можно упустить, в другой ситуации стоит внести требуемые правки.
Для слабозагрязнённых поверхностных природных вод, а также вод подземных источников рекомендуется вычислять окисляемость перманганатного типа (индекс перманганата); в загрязнённых поверхностных водах и различных сточных водах, выявляют, чаще всего, уровень окисляемости бихроматного типа (ХПК).
Органические загрязнители, БПК и ХПК
Введение
В воде источников водоснабжения обнаружено несколько тысяч органических веществ разных химических классов и групп. Органические соединения природного происхождения (гуминовые вещества, различные амины и другие) — способны изменять органолептические свойства воды, и по этой причине они должны быть удалены в процессе водоподготовки.
Несомненно, что органические вещества техногенного происхождения при поступлении их с питьевой водой могут неблагоприятно действовать на организм. Аналитический контроль их содержания в питьевой воде затруднен не только ввиду громадного их числа, но и вследствие того, что многие из них весьма неустойчивы и в воде происходит их непрерывная трансформация. Поэтому при аналитическом контроле невозможно идентифицировать все органические соединения, присутствующие в питьевой воде.
Однако многие органические вещества обладают выраженными органолептическими свойствами (запахом, вкусом, цветом, способностью к пенообразованию), что позволяет их выявить и ограничить их содержание в питьевой воде. Примерами таких веществ являются: синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ), в незначительных (нетоксических) концентрациях образующие пену; фенолы, придающие воде специфический запах; многие фосфорорганические соединения.
В природной воде водоемов всегда присутствуют органические вещества. Их концентрации могут быть иногда очень малы (например, в родниковых и талых водах). Природными источниками органических веществ являются разрушающиеся останки организмов растительного и животного происхождения, как живших в воде, так и попавших в водоем с листвы, по воздуху, с берегов. Кроме природных, существуют также техногенные источники органических веществ: транспортные предприятия (нефтепродукты), целлюлозно-бумажные и лесоперерабатывающие комбинаты (лигнины), мясокомбинаты (белковые соединения), сельскохозяйственные и фекальные стоки и т.д. Органические загрязнения попадают в водоем разными путями, главным образом со сточными водами и дождевыми поверхностными смывами с почвы.
БПК и ХПК
Интегральное содержание органических веществ оценивается по показателям БПК и ХПК.
Биохимическое и химическое потребление кислорода — БПК и ХПК , принятые в гигиене, гидрохимии и экологии, интегральные показатели, характеризующие содержание в воде нестабильных (неконсервативных) органических веществ, трансформирующихся в воде путем гидролиза, окисления и других процессов. Содержание таких веществ выражается через количество кислорода, необходимое для их окисления в резко кислой среде перманганатом (БПК) или бихроматом (ХПК). К таким веществам относят алифатические кислоты, некоторые эфиры, амины, спирты.
В естественных условиях находящиеся в воде органические вещества разрушаются бактериями, претерпевая аэробное биохимическое окисление с образованием CO2. При этом на окисление потребляется растворенный в воде кислород (РК). В водоемах с большим содержанием органических веществ большая часть кислорода потребляется на биохимическое окисление, лишая, таким образом, кислорода другие организмы. Поэтому увеличивается количество организмов, более устойчивых к низкому содержанию кислорода, исчезают кислородолюбивые виды. Таким образом, в процессе биохимического окисления органических веществ в воде происходит уменьшение концентрации кислорода, и эта убыль косвенно является мерой содержания в воде органических веществ. Соответствующий показатель качества воды, характеризующий суммарное содержание в воде органических веществ, называется биохимическим потреблением кислорода (БПК).
БПК — это количество кислорода в (мг), требуемое для окисления находящихся в 1 литре воды органических вещества в аэробных условиях, без доступа света, при 20 °С, за определённый период в результате протекающих в воде биохимических процессов.
Определение БПК основано на измерении концентрации РК в пробе воды непосредственно после отбора, а также после инкубации пробы. Инкубацию пробы проводят без доступа воздуха в кислородной склянке (то есть в той же посуде, где определяется значение РК) в течение времени, необходимого для протекания реакции биохимического окисления. Так как скорость биохимической реакции зависит от температуры, инкубацию проводят в режиме постоянной температуры (20±1) °С, причем от точности поддержания значения температуры зависит точность выполнения анализа на БПК. Обычно определяют БПК за 5 суток инкубации (БПК5). Может определяться также БПК10 за 10 суток и БПКполн. за 20 суток (при этом окисляется около 90 % и 99 % органических веществ соответственно). Ориентировочно принимают, что БПК5 составляет около 70 % БПКполн., но может составлять от 10 % до 90 % в зависимости от окисляющегося вещества. Погрешность в определении БПК может внести также освещение пробы, влияющее на жизнедеятельность микроорганизмов и способное в некоторых случаях вызывать фотохимическое окисление. Поэтому инкубацию пробы проводят без доступа света.
В поверхностных водах величина БПК5 колеблется в пределах от 0,5 до 5,0 мг/л; она подвержена сезонным и суточным изменениям, которые, в основном, зависят от изменения температуры и от физиологической и биохимической активности микроорганизмов. Весьма значительны изменения БПК5 природных водоемов при загрязнении сточными водами.
Таблица 1. Величины БПК5 в водоемах с различной степенью загрязненности
| Степень загрязнения (классы водоемов) | БПК5, мг O2/дм 3 |
|---|---|
| Очень чистые | 0,5–1,0 |
| Чистые | 1,1–1,9 |
| Умеренно загрязненные | 2,0–2,9 |
| Загрязненные | 3,0–3,9 |
| Грязные | 4,0–10,0 |
| Очень грязные | 10,0 |
Норматив на БПКполн. не должен превышать: для водоемов хозяйственно-питьевого водопользования — 3 мг/л для водоемов культурно-бытового водопользования — 6 мг/л. Соответственно можно оценить предельно-допустимые значения БПК5 для тех же водоемов, равные 2 мг/л и 4 мг/л.
Величина, характеризующая содержание в воде органических и минеральных веществ, окисляемых одним из сильных химических окислителей при определенных условиях, называется окисляемостью или ХПК. Существует несколько видов окисляемости воды: перманганатная, бихроматная, иодатная, цериевая.
Являясь интегральным (суммарным) показателем, ХПК в настоящее время считается одним из наиболее информативных показателей антропогенного загрязнения вод. Этот показатель, в том или ином варианте, используется повсеместно при контроле качества природных вод, исследовании сточных вод и др. Результаты определения окисляемости выражаются в миллиграммах потребленного кислорода на 1 литр воды (мгО/л).
В водоемах и водотоках, подверженных сильному воздействию хозяйственной деятельности человека, изменение окисляемости выступает как характеристика, отражающая режим поступления сточных вод. Для природных малозагрязненных вод рекомендовано определять перманганатную окисляемость; в более загрязненных водах определяют, как правило, бихроматную окисляемость (ХПК).
В программах мониторинга ХПК используется в качестве меры содержания органического вещества в пробе, которое подвержено окислению сильным химическим окислителем. ХПК применяют для характеристики состояния водотоков и водоемов, поступления бытовых и промышленных сточных вод (в том числе, и степени их очистки), а также поверхностного стока.
Таблица 2. Величины ХПК в водоемах с различной степенью загрязненности
| Степень загрязнения (классы водоемов) | ХПК, мг О/дм 3 |
|---|---|
| Очень чистые | 1 |
| Чистые | 2 |
| Умеренно загрязненные | 3 |
| Загрязненные | 4 |
| Грязные | 5–15 |
| Очень грязные | >15 |
Однако не все органические вещества в равной степени участвуют в реакции химического окисления. Так же, как и при биохимическом окислении, при химическом окислении можно выделить группы легко, нормально и тяжело окисляющихся органических веществ. Поэтому всегда существует разница между теоретически возможным и практически достигаемым значениями ХПК. Мешают точному определению ХПК в первую очередь, хлорид-анионы, как правило, содержащиеся в природных и, особенно, в сточных водах. Определению также мешают нитриты, часто присутствующие в водах, прошедших биохимическую очистку.
Нормативы на ХПК в воде водоемов: для питьевой воды – 5,0 мгО/л (для перманганатной окисляемости), ХПК – 15 мгО/л.