Книга
← К списку книгЗагрузка разделов…
активнаАктивные записи участвуют в каталоге и синках. Неактивная книга скрыта, но не удалена из базы.
Книга
РУКОВОДСТВОПО АНАЛИЗУ СТОЧНЫХ ВОДСПИРТО-ДРОЖЖЕВЫХ ЗАВОДОВ
г, Г И Г Р — , .. i г
РУКОВОДСТВО
ПО АНАЛИЗУ СТОЧНЫХ ВОДСПИРТО-ДРОЖЖЕВЫХ ЗАВОДОВ
г. КИЕВ — 1994 г.
Руководство по анализу сточных вод спиртовых и дрожжевых заводов подготовлено отделом очистки сточных вод УкрН! 111спиртбиопрод иод руководством зав. отд., к. т. и. Кошеля АУ И. В работе принимали участие ст. н. с. Каранов Ю. А., и. с. Заболотная Г. АУ, мл. н. с. Чабан Н. Б., инж. I кат. Ткаченко Г. Т., инж. II кат. Заварзина О. С., инж. Полю- шок Е. О., инж. II кат. Башмакова С. В.
При составлении руководства использованы методы, предложенные проф. Лурье Ю. Ю., к. б. н. Роговской Ц. И. и др.
Учтены опыт работы отдела по анализу сточных вод и контролю работы очистных сооружений, а также специфика спиртовых и дрожжевых заводов.
Выдано редакцией журнала «Харчова 1 переробпа нромислов1сть?>, 252054, Киев, ул. Павловская, 1 h-г. Тел.: 216-65-97.
Ответственный за выпуск П. А. Ярыш
Редактор М. А. Темченко
Технический редактор Л. А. Новицкая
Корректор Н. Т. Пономаренко
Сдано в набор 10.10.94. Подписано в печать 1. 12. 94. Формат 60X84'/ig. Бумага типогр. Печать высокая. Усл. печ. л. 3,72. Тираж 200 экз. Зак. № 2698.
АП «Б1лоцерк1вська друкария», Белая Церковь, б-р Александрийский, 22.
ВВЕДЕНИЕ
1.
Е2.
1.3.
1.4.
1.5.
1.6.
1.7.
1.8.
1.9.
1.10.
1.12.
1.12.1.
1.12.2.
1.12.3.
1.13.
1.14.
1.15.
1.16.
1.17.
1.18.
1.18.1.
1.18.2.
1.19.
1.19.1.
1.19.2.
1.20.
1.21.
1.22.
2.
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
3.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Методы анализа сточных вод спиртовых заводов .
Отбор, консервация и хранение проб
Техника отбора проб, виды проб ....
Измерение температуры .
Определение Определение Определение Определение Определение Определение Определение Определение Определение
запаха . цветности показателя щелочности
pH
общей жесткости воды взвешенных веществ и прокаленного остатка плотного остатка
окисляемости
биохимического потребления кислорода (ВПК) .
Метод разбавления
Определение содержания растворенного кислорода .
Калибровка кислородных склянок
Определение содержания азота органических веществ ческий азот»)
Определение Определение Определение Определение Определение
содержания содержания содержания содержания содержания
азота
аммонийного
азота нитритов.
азота нитратов.
общего азота ....
воднорастворимых фосфатов
Колориметрическое определение ортофосфатов ..
Определение суммы всех растворенных фосфатов .
Летучие кислоты жирного ряда
Определение содержания летучих кислот по методу, му Ц. И. Роговской
(«Органи
описание
Определение содержания летучих кислот при помощи эбулиостата
Определение содержания хлоридов
Определение содержания сульфат-иоиов . Определение содержания сульфидов, гидросульфидов дорода ......
и серово-
Контроль работы очистных сооружений на спиртовых заводах
Микробиологический контроль
Определение концентрации активного ила . ..
Определение илового индекса
Определение количества бактерий группы кишечной па
Методика контроля работы очистных сооружений .
Контроль качества воды в системах повторного и водоснабжения .
оборотпо!О
Литература
. 4
4
4
4
6
6
7
8
8
11
13
14
15
18
18
21
25
26
28
29
32
34
34
36
37
38
39
40
42
44
46
48
48
56
57
57
60
64
65
ВВЕДЕНИЕ
Экологическая обстановка на предприятиях АПК в последние годы значительно ухудшилась, а требования санитарных и природоохранительных организаций к загрязнениям сюитами водами предприятиями поверхностных водоемов увеличились.
Для предохранения водоемов от загрязнения срочными водами проводится ряд мероприятии, а именно: усовершенствование технологии и оборудования, повторное использование ограсотаннои воды, очистка стоков. Эффективное решение этих мероприятий возможно только при постоянном и надежном контроле качества образующихся и очищенных сточных вод.
Рекомендации, разработанные УкрНИИспиртбиопрод, позволят ИТР спиртовых заводов осуществить необходимый контроль воды, поступающей на производство, а также воды оборотных систем, сточных вод, образующихся в производстве, и очищенных стоков.
В рекомендациях использованы методы, предложенные д. х. н., проф Лурье Ю. Ю. к. б. н. Роговской Ц. И., инж. Костиной Л. М.
МЕТОДЫ АНАЛИЗА СТОЧНЫХ ВОДСПИРТОВЫХ ЗАВОДОВ
Отбор, консервация и хранение проб
Правильный отбор пробы воды является важной частью ее анализа, необходимым условием надежности получаемых результатов. Ошибки, возникающие в результате неправильного отбора проб, в дальнейшем исправить нельзя. Условия, которые должны соблюдаться при отборе проб, настолько разнообразны, что нельзя дать подробных рекомендаций для всех случаев. Следует отметить лишь главные принципы, которые необходимо соблюдать при отборе пробы:
Проба воды, взятая для анализа, должна отражать условия и место ее взятия.
Отбор пробы, хранение, транспортировка и работа с ней должны проводиться так, чтобы'не произошло изменений в содержании определяемых компонентов или в свойствах воды.
Техника отбора проб, виды проб
Выбор места для отбора. На сииртзаводах необходимо отбирать пробы воды, поступающей в производство (со скважины, пруда, реки), и в местах образования стоков.
Сточные воды предприятий обычно бывают трех видов: промышленные, которые образуются на различных стадиях производ-
ства (сюда же относя гея и теплообменные воды), хозяйственнобытовые —- это хозфекальные, душевые и банно-прачечные воды; ливневые стоки, которые образуются в период выпадения дождей или таяния спета.
К промышленным сточным водам спиртовых заводов, перераба- тывающих мелассу, относятся барда, лютерная вода, вода после мойки оборудования и аппаратуры. о г продувки котлов, регенерации и промывки катиониговых фильтров, взрыхления механического фильтра, конденсаты и барометрическая вода цеха упаривания барды, фильтрпрессные воды, после мойки салфеток и оборудования цеха хлебопекарных дрожжей, теплообменные воды бродильного и брагоперсгониого отделения.
В состав сточных вод спиртовых заводов, перерабатывающих крахмалосодержащее сырье, кроме сточных вод аналогичных стокам мелассных заводов, входят транспортно-моечные воды, от замочки зерна на солод и промывки зеленого солода, от вакуумохла- ждения разваренной массы.
На заводе хлсбопекаоных лоожжей в состав промышленных стоков входят: последрожжевая бражка I, II и III ступеней сепарации. а также воды от вакуум-фильтров, мойки технологического оборудования и трубопроводов.
Виды отбора проб. Соответственно цели анализа применяют разовый или серийный отбор проб.
При разовом отборе пробу берут один раз в определенном место. Этот способ применяется для вод с постоянным качественном составом (например, для глубинных грунтовых вод).
Ввиду того, чмо качество воды в большинстве случаев изменяется как в разных мостах данного объекта, так и в различнее периоды времени применяют серийный отбор проб Пробы отбирают в зависимости от цели анализа, через определеннее промежутки времени. Такой отбор позволяет следить за изменением качества воды во времени или же в зависимости от ее расхода.
Виды проб. Различают две основные пробы: простую и смешанную. Простая проба дает сведения о составе воды в данный момент. Не получают путем однократного отбора всего требуемого количества воды.
смешанная проба характеризует средний состав воды за определенный период времени и с учетом места отбора. Среднюю пробу приготовляют смешением равных частей проб, отобранных через разные промежутки времени. В условиях спиртового завода эго г простои способ непригоден, так как точки исследуемого- объекта неравноценны по расходу воды. Среднюю пробу в данном случае следует готовить соединением пропорциональных расходу воды различных объемов, взятых в равных интервалах времени в течение суток.
Для полного анализа необходимо отобрать не менее 2 дм3 смешанной пробы. Воду отбирают в чистые стеклянные сосуды с притертой пробкой или полиэтиленовые фляги.
На результаты анализа большое влияние оказывает длительное:.) хранения проб. Необходимо помнить, чДо чем больше вероятность изменения компонента, подлежащего определению, и чем сильнее вода загрязнена, тем раньше следует провести анализ. Срок доставки проб для физико-химических исследований не должен превышать 72 ч. для чистых вод, 48 ч. для вод, в которых подозревается содержание загрязнений, и 12 ч. для вод, явно загрязненных.
В случае, если проба воды не может быть доставлена для анализа в пределах сроков, указанных выше, пробу необходимо законсервировать. Консервация сточных вод химическими препаратами допустима только в том случае, если консервирующий препарат не препятствует определению тех или иных компонентов (например, пробы для определения ВПК нельзя консервировать). В каждом конкретном случае пользуются специфическим консервантом [1].
Следует избегать какого бы то ни было хранения проб воды. Поэтому необходимо принимать все меры для того, чтобы сократить время между отбором пробы и ее анализом. Наиболее благоприятным условием является расположение аналитической лаборатории недалеко от места отбора проб.
До начала анализа пробы сохраняют в холодильнике и вынимают их только перед самым началом работы. Приступают к анализу, когда температура воды сравняется с комнатной температурой.
С целью получения точных результатов анализа требуется строго соблюдать установленное время хранения.
Измерение температуры
Температура воды определяется немедленно после взятия пробы воды или непосредственно в емкости термометром с делением 0,1 сС, который необходимо выдерживать в воде нс менее 5 минут.
Определение запаха
Характер и ингенсивность запаха воды устанавливаются органолептически (т. с. при помощи органов чувств). По характеру запахи воды делятся на две группы: естественного и искусствен
запаха испытуемую сточную водубу вместимостью 150—250 см3 назапаха испытуемую сточную водубу вместимостью 150—250 см3 наного происхождения.
запаха испытуемую сточную водубу вместимостью 150—250 см3 на
запаха испытуемую сточную водубу вместимостью 150—250 см3 на
Для определения характера наливают в широкогорлую кол
2/3 ее объема, накрывают часовым стеклом, встряхивают вращательными движениями в закрытом состоянии, открывают и органолептически определяют запах.
Определение цветности
Цветность поверхностных вод вызывается главным образом присутствием гуминовых веществ и соединений железа. Цвет сточных вод может быть различных оттенков. Во многих случаях окраску воды вызывает, например, присутствие микроорганизмов, частичек ила и других взвешенных веществ. Цвет сточных вод спиртового завода обусловлен наличием мсланоидинов, карамелей, продуктов щелочного распада инвертного сахара и гуминовых веществ.
Определяют цветность в профильтрованной или в необработанной пробе, содержащей взвешенные вещества. Цвет вод, содержащих большие количества взвешенных веществ, определяют после отстаивания.
При определении цветности пробы нс консервируются.
ВИЗУАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Пробу воды наливают в цилиндр с ровным плоским дном. Высота столбика воды должна быть равна 10 см. Рассматривают пробу в цилиндре сверху на белом фоне бумаги при рассеянном дневном освещении. Результат определения описывается словесно с указанием оттенка интенсивности окрашивания (слабое или сильное).
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕТОДОМ СРАВНЕНИЯС ИСКУССТВЕННЫМИ СТАНДАРТАМИ
Цветность воды определяется в фильтрованной пробе путем сравнения цвета анализируемой воды со стандартной окраской, создаваемой в растворе дихроматом калия и сернокислым кобальтом. Цветность воды выражается в градусах.
Приготовление имитационной шкалы. Готовят 2 основных раствора. Раствор № 1 содержит 0,0875 г дихромата калия (К2СГ2О7), 2 г сульфата кобальта (CoSO4-7H2O) и 1 см3 Н2§04 (плотность 1,84), растворенных в 1 дм3 дистиллированной воды. Раствор № 2 содержит 1 см3 H2SO4 (плотность 1,84) в 1 дм3 дйстиллированной воды. Смешивая в определенных пропорциях эти растворы, получают шкалу цветности (см. таблицу)
Раствор № 1 (см3)
1
2
5
10
20
30
40
50
60
80
Раствор № 2 (см3)
99
98
95
90
80
70
60
50
40
20
Градусы цветности
5
10
25
50
100
150
200
250
300
400
Ход определения. Строят калибровочную кривую зависимости цветности воды от оптической плотности набора эталонных растворов дихроматно-кобальтовой имитации. Затем измеряют оптическую плотность исследуемых растворов и по калибровочной кривой находят соответствующее значение цветности воды в градусах. Измерения производят на фотоколориметре с длиной световой волны 400—470 нм в кювете с расстоянием между гранями 5 см.
Пример. Для определения взяли 1,0 см3 сточной воды. Разбавили в мерной колбе на 50 см3 (разбавление составляет 50 раз). Оптическая плотность раствора 0,09. По калибровочной кривой этому показателю оптической плотности соответствует 65° цветности.
Ц = 65-50=3250° цветности.
Определение показателя pH
Для определения концентрации водных ионов (pH) в сточной воде используют электрометрический метод, основанный на изменении электродвижущей силы, возникающей вследствие разности потенциалов между нормальным элементом и испытуемым раствором, величина которого зависит в каждом отдельном случае от концентрации водородных ионов.
Аппаратура. Потенциометры (рН-метры): pH—121 или других типов.
Ход определения. Пробу испытуемой жидкости (40—50 см3) вносят в химический стакан на 100 см3, перемешивают стеклянной палочкой, погружают электроды датчика прибора в раствор и по шкале гальванометра фиксируют значение pH. Погрешность метода ±0,05 ед. pH.
Определение щелочности
Щелочностью называется содержание в воде веществ, реагирующих с сильными кислотами, т. е. с ионами водорода. К этим веществам относятся:
сильные основания, полностью" диссоциирующие в разбав-
ленных растворах с образованием гидроксидионов — гидроксид натрия, гидроксид калия и т. и.;
слабые основания: аммиак, анилин, пиридин и т. и.
анионы слабых кислот, НСО3 , СОф", Н2РО4HSOf SO3 анионы гуминовых кислот, HS-, S2~ и т. д. Эти анионы гидролизуются с образованием гидроксид-ионов, например:
НСО3+Н2О^Н2СОз+ОН”
При титровании веществ второй группы соляной кислотой в конце титрования раствор должен содержать соответствующие этим основаниям положительно заряженные ионы, например:
NHa+H+^NH: ;
c6h5nh2+h+^c6h5nh^ ,
которые, гидролизуясь, придают раствору слабокислую реакцию:
NH4+H2O^NH4OH + H+.
При титровании веществ третьей группы образуются соответствующие им слабые кислоты, частично диссоциирующие с образованием ионов водорода, например:
СН3ССОН^СН3СОО-+Н+.
Расход кислоты, пошедшей на титрование, выражает общую щелочность воды (т).
Общая щелочность практически тождественна карбонатной жесткости и соответствует содержанию гидрокарбонатов.
В природных водах щелочность зависит от гидрокарбонатов щелочноземельных металлов и pH такой воды не превышает 3,3.
Наличие растворимых карбонатов и гидроксидов повышает pH воды более 8,3. Та часть общей щелочности, которая соответствует количеству кислоты, нужному для понижения pH до 8,3, называется свободной щелочностью воды (р).
Щелочность определяют титрованием воды раствором сильной кислоты. Количество кислоты, израсходованное для достижения pH 8,3, эквивалентно свободной щелочности; количество, необходимое для достижения pH 4,5, эквивалентно общей щелочности. Если pH воды меньше 4,5, то ее щелочность равна нулю.
Щелочность следует определять тотчас после взятия пробы. Результаты определения выражают в мг-экв/дм3.
При визуальном титровании определению мешает интенсивная окраска пробы, которую устраняют прибавлением активированного угля и фильтрованием пробы перед анализом. Мутные пробы фильтруют через бумажный или стеклянный фильтр.
Если в исследуемой пробе содержится свободный хлор, индикатор обесцвечивается, что влияет на точность определения. Удаляют
хлор прибавлением эквивалентного количества 0,1 н раствора тиосульфата натрия (2,5 г Na2S2O3-5H2O растворяют в дистиллированной воде и разбавляют до 100 см3 водой).
Перечисленные мешающие влияния не сказываются при электрометрическом титровании.
Аппаратура. Устройство для продувания воздуха, магии тая мешалка, рН-метр.
Реактивы. 1. Соляная кислота, 0,1 н раствор: 8,5 см3 концентрированной соляной кислоты ч. д. а. разбавляют дистиллированной водой до 1 дм3. Титр или поправочный коэффициент определяют по ОДн раствору карбоната натрия. Для приготовления этого раствора навеску 5,3002 г Na2CO3 ч. д. а., высушенного при 270—300 °C, растворяют при 20 °C в свежепрокипяченной и охлажденной дистиллированной воде и разбавляют этой же водой до 1 дм3. Из полученного раствора отбирают 20 см3, разбавляют до 100 см3 прокипяченной дистиллированной водой и титруют 0,1 и раствором соляной кислоты, строго соблюдая условия, как и при определении общей щелочности (см. ниже). Особенно важно соблюдать рекомендованные условия продувания воздуха. Титрованный раствор кислоты приготовляют так, чтобы поправочный коэффициент для доведения его концентрации к точно до ОДн был в пределах 0,99— 1,01; в дальнейшем его периодически проверяют.
Фенолфталеин, 0,5%-ный раствор: 0,5 г фенолфталеина растворяют в 50 см3 96%-ного этилового спирта и разбавляют 50 см3 дистиллированной воды. В раствор по каплям добавляют 0,01н раствор NaOH до появления заметной розовой окраски.
Метиловый оранжевый, 0,05%-ный раствор: 0,05 г натриевой соли метилового оранжевого растворяют в 100 см3 горячей дистиллированной воды и после охлаждения фильтруют.
Ход определения. Для определения свободной щелочности отмеривают 100 см3 пробы. Образцы с высокой щелочностью берут в меньшем количестве и доводят объем приблизительно до 100 см3 прокипяченной и охлажденной дистиллированной водой. Прибавляют 0,1 см3 (2 капли) раствора фенолфталеина и титруют на белом фоне ОДн раствором соляной кислоты до полного обесцвечивания. При электрометрическом определении титруют до pH 8,3.
Для определения общей щелочности отмеривают 100 см3 пробы или используют раствор после определения свободной щелочности, прибавляют ОД см3 метилового оранжевого. Затем продувают воздух и одновременно титруют на белом фоне ОДн раствором соляной кислоты до начала перехода окраски метилового оранжевого из желтой в оранжевую. Воздух продолжают продувать и через 5 мин., если надо, дотитровывают. При электрометрическом определении продувание проводится так же, но титруют до pH 4,5. При менее строгих требованиях к точности определения титрова-
нйе по метиловому оранжевому проводят без продувания. Титруют из бюретки с ценой деления 0,1 см3; точность отсчета — до 0,05 см3. В остальном следует соблюдать описанный выше порядок. При анализе природных вод, имеющих низкую общую щелочность, титруют из мпкробюретки и отсчитывают с точностью до 0,005 см3.
Обработка результатов. Свободную щелочность (р) и общую щелочность (т) в мг-экв/дм3 вычисляют по формулам:
ак-О.ЫООО ак-100 ,
Рvv ’
вк-0,1-1000вк-100
Ш ==,
VV
где а — объем 0,1н раствора соляной кислоты, израсходованной на титрование по фенолфталеину или до pH 8,3, см3;
в — объем 0,1н раствора соляной кислоты, израсходованной при титровании по метиловому оранжевому или до pH 4,5, см3;
к — поправочный коэффициент для приведения концентрации раствора НС1 к 0,1н;
v —объем пробы, взятой для титрования, см3.
Пример. Для определения общей щелочности взяли 10 см3 сточной воды, добавили 90 см3 дистиллированной воды (цилиндром). На титрование затрачено 6,4 см3 0,1 н НС1 (K^l).
m ~—= 64 мг-экв/м3.
Определение общей жесткости воды
Комплексометрический метод определения общей жесткости воды основан на том, что ионы кальция и магния связываются три- лоном Б в комплексные соединения. О конце реакции судят по изменению цвета индикатора кислотного хрома из розово-малинового в синевато-серый. Появление синевато-серого цвета раствора свидетельствует об отсутствии ионов кальция и магния в растворе, т. е. о том, что все они связаны трилоном Б.
Реактивы. 1. 0,05н раствор трилона Б получают при растворении 9,31 г препарата трилона Б (двузамещенная натриевая соль четырехосновной этилендиаминтетрауксусной кислоты) в 1 дм3 дистиллированной воды в мерной колбе при незначительном нагревании. После охлаждения объем раствора доводят до метки дистиллированной водой и фильтруют.
Поправочный коэффициент к нормальности раствора устанавливают по 0,05н раствору сульфата магния. В коническую колбу на 250 см3 приливают из бюретки 20 см3 0,05н раствора сульфата магния, разбавляют до 10 см3 водой, приливают 10 см3 аммиачного буферного раствора и 5—6 капель индикатора кислотного
хрома темно-синего. Полученный раствор оттитровывают 0,05н раствором трилона Б при интенсивном помешивании до перехода красной окраски раствора в устойчивую синюю.
Коэффициент поправки к нормальности тридона Б
К-20/v,
где 20 — объем 0,05н сульфата магния, взятый на титрование, см3;
v — объем 0,05н раствора трилона Б, израсходованный на титрование, см3.
Буферный раствор 20 г NH4C1 растворяют в дистиллированной воде, добавляют 100 см3 концентрированного раствора NH4OH и доводят объем до 1 дм3 дистиллированной водой.
Раствор индикатора кислотного хрома темно-синего. 0,5 г препарата растворяют в 10 см3 буферного раствора и доводят объем этиловым спиртом до 100 см3. Кроме кислотного хрома темносинего можно применять и другие оксинитрокраситсли, например, хромоген черный, имеющий почти аналогичные цвета перехода. Ход определения. К 100 см3 исследуемой воды, отмеренной мерной колбой или пипеткой, в коническую колбу объемом 250 см3 добавляют 5 см3 аммиачного буферного раствора и шесть-семь капель раствора индикатора кислотного хрома темно-синего.
При наличии Са2+ и Mg2+ ионов раствор окрашивается в розово-малиновый цвет. Этот раствор медленно титруют 0,05н раствором трилона Б до изменения цвета в синевато-серый.
Обработка результатов. Общую жесткость раствора (ОЖ) в мг-экв/дм3 вычисляют по формуле
О2К • N ■ 100
где Vi — объем раствора трилона Б, израсходованного на титрование пробы, см3;
N — коэффициент нормальности раствора трилона Б;
v — объем исследуемой воды, см3.
ПОГРЕШНОСТЬ МЕТОДА
Пример. Для определения взяли 25 см3 сточной воды, добавили 75 см3 дистиллированной воды (цилиндром). На титрование израсходовано 4,8 см3 0,05н трилона Б (N=^ 1,0417).
4.8-1,0417.0,05-1000,3
ОЖ= ——:мг-экв/дм3.
Определение взвешенных веществи прокаленного остатка
Природные и сточные воды содержат обычно, кроме истинно- растворенных веществ, также колдоиднорастворенные и суспендированные (взвешенные) частицы различной степени дисперсности.
Суспендированные (взвешенные) частицы отделяют от растворенных примесей фильтрованием через различные пористые материалы — слой асбеста, бумажные и мембранные фильтры, стеклянные фильтрующие пластинки в зависимости от их степени дисперсности. О степени дисперсности взвешенных частиц можно составить некоторое представление (весьма приближенное) по внешнему виду исследуемой воды.
При анализе сточных вод количество взвешенных веществ можно также определять расчетом, т. е. из результатов определения общего содержания принесен вычесть результаты определения растворенных веществ. Порет определением пробы не консервируют. Ход определения. Отмеряют 100 см3 тщательно перемешанной пробы (для анализа первшиюп или вторичной барды достаточно 25 см3) и фильтруют через высушонн,,й и пречвап’^ельпо ный на аналитических весах бумажный фильтр (белая или синяя лента). Применяемые бумажные фильтры проверяют: для этого каждый высушенный и взвешенный Фильтр вторично промывают приблизительно 200 см3 дистиллированной во^м и поп^опио высушивают. Потерь в массе Фильтра должно быть н^ бол^е 1 мг.
Осадок на фильтре промывают небольшим количеством дистиллированной воды, высушивают в сушильном шкафу пои t = = 105 °C в течение 2 часов, взвешивают, доводят ло постоянной массы. Затем фильтр с высушенным осадком переносят в предварительно взвешенный тигель.
Остаток после прокаливания получают осторожным сжиганием Фильтра в тигле и последующим провяливанием в мvrhpльнoй прпц при t = 600 °C до постоянной массы' После охлаждения в эксикаторе тигель с остатком взвешивают с точностью до 0 0001 г. Обработка результатов. Содержание взвешенных веществ, остатка после прокаливания и величину потерь при прокаливании (в мг/дм3) вычисляют по формулам:
(m2—nil) юоо-1000
v(ms—m3 1000-1000
Z = X—У,
где X — взвешенные вещества, мг/дм3;
У — остаток после "прокаливания; мг/дм3;
2 — потери при прокаливании, мг/дм3;
mi — масса тигля с высушенным фильтром, г;
Шг — масса тигля с фильтром и высушенными веществами, г;
т3 — масса тигля с прокаленным остатком, г;
пи — масса пустого прокаленного тигля, г;
v —объем пробы, взятый для анализа, см3.
Погрешность метода 0,5% отн.
Пример. Масса тигля с высушенным фильтром 20,8177 г; масса пустого прокаленного тигля 20,2882 г; масса тигля с фильтром и высушенными веществами 20,9355 г; масса тигля с прокаленным остатком 20,3296 г; объем пробы, взятый для определения, 20 см3.
v (20,9355—20,8177) • 1000-10003
Л = ——= 5890 мг/дм3;
(20,3296—20,2882) • 1000-1000ч
У = —^=2070 мг/дм3;
2 = 5890—2070 = 3820 мг/дм3.
Определение плотного остатка
Плотным остатком называется высушенный при 105 °C остаток, получающийся при выпаривании досуха профильтрованной исследуемой воды. Плотный остаток характеризует содержание минеральных и частично органических примесей, и именно тех, температура кипения которых заметно превышает 105 °C, нелетучих с водяным паром и не разлагающихся при указанной температуре. Ход определения. В прокаленную, охлажденную и взвешенную на аналитических весах фарфоровую или кварцевую чашку помещают 50—250 см3 анализируемой сточной воды, предварительно профильтрованной. Воду выпаривают на водяной бане досуха. Затем переносят чашку с остатком в сушильный шкаф и высушивают в нем при 105 °C до постоянной массы.
Обработка результатов. Содержание плотного остатка (X) вычисляют по формуле .
у(а—Ь) ■ 1000
где а — масса чашки с плотным остатком, г;
b — масса пустой чашки, г;
v — объем анализируемой сточной воды, см3.
Погрешность метода 0,5% отн.
Пример. Масса пустой чашки 18,0463 г; масса чашки с плотным остатком 18,8555 г; объем анализируемой пробы 10 см3. Плотный остаток
(18,8555— 18,0463) 1000 ■ 1000(18,8555— 18,0463) 1000 ■ 1000= 80920 мг/дм3= 80920 мг/дм3
(18,8555— 18,0463) 1000 ■ 1000
(18,8555— 18,0463) 1000 ■ 1000
= 80920 мг/дм3
= 80920 мг/дм3
Определение окисляемости
В зависимости от степени загрязнения вода содержит больше или меньше веществ, окисляющихся сильными окислителями, например, перманганатом, дихроматом калия и др.
Количество кислорода, эквивалентное расходу окислителя, называется окисляемостыо. В зависимости от применяемого окислителя различают окисляемость перманганатную и дихроматную. Окисляемость выражают обычно в миллиграммах кислорода, пошедшего на окисление примесей, содержащихся в 1000 см3 воды. Перманганатная окисляемость .характеризует концентрацию лег- коокисляющихся органических веществ в воде.
Для определения окисляемости вод, загрязненных трудноокис- ляемыми примесями, рекомендуется дихроматный метод.
Дихромат окисляет при кипячении в сернокислой среде большинство органических веществ, присутствующих в воде, на 95— 100%.
Результаты определения окисляемости одной и той же воды, но с применением различных окислителей, обычно различаются. Это происходит вследствие неодинаковой степени окисления веществ, присутствующих' в анализируемой воде, что зависит не только от свойств окислителя, но и от его концентрации, температуры, pH воды и т. п. Поэтому все методы определения окисляемости условны, и получаемые результаты сравнимы только, если точно соблюдаются все условия проведения определения.
Определение дихроматной окисляемости называют еще химическим поглощением кислорода — ХПК. Это — основной метод определения окисляемости; его следует применять при анализе сточных и загрязненных вод, окисляемость которых равна или превышает 100 мг О2/дм3 ( к сильнозагрязненным относятся и стоки спиртовых заводов).
Для питьевых или поверхностных вод, окисляемость которых не превышает 100 мг О2/дм3, можно применять перманганатный метод Кубеля
Пробы для определения окисляемости консервируют добавлением 2 см3 разбавленной (1:2) серной кислоты на каждые 100 см3 воды. Пробы питьевых вод консервируют, если они не могут быть проанализированы в точение 48 ч. после их отбора. Пробы поверхностных вод консервируют, если их анализ будет проводиться позже, чем через 24 ч после отбора; пробы сточных вод и сильно загрязненных поверхностных вод можно не консервировать, если их анализ будет проводиться.через несколько часов после их отбора.
При кипячении в 50%-ной по объему серной кислоте дихромат окисляет большинство органических веществ и некоторые неорганические вещества. Для большей полноты окисления органических веществ в качестве катализатора прибавляют сульфат серебра. После окисления избыток дихромата определяют титрованием раствором соли Мора.
Загрязненные воды разбавляют перед определением так, чтобы на окисление расходовалось не более 50% прибавляемого дихромата.
Отрицательное влияние хлорионов при концентрациях менее 1 г/дм3 устраняют добавлением 0,4 г сульфата ртути (II), при большей концентрации хрор-нонов сульфата ртути (II) добавляют в 22-кратном количестве. При этом нужно в пробу вносить 5 см3 H2SO4 (плоти. 1,84 г/см3) для лучшего растворения сульфата ртути (II).
Аппаратура. Колба круглодонная вместимостью 250 см3 с пришлифованным обратным холодильником.
Реактивы. 1. Дихромат калия, 0,25н раствор: растворяют 12,258 г К2СгО7 ч. д. а., высушенного в течение 2 ч. при 105 °C, в дистиллированной воде и разбавляют при 20 °C до 1 дм3.
Серная кислота, ч. д. а., концентрированная.
Сульфат серебра, ч. д. а.
Сульфат ртути (двухвалентной), ч. д. а.
Соль Мора, приблизительно 0,25н титрованный раствор: растворяют 98 г Fe(NH4)2(SO4)2-6H2O ч. д. а. в дистиллированной воде до 1 дм3.
Титр раствора соли Мора устанавливают для каждой серии проводимых определений следующим образом: отбирают 25 см3 0,25н раствора дихромата калия, разбавляют дистиллированной водой приблизительно до 250 см3, прибавляют 20 см3 концентрированной серной кислоты, перемешивают и после охлаждения титруют раствором соли Мора, прибавив 8—10 капель N-фенилант- раниловой кислоты до зеленого окрашивания.
Титр соли Мора вычисляют по формуле
K=vrKi/v,
где vL — объем дихромата калия известной нормальности, см3;
К, — коэффициент поправки к раствору дихромата калия известной нормальности;
v — объем испытуемого раствора соли Мора, взятый на титрование, см3;
N-фенилантраниловая кислота, индикатор: растворяют 0,25 г реактива в 12 см3 0,1н раствора натрия гидроксида (NaOH) и разбавляют дистиллированной водой до 250 см3.
Ход определения. Для анализа используется отфильтрованная или отстоявшаяся в течение 2 часов проба.
Отбирают 20 см3 пробы (или меньший ее объем, доведенный до 20 см3 дистиллированной водой) и помещают в круглодонную колбу для кипячения. Прибавляют 10 см3 0,25н раствора дихромата калия, 0,4 г сульфата серебра, стеклянные шарики. Смесь перемешивают и осторожно приливают к ней 30 см3 серной кислоты (пл. 1,84 г/см3), после чего вставляют в колбу пришлифованный обратный холодильник и кипятят 2 ч. Затем охлаждают, смывают холодильник 25 см3 дистиллированной воды и отсоединяют холодильник. Содержимое колбы переносят в колбу для титрования, доводят дистиллированной водой до 75 см3, охлаждают прибавляют 8—10 капель раствора N-фенилантраниловой кислоты (появляется темно-красная окраска) и титруют избыток дихромата титрованным раствором соли Мора до изменения окраски индикатора (зеленое окрашивание).
Параллельно проводят холостой опыт с 20 см3 дистиллированной воды.
Обработка результатов. Дихроматную окисляемость (X) в мг Ог/дм3 вычисляют по формуле
X— (а~в)Т-8-1000 • Р v’
где а — объем раствора соли Мора, пошедшей на холостой опыт, см3;
в — объем раствора соли Мора, пошедшей на титрование пробы, см3;
Т — титр соли Мора;
v — объем пробы, взятой для определения, см3;
8 — эквивалент кислорода;
Р — разбавление исследуемой воды.
Погрешность метода 0,1% отн.
При записи результатов необходимо указать, в какой пробе (отстоявшейся или фильтрованной) проводилось определение.
Если в анализируемой воде содержатся сульфиды, железо (II), хлориды, их определяют отдельно и полученный результат умножают на количество кислорода, необходимого на их окисление. Соответствующую этим веществам окисляемость вычитают из величины окисляемости пробы. На окисление 1 мг K2S расходуется 0,47 мг О2, 1 мг NO2 — 0,35 мг О2; 1 мг Fe++ —0,14 мг О2; 1 мг С1 — 0,23 мг О2.
Пример. На испытание взяли 5 см3 последрожжевой барды, которую разбавили водой до 100 см3. (Кратность разбавления 20). Из полученного раствора отобрали 5 см3 в колбу для определения ХПК, добавили 15 см3 дистиллированной воды и все реактивы для
окисления. После проведения окисления и последующих операций на титрование раствора израсходовано 7,5 см3 соли Мора, холостого опыта — 10,6 см3. Нормальность соли Мора — 0,228. ХПК барды
(10,6—7,5) 0,228-8-20-1000(10,6—7,5) 0,228-8-20-100022617 мг/дм22617 мг/дм
(10,6—7,5) 0,228-8-20-1000
(10,6—7,5) 0,228-8-20-1000
22617 мг/дм
22617 мг/дм
Определение биохимическогопотребления кислорода (БПК)
Количество кислорода, израсходованное в определенный промежуток времени на аэробное биохимическое разложение органических веществ, содержащихся в исследуемой воде, называется биохимическим потреблением кислорода (БПК).
Пробы для определения БПК нельзя консервировать. БПК определяют в пробах, отстоянных пли фильтрованных. Природные воды можно отстаивать в течение 0,5 ч. Сточные воды отстаивают 2 ч. и, если прозрачность при этом не достигается, их фильтруют. В сводке результатов анализа всегда следует указывать способ предварительной обработки воды.
Биохимическая потребность в кислороде выражается в миллиграммах кислорода на 1 дм3 жидкости.
При определении биохимической потребности в кислороде производственных сточных вод определяют «полное» биохимическое потребление кислорода: процесс ведут до появления азота нитритов в количестве не превышающем 0,1 мг/дм3. Потребление кислорода за 5 суток значительно колеблется и не характеризует полной потребности жидкости в кислороде.
Математический пересчет величин полной БПК промышленной сточной воды по результатам, полученным для БПКб, невозможен.
Биохимическое потребление кислорода можно определить методом разбавления и нитратным методом, который применяют при исследовании вод, очищенных биохимическим путем. БПК сточных вод спиртового завода следует определять методом разбавления в связи с высокой концентрацией стоков.
Метод разбавления
Исследуемую сточную воду после отстаивания или фильтрования разбавляют дистиллированной водой, содержащей биогенные элементы, т. с. разбавляющей водой.
ПРИГОТОВЛЕНИЕ РАЗБАВЛЯЮЩЕЙ ВОДЫ
Разбавляющую воду готовят на дистиллированной воде, выдержанной в бутылях, закрытых марлей, в течение нескольких (5— 7) дней при комнатной температуре.
Перед применением на 1 дм3 дистиллированной воды прибавляют по 1 см3 следующих растворов:
фосфатного буферного раствора: в 500 см3 дистиллированной воды растворяют 8,5 г КН2РО4; 21,75 г К2НРО4; 33,4 г Na2HPO4-7Н2О; 1,7 г NH4C1 и раствор разбавляют до 1 дм3; величина pH этого раствора должна быть 7,2 (реактивы ч. д. а.);
раствора магния сульфата: в дистиллированной воде растворяют 22,5 г MgSO4-7H2O и разбавляют до 1 дм3;
раствора кальция хлорида: в дистиллированной воде растворяют 27,5 г СаС12 безводного ч. д. а. и разбавляют до 1 дм3;
раствора железа хлорида: в дистиллированной воде растворяют 0,25 г ЕеС1з-6Н2О и разбавляют до 1 дм3.
После прибавления солей воду хорошо перемешивают, но не аэрируют. Разбавляющая вода при температуре 20 °C должна содержать приблизительно 8,8 мг/дм3 растворенного кислорода.
Непосредственно перед применением разбавляющей воды в нее вводят культуру микроорганизмов, адаптированную к изучаемому составу сточной воды, или 1—2 см3 фильтрованной прудовой или речной воды на 1 дм3 дистиллированной воды. Следует строго соблюдать правила разбавления: сточная вода должна быть разбавлена таким образом, чтобы в конце периода инкубации концентрация кислорода в пробе снизилась не более чем на 50%. Необходимое разбавление ориентировочно можно рассчитать по результатам определения ХПК следующим образом. Условно принимают, что в воде после инкубации при правильно взятом разбавлении должно остаться 4 мг/дм3 кислорода.
В насыщенной кислородом начальной разбавленной пробе содержится приблизительно 8 мг/дм3 кислорода, следовательно, на окисление органических веществ пробы в процессе инкубации должно быть израсходовано 4 мг/дм3 кислорода.
Если величину ХПК разделить на 4, получим результат, показывающий, во сколько раз надо разбавить анализируемую воду, чтобы в растворе осталось такое количество органических веществ, на окисление которых в период инкубации будет израсходовано 4 мг/дм3 кислорода.
Ход определения. В мерную колбу емкостью 1 дм3 налипают посредством сифона разбавляющую воду до половины колбы, прибавляют точно отмеренное пипеткой количество исследуемой воды н доливают до метки рабавляющей водой. Колбу закрывают пробкой и содержимое тщательно перемешивают. Если исследуе-
мую воду необходимо развести более чем в 1000 раз, производят двухкратное разведение: вначале пробу разводят в 100 пли 200 раз дистиллированной водой, а затем из этого разведения готовят необходимое для проведения анализа разведение, но уже разбавляющей водой.
Пример: ХПК исследуемой сточной воды составляет 16000 мг О2/ДМ3. Чтобы определить, во сколько раз необходимо разбавить пробу для постановки на ВПК, величину ХПК делим на 4, т. с. 16000:4 = 4000. Следовательно, исследуемую сточную волу необходимо разбавить в 4000 раз.
Первое разведение: 1 см3 исследуемой воды развести в мерной колбе (емкостью 100 см3, а затем 25 см3 разведенной пробы налить в мерную колбу 1 дм3 и довести до метки разбавляющей водой.
Разбавленную описанным выше способом сточную воду разливают с помощью сифона для последующей инкубации в 4 кислородные склянки (калиброванные) вместимостью 100—200 см3, наполняя их доверху, и закрывают притертыми пробками так, чтобы под пробками не оставалось пузырьков воздуха.
Одновременно такие же калиброванные склянки (4 шт.) заполняют разбавляющей водой. Каждой пробе испытуемой жидкости должна соответствовать одна проба с разводящей водой. Для контроля процесса нитрификации разбавленную исследуемую воду и разбавляющую воду наливают в колпачки от склянок.
В одной из четырех склянок с испытуемой и с разбавляющей водой сразу же определяют растворенный кислород (нулевые пробы). Все остальные склянки вставляют в колпачки, вытесняя из последних воду так, чтобы пузырьки воздуха не попали в колпачки (склянки вставляют в колпачки, перевернув их вверх дном). После этого склянки ставят в нормальное положение и помещают в термостат при температуре 20 ‘С. Склянки необходимо ставить в термостате в сосуд, наполненный дистиллированной водой так, чтобы часть колпачка была погружена в воду, при этом образуется водяной затвор и пузырьки воздуха не засасываются в склянку во время хранения проб.
Через 5, 10 и 20 суток ог начала инкубации из термостата вынимают склянки с испытуемой и с разбавляющей водой и определяют в склянках растворенный кислород, а в колпачках нитриты. Если в исследуемой воде появляется азот нитритов, растворенный кислород определяют раствором азида натрия с йодидом калия (реактив № 3). Если содержание азота нитритов будет >0,1 мг/дм3, процесс окисления органических веществ считается законченным.
LI 2.2, Определение содержания растворенного кислорода
Содержание растворенною кислорода определяют преимущественно в чистых голах и в сточных, прошедших процесс химической или биохимической очистки.
Сущность метода. В анализируемую пробу воды вводят соль мар- ганпа (II) и гидроксид щелочи. Образуется осадок гидроксида марюгша (II), который. окисляясь растворенным в воде кислородом, превращается в гидроксид маогянпа (IV)
2Мп (ОН) 2+О2+2 (п-1 ) Н2О = 2МпО2• пН2О
также растворимый в воде. В избытке серной кислоты и йодида калия осадок растворяется. Выделившийся йод оттитровывают п.аствором тиосульфата натрия.
Реактивы. 1 Марганни стлыЬат или хлорит Раствор: 400 г MnSO4-2HoO (480 г MnSCL-41LO) или 425 г M^CL• 4НЮ ч. д. а. растворяют в дистил тированной воде и доводят объем до 1 дм3. Раствор фильтруют через бумажный фильтр.
Калия йодид, щелочной раствор: растворяют 700 г калия гидроксида пли 500 г па гоня гидроксила в таком количестве дистиллированной воды, чтобы объем раствора не превысил 800 см3 дают осадку карбоната, собраться на дне колбы и прозрачную жидкость сливают в другую колбу.
Отдельно в небольшом количестве воды растворяют 150 г йодида калия. Растворы йодида калия и гидроксила щелочи сливают вместо п разбавляют дистиллированной водой до 1 дм3.
Калия гидрокси^ с йо^н-том и азидом натрия Раствор: 700 г КОН (или 500 г NaOH) и 150 г KJ растворяют в 700 см3 дистиллированной воды: 10 г азида натрия (НаМз) растворяют в 40 см3 дистиллированной воды, оба раствора смешивают и доводят до 1 дм3. Если раствор не прозрачен, ему дают отстояться и сифони- руют.
Серная кислота, пл. 1.84 г/см3.
Серная кислота, ч. д. а . разбавленная (1 :4).
Натпия тиосульбшт 0 Оби титрованный раствор: 12 4 г Na^CL • бН-0 ч. д. а и 0.2 г NaoC03 ч. д. а. растворяют в дистил- лировячной води И объем доводят до 1 дм3 (для приготовления раствопя тиосульфата натрия следует применять свежепрокипя- ченную и охлажденную дистиллированную воду. Натрия карбонат добавляется для устойчивости титра раствора).
В коническую колбу, снабженную притертой ппобкой. приливают примерно 100 см3 дистиллированной воды, прибавляют 10 см3 15%-ного раствора йодида калия, 5 см3 разбавленной (1 : 4) серной кислоты и 20 см3 0,05 н раствора дихромата калия. После перемешивания раствор отстаивают 5 мин. в темноте и затем титруют 0,05 н раствором тиосульфата и раствора , крахмала в качестве
индикатора. Можно применять раствор тиосульфата нормальностью 0,01. При этом используют раствор дихромата калия соответствующей нормальности.
Объем израсходованного раствора тиосульфата натрия на титрование двух параллельных проб не должен отличаться более чем 0.1 см3. При расчете берется среднняя величина параллельных проб.
Калия дихромат 0,05н (0,01н). Растворяют 2,4518 г KsCr2O; (или 0,4904 г при приготовлении 0,01 н раствора), высушенного при 105 °C, в дистиллированной воде и доводят при 20 °C объем до 1 дм3. Применяют для установки титра тиосульфата.
Калия йодид, 15%-ный раствор. Растворяют 15 г KI ч. д. а. в дистиллированной воде, прибавляют 1 см3 1 и раствора NaOH и доводят до 100 см3. Для проверки раствора 2 см3 его помещают в колбу, содержащую 100 см3 дистиллированной воды и 5 см3 разбавленной (1:4) серной кислоты; после прибавления 0,5 см3 раствора крахмала не должна появиться окраска.
Ход определения. В склянку, заполненную пробой, добавляют разными пипетками по 1 см3 растворов сульфата или хлорида марганца и щелочного раствора йодида калия (если есть нитриты, то добавляют по 2 см3 растворов сульфата или хлорида марганца и азида натрия с йодидом калия). Пипетки в склянки вводят ниже уровня жидкости. Склянку закрывают пробкой так, чтобы не попали пузырьки воздуха. При этом из склянки -выливается количество жидкости, равное количеству введенных реактивов — 2—4 см3. На эту потерю при расчете вводят соответствующую поправку. Содержимое склянки перемешивают до образования хлопьевидного осадка.
Образовавшийся на дне склянки осадок растворяют в 1 см3 серной кислоты (пл. 1,84 г/см3), склянку закрывают пробкой и содержимое перемешивают.
Когда весь осадок растворится, содержимое кислородной склянки количественно переносят в коническую колбу емкостью 0.5 дм3 для титрования и быстро оттитровывают выделившийся йод 0.01н раствором тиосульфата натрия.
Количество выделившегося йода эквивалентно бывшему в растворе количеству кислорода.
Разность в содержании кислорода в жидкости, определенного в первый день (нулевые пробы) и после инкубапии (с учетом разбавления) показывает потребление кислорода (БПК) сточной водой соответственно за 5. 10, 20 суток.
При определении БПК ведут контроль за нитрификацией проб (накоплением азота нитритов). Содержание азота нитритов определяют визуальным колориметрическим методом с сульфаниловой кислотой и а-нафтиламином— реактивом Грисса. В присутствии нитритов появляется розовая или краснофиолетовая окрас-
ка. Из колпачков кислороды ти и наливают в пробирки.ка. Из колпачков кислороды ти и наливают в пробирки.ровавной поды и на водяную банюровавной поды и на водяную баню20 мин., после азо^а нитритов.20 мин., после азо^а нитритов.1ых склянок отбирают по 1 см3 жидкое - . Затем добавляют по 9 см3 дистилли- реактива Грисса. Пробирки помещают икают при температуре 60 °C в течение псин окраски определяют содержание
ка. Из колпачков кислороды ти и наливают в пробирки.
ка. Из колпачков кислороды ти и наливают в пробирки.
ровавной поды и на водяную баню
ровавной поды и на водяную баню
20 мин., после азо^а нитритов.
20 мин., после азо^а нитритов.
На образование ОД мг азота нитритов затрачивается 0,34 мг кислорода, поэтому при определении ВПК кислород, пошедший на нитрификацию, вычитается из общего количества, потребленного в период инкубации.
ГРИБ. III/lyTJ ПЮЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ АЗОТА НИТРИТОВ
Окрашивание при наблюдении сбоку
Окрашивание при июлподезии сверху
Содержание азота нитритов, мг/дм3
Нет
Нет
Нет
Очень слабое розовое
Слабо-розовое Светло-розовое Сильно-розовое Малиновое
Обработка pesyj требление кислс формуле
-
Исг0,01
Едва уловимое розовое окрашивание0 02
при сравнении с дистиллированной
ВОДОЙ
Едва заметное розовое004
Слабое розовое02
Светло-розовоеq4
Розовоер7
Малиновое2 q
Ярко-малиновое4 q
тьтатов. Сначала рассчитывают пятисуточное по- рола разбавляющей воды БПКз (в мг/дм») по
БПК, раэб. воды- (—VM-S-WOO,
v ! V 2v 1 v 2/
где ао — объем раствора тиосульфата натрия, израсходованного на титрование при определении растворенного кислорода до инкубации (в нулевой пробе), смД
а 5 то же, после инкубации в течение 5 дней;
Кш Кд поправочные коэффициенты для приведения концентрации раствора тиосульфата натрия точно к нормальности;
N — нормальность раствора тиосульфата натрия;
v " , v ? — объемы кислородных склянок, см3;
v 2*, V2 — общий объем реактивов, прибавленных в кислородную склянку при фиксации кислорода (этот объем составляет 2 см3 при отсутствии в пробе азота нитритов и 4 см3, если в исследуемой воде появляется азот нитритов).
Затем вычисляют БПК5 анализируемой пробы в мг/дм3 по фор
муле
БПК5-Г/'—о--'Ко-^V)-N-8.1000-6nK5 разб. в. ] „
где Р — разбавление исследуемой воды; остальные обозначения те же, что и для разбавляющей воды. Таким же образом ведут расчет БПКю и БПКи-
Погрешность определения сильно загрязненных сточных вод — 0,1 %, слабо загрязненных — 0,2% отн.
Примечание. 1. Если в лаборатории нет кислородных склянок с пришлифованными стеклянными колпачками, можно пользоваться любыми калиброванными склянками с притертыми пробками вместимостью 150—250 см3. Для контроля процесса нитрификации можно использовать такие же склянки с притертыми пробками меньшего размера (некалиброванные).
При определении БПК методом разведения можно пользоваться некалиброванными кислородными склянками или склянками с притертыми пробками. Весь процесс определения БПК ведут так, как описано в разделе «Метод разбавления».
Но после растворения осадка из склянки отбирают 100 см3 жидкости и переносят в коническую колбу вместимостью 500— 700 см3 и быстро оттитровывают выделившийся йод 0,01н раствором тиосульфата натрия.
При расчете БПК учитывают объем 0,01 н раствора тиосульфата натрия, израсходованного на титрование 100 см3 жидкости, т. е. расчет ведется на 100 см3 жидкости, взятой для титрования, а затем пересчитывается на 1 дм3.
Пример. ХПК общего стока цеха хлебопекарных дрожжей составляет 3864 мг/дм3, следовательно, для определения БПК сток необходимо разбавить 3864 : 4=916 раз, т. е. в 1000 раз. Для определения берут 1 см3 этого стока и разбавляют его разбавляющей водой до 1 дм3. Для связывания кислорода израсходовано по 1 см3 растворов хлорида марганца и щелочного раствора йодата калия. Количество 0,01н раствора тиосульфата натрия (К-1), пошедшее на титрование: разбавляющей воды исходной 16,9 см3, через 5 сут.— 11,0 см3; исследуемой пробы — соответственно 15,1 и 7,2 см3.
БПК5РВ = Д®'®44Ги^1'^ )хо,08-1000=0,16 мг/дм’;
\1/V,vl—4110,00-4 /
бпк-[<№^- - №т)х0'08' ‘О00-0'161 ■• 1000 = 3840 мг/дм3.
Таким же образом определяют БПКю; БПКц; БПКго-
Калибровка кислородных склянок
Кислородную склянку или мерную колбу с притертой пробкой нумеруют. Номера писать простым карандашом на шлифах колбы, пробки и колпачка. Порядковый номер пробки и колпачка должен соответствовать порядковому номеру их колбы, так как при замене пробки меняется объем воды, содержащейся в колбе, что приводит к искажению результатов анализа.
Чистую (обработанную хромовой смесью), хорошо вымытую колбу с открытой пробкой помещают в сушильный шкаф при t = 105 °C и высушивают. Через 2 часа колбу закрывают пробкой, вынимают из сушильного шкафа и помещают в эксикатор для охлаждения до комнатной температуры, после чего колбу взвешивают на технических весах.
Затем снова высушивают колбу с открытой пробкой в сушильном шкафу в течение 30 мин; охлаждают в эксикаторе и, закрыв пробкой, взвешивают.
Таким образом, повторяют взвешивание до тех пор, пока разница в двух последних взвешиваниях составит не более 0,03 г. Из последних величин берут среднее значение и принимают его за вес пустой колбы.
Колбу заполняют с помощью сифона свежеперегнанной дистиллированной водой t = 20°C (так, чтобы на стенках колбы не было пузырьков воздуха) и, не закрывая ее, помещают в водяную баню. Температуру воды в бане 20 °C поддерживают постоянной, приливая небольшими порциями теплую (или холодную, в зависимости от температуры помещения) воду и хорошо ее перемешивают. Для измерения температуры пользуются выверенным термометром с делениями 0,1 °C. По истечении 20—30 мин. вода в колбе приобретает температуру воды в сосуде; тогда закрывают колбу пробкой (так, чтобы под пробкой не было пузырьков воздуха), вынимают из водяной бани, тщательно вытирают снаружи фильтровальной бумагой и взвешивают. Для повторного взвешивания колбу открывают, доливают дистиллированной водой, снова помещают в водяную баню на 20—30 мин. и взвешивают, как описано выше. Разница между повторными взвешиваниями не должна превышать 0,02 г.
Из полученных величин берут среднее значение. Вычитая из
найденной массы массу пустой колбы, узнают массу воды, содержащейся в колбе при t = 20 °C.
Примечание. На откалиброванных колбах и колпачках пишут соответствующие им номера крупным шрифтом стеклографом или несмывающимися красками.
1.13. Определение содержания азота органическихвеществ («Органический азот»)
Азот, содержащийся в аминокислотах, пептидах, белках и других естественных и синтетических органических соединениях, определяют суммарно одним методом. Количественное содержание органического азота указывает на степень загрязненное!и водоема или сточной воды. При сопоставлении с результатами определения аммиака, нитритов и нитратов результат определения органического азота указывает на самоочищающую способность водоема. А при биологической очистке сточных вод по содержанию органического азота следят за техническим процессом очистки и оценивают эффективность установки. В питьевых водах содержание органического азота обычно не определяется.
Органический азот определяют в виде аммиака, после разложения органических веществ пробы нагреванием с серной кислотой (метод Кьельдаля).
Отгонкой при pH 7,4 определяют аммиак. Кубовый остаток затем нагревают со смесью серной кислоты и сульфата калия при 345—370 °C. Органически связанный азот переходит при каталитическом действии сульфата калия в дисульфат аммония. По еле подщелачивания минерализованной пробы аммиак отгоняется и собирается в раствор кислоты, в которой затем определяется титрованием или колориметрически. Титрованием можно определить не менее 1 мг/дм3, колориметрически — менее 2 мг/дм3 азота.
Если органический азот не определяется при отборе воды, последнюю консервируют добавлением 1 см3 концентрированной серной кислоты или 2—4 см3 хлороформа на 1 дм3 пробы.
Результаты выражают в N мг/дм3.
Аппаратура. Колбы Кьельдаля вместимостью от 400 до 800 см3. Реактивы. 1. Дистиллированная вода, дважды перегнанная, свободная от аммиака.
Буферный раствор, pH 7,4 : 14,3 г КН2РО4 безводного ч: д. а. и 68,8 г К2НРО4 безводного ч. д. а. растворяют в дважды дистиллированной воде и разбавляют до 1 дм3. Значение pH 7,4 при необходимости корректируют добавлением калия гидроксида или соляной кислоты.
Смесь для минерализации: серная кислота -ф сульфат калия + сульфат ртути (сульфат ртути может быть заменен сульфа-
гом меди). 134 г K2SO4 ч. д. а. растворяют в 650 см3 дважды дистиллированной воды и смешивают с 200 см3 концентрированной H2SO4 ч. д. а. Затем добавляют раствор сульфата ртути (или сульфата меди), приготовленный растворением 2 г красной окиси ртути HgO (или 5,4 г CuSO4) в 25 см3 20%-ного раствора серной кислоты.
После охлаждения смесь доводят до 1 дм3 дважды дистиллированной водой.
Фенолфталеин, 0,5%-ный раствор в 50 %-ном спирте: 0,5 г фенолфталеина растворяют в 50 см3 96%-ного этилового спирта и доводят до 100 см3 дважды дистиллированной водой.
Раствор для подщелачивания: 500 г NaOH ч. д. а. и 25 г Na2S2O3-5H2O растворяют в дважды дистиллированной воде и доводят до 1 дм3.
Другие реактивы, необходимые для определения аммиака, см. «Азот аммонийный».
Ход определения. В зависимости от предполагаемого содержания органического азота отмеривают в колбу Кьельдаля от 25 до 250 см3 пробы (при содержании органического азота до 10 мг/дм3 отмеривают 250 см3, при содержании от 10 до 20 г/дм3 — 100 см3, при содержании от 20 до 50 мг/дм3 — 50 см3 и т. д.) и объем доводят дважды дистиллированной водой приблизительно до 300 см3. Если проба имеет кислую реакцию, ее нейтрализуют 1н раствором гидроксида щелочи до pH 7,4, пользуясь при этом лакмусовой бумагой. Добавляют 10—25 см3 фосфатного буферного раствора.
Из колбы отгоняют приблизительно 200 см3 (дистиллят можно собрать в приемник с кислотой и использовать для определения аммиака), к остатку в колбе Кьельдаля после охлаждения добавляют приблизительно 50 см3 смеси для минерализации. Содержимое колбы затем слабо кипятят.
В случае высокого содержания органических веществ, не содержащих азота, добавляют двукратное количество смеси для минерализации. Минерализация заканчивается через 20—30 мин. после осветления смеси. После охлаждения остаток в колбе разбавляют дважды дистиллированной водой приблизительно до 300 см3, добавляют несколько капель фенолфталеина и нейтрализуют раствором для подщелачивания до слабо-розовой окраски.
Колбу присоединяют затем к перегонному аппарату и отгоняют в приемник с кислотой приблизительно 200 см3. В дистилляте аммиак определяют методом, описанным при определении аммонийного азота.
Обработка результатов. Расчет содержания органического азота выполняют по формуле.
N= (а—b) -1,4-1000v *
где N — содержание органического азота в исследуемой воде, мг/дм3;
а — количество 0,1н раствора гидроксида натрия, израсходованное на титрование 25 см3 0,1н серной кислоты, сми;
b — количество 0,1н раствора гидроксида натрия, израсходованное на титрование отгона, см3;
v — объем анализируемой сточной воды, см3;
14—количество азота, эквивалентное 1 см3 0,1 и раствора кислоты.
Погрешность метода 0,5%отн.
Пример. Для определения органического азота взято 10 см3 сточной воды, в приемную колбу поместили 25 см3 0,1 и раствора серной кислоты, на титрование израсходовано 19,8 см3 0,1 н раствора натрия гидроксида
(25-19,8)^1±1000 = ?28 мг/ з.
1()
Определение содержания азота аммонийного
Суть определения заключается в выделении аммиака перегонкой из щелочной среды и определении его в дистилляте объемным методом. Пробу подщелачивают фосфатным буферным раствором до получения pH смеси 7,4.
Реактивы. 1. Дистиллированная вода, дважды перегнанная, свободная от аммиака.
Буферный раствор, рн 7,4; 14,3 г КН2РО4 безводного ч. д. а. и 68,8 г К2НРО4 безводного ч. д. а. растворяют в дважды дистиллированной воде и разбавляют до 1 дм3. Значение pH 7,4 при необходимости корректируют добавлением гидроксида калия или соляной кислоты.
Серная кислота, 0,1 н раствор.
Натрия гидроксид, 0,1 и раствор.
Метиловый красный, растворяют 0,2 г метилового красного в 100 см3 90° спирта.
Ход определения. В перегонную колбу отмеривают 100 см3 (возможно меньше или больше, в зависимости от ожидаемого содержания аммиака) пробы, объем доводят дважды дистиллированной водой приблизительно до 300 см3. Если проба имеет кислую реакцию, ее нейтрализуют 1 н раствором гидроксида щелочи до pH 7, пользуясь при этом лакмусовой бумагой. Добавляют 10—25 см3 фосфатного буферного раствора. Значение pH смеси нс должно отличаться более чем на ±0,2 от pH 7,4. В некоторых случаях приходится прибавлять буферного раствора до 40 см3 на 100 см3 пробы (биологически очищенные сточные воды и др.), чтобы установить необходимую величину pH.
В приемник, который представляет собой колбу для титрования вместимостью до 500 см3, наливают 25 см3 0,1 н серной кислоты, и, если нужно, добавляют дважды дистиллированную воду, чтобы конец холодильника был погружен в жидкость.
Отгоняют около 200 см3 жидкости. По окончании отгонки избыток серной кислоты титруют титрованным раствором гидроксида натрия, 1 см3 которого соответствует 1,4 мг азота.
Обработка результатов. Расчет ведут по формуле
N=_ (а—b). 1,4-1000v’
где N -—содержание аммонийного азота в исследуемой воде, мг/дм3;
•- количество 0,1 и раствора серной кислоты, взятое в прием ную колбу, см3;
— количество 0,1 и раствора натрия гидроксида, израсходованное на титрование, см3;
— объем анализируемой сточной воды, см3;
4 — количество азота, эквивалентное 1 см3 точно 0,1 н раствора серной кислоты, мг.
Погрешность метода 2% отн.
Пример. Для определения взято 25 см3 сточной воды, в приемную колбу поместили 25 см3 0.1 и раствора серной кислоты на титрование расходовали 6,2 см3 0,1 н раствора натрия гидроксида
(25-6,2). 1,4-1000 mrQQ , о
= 1052.8 мг/см3.
2d
1Л5. Определение содержания азота нитритов
Нитриты являются промежуточным продуктом микробиального окисления аммиака или восстановления нитратов. В большом количестве они находятся в некоторых промышленных и биологически очищенных сточных водах.
КОЛОРИМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ НИТРИТОВ
С СУЛЬФАНИЛОВОЙ КИСЛОТОЙ
И АЛЬФА-НАФТИЛАМИНОМ
Определение основано на диазотировании сульфаниловой кис-, лоты присутствующими в пробе нитритами и реакции полученной соли с альфа-нафтиламином с образованием красно-фиолетового азо-красителя. Интенсивность окраски пропорциональна концентрации нитритов. Протекание реакции в значительной степени зависит от pH среды.
Мешающие влияния. Определению мешают взвешенные веще-
ства и мутность воды, поэтому перед анализом пробу необходимо профильтровать.
В анализируемой пробе не должны присутствовать сильные окислители и восстановители, трехвалентное железо, двухвалентная ртуть, серебро, висмут, трехвалентная сурьма, трехвалентное золото, хлороплатинаты и метаванадаты.
Влияние их устраняют соответствующим разбавлением пробы.
Двухвалентная медь занижает результаты вследствие каталитического распада диазотированной сульфаниловой кислоты. В этих случаях пробу также разбавляют.
Определению мешает окраска и мутность воды, которые учитываются вычитанием экстинции холостой пробы, к которой добавляют раствор сульфаниловой кислоты.
Определению мешает и трихлорамин. При прибавлении реактивов в обратном порядке его мешающее влияние можно в некоторой степени снизить.
Аппаратура. Колориметр фотоэлектрический лабораторный. Реактивы. 1. Кислота сульфаниловая (Грисс I): 0,5 г сульфаниловой кислоты, взвешенной с точностью до 0,01 г, переносят в коническую колбу емкостью 250 см3 с притертой пробкой, приливают 150 см3 12%-ной уксусной кислоты и перемешивают до полного растворения.
а-нафтиламин (Грисс II) : 0,25 г а-нафтиламина, взвешенного с точностью до 0,01 г помещают в стакан на 50 см3, добавляют 20 см3 дистиллированной воды, ставят на закрытую электрическую плитку и кипятят в течение 6—7 мин. при постоянном перемешивании содержимого стакана. В коническую колбу емкостью 250 см3 с притертой пробкой помещают 150 см3 12%-ной уксусной кислоты, вставляют маленькую воронку со складчатым фильтром, предварительно смоченным водой, пропускают через фильтр содержимое стакана в раствор а-нафтиламина и тщательно перемешивают.
Реактив Грисса: растворы сульфаниловой кислоты (Грисс I) и а-нафтиламина (Грисс II) перед употреблением смешивают в равных количествах.
Кислота уксусная, 12%-ный раствор: взвешивают 120 г (или набирают в измерительный цилиндр 114 см3) ледяной уксусной кислоты и смешивают с 880 см3 дистиллированной воды.
Кислота уксусная (ледяная) d= 1,0598 г/см3.
Натрия нитрит, стандартный раствор, содержащий 0,100 мг нитрит-иона NOg , в 1 см5: 0,1497 г нитрита натрия х.ч. или ч.д.а., высушенного при 105 °C, растворяют в дистиллированной воде (лучше в стерильной) и доводят до объема 1 дм3, консервируют добавлением 1 см3 хлороформа и сохраняют в холодном месте (раствор устойчив в течение 1 мес.).
Рабочий раствор I нитрита натрия, содержащий 0,010 мг питрит-иона в 1 см3: 10 см3 стандартного раствора, разбавляют дистиллированной водой до 100 см3 (раствор должен быть свежеприготовленным) .
Рабочий раствор II нитрита натрия, содержащий 0,0005 мг нитрпт-иона в 1 см3 : 5 см3 рабочего раствора I, разбавляют дистиллированной водой до 100 см3 (раствор должен быть свежеприготовленным) .
Построение калибровочной кривой. В мерные колбы емкостью 50 см3 с притертыми пробками отмеривают пипеткой 0,2; 0,5; 0,1; 1,5; 2,0 и 2,5 см3 рабочего раствора II и объемы доводят дистиллированной водой до метки. Серия стандартных растворов соответствует концентрациям нитрит-пона 0.002; 0,005; 0,010; 0,015; 0,020; 0,025 мг/дм3. В каждую колбу с 50 см3 стандартного раствора добавляют по 2 см5 реактива Грисса, перемешивают и вы- держизают их в течение 20 мин. на водяной бане при 60 °C. Окрашенные растворы быстро охлаждают до 20 °C и колориметрируют при длине световой волны 520 нм (зеленый светофильтр) в кюветах с расстоянием между рабочими гранями 50 мм. Для построения калибровочной кривой контрольным раствором служит дистиллированная вода с реактивом Грисса.
По результатам колориметрирования строят график в координатах: оптическая плотность — ост> ординат конпентоапия нитрит- иона (в мг/дм3) —ось абсцисс Калибровочную кривую нро6хопи- мо строить для каждого фогозлектрокалориметра и проверять не менее 2 раз в год.
Ход определения. Для определения берут 1—5 см3 профильтрованной пробы и доводят до 50 см3 дистиллированной водой и прибавляют по 1 см3 реактива Грисса. Далее определение проводят как при построении калибровочной кривой В качестве контрольного раствора используют смесь 50 см3 той же разбавленной пробы с 2 см3 дистиллированной воды. По найденному значению оптической плотности на калибровочной кривой определяют концентрацию нитрит-иона в анализируемой пробе (в мг/дм3).
Обработка результатов. Содержание нитрит-ионов определяют по формуле
N = _с-50V
где N — содержание азота нитритов в сточной воде, мг/дм3;
с — количество нитритов, найденное по калибровочной кривой, мг/дм3;
у — объем пробы, взятый для определения, см3;
Погрешность метода 5% отн.
Пример. Для определения взяли 5 см3 сточной воды, объем раствора после проведения реакции 50 см3. Оптическая плотность раство-
pa 0,2. По калибровочной кривой этому показателю оптической плотности соответствует количество азота нитритов 0,0373 мг/дм3.
м0,0373-50 n, о
N нит.== 0,373 мг/дм3.
э
Определение содержания азота нитратов
Нитраты встречаются почти во всех видах вод. В поверхностных водах их количество незначительно. В природных водах они появляются вследствие окисления азота органических соединений.
По содержанию нитратов можно судить о процессе нитрификации в сооружениях биологической очистки. Некоторые сточные воды содержат значительное количество нитратов.
Существует несколько методов определения нитратов в природных и очищенных водах, однако наиболее часто при анализе сточных вод пользуются колориметрическим методом с салицилатом натрия.
Колориметрическое определение основано на реакции нитратов с салицилатом натрия в среде серной кислоты, в результате которой образуются окрашенные в желтый цвет соли нитросалициловой кислоты. Без разбавления можно определить от 0,02 до 5 мг N в 1 дм3.
Коллоидные органические и окрашенные вещества, присутствующие в пробе, мешают определению. Их удаляют так. К 150 см3 пробы прибавляют 3 см3 суспензии гидроксида алюминия (125 г алюминия-калия сульфата и алюминия-аммония сульфата растворяют в 1 дм3 дистиллированной воды, нагревают до 60 °C и постепенно прибавляют 55 см3 концентрированного раствора аммиака при постоянном перемешивании; после часового отстаивания осадок переносят в большой стакан и промывают декантацией дистиллированной водой до исчезновения реакции на свободный аммиак, хлориды, нитриты и нитраты), тщательно перемешивают, оставляют на несколько минут и затем фильтруют. Первые порции фильтрата отбрасывают. Если сухой остаток после прибавления серной кислоты окрасится присутствующими растворенными органическими веществами, то этот метод неприменим. Определению мешают хлориды в количествах, превышающих 200 мг/дм3.
Удаление хлоридов. Предварительно определяют в пробе содержание хлоридов. К 100 см3 пробы прибавляют эквивалентное количество раствора сульфата серебра (4,4 г AgzSO4 ч.д.а свободного от нитратов, растворяют в дистиллированной воде и доводят до 1 дм3; 1 см3 раствора соответствует 1 мг СК). Осадок хлорида серебра отфильтровывают после предварительного нагревания смеси.
Целесообразно оставить смесь на ночь в темном месте. Железо
мешает определению в количестве более 5 мг/дм3. М. тающее влияние большой концентрации железа или других катионов можно устранить фильтрацией через катионит.
При содержании нитритов свыше I - 2 мг/дм3 их определить сложно. Содержание 20 мг/дм3 NO2 повышает найденный результат при определении нитратов на 1 мг/дм3. Нитрпт-ионы в количестве более 2 мг/дм3 следует удалять выпариванием 20 см3 пробы досуха на водяной бане с добавлением 0,05 г сульфата аммония. Аппаратура. Фотоэлектроколориметр.
Реактивы. 1. Натрия салицилат 0,5%-ный водный раствор (свежо и р и ГОТО вл о и н ы й) .
Серная кислота ч.д.а. коицен грированная, свободная от нитратов (d = 1,84 г/см3).
Натрия гидроксид, приблизительно 10 и раствор: 400 г NaOH ч. д. а. растворяют в дистиллированной воде и после охлаждения доводят до 1 дм3.
Калия нитрат, стандартный раствор:
запасной раствор: 0,7214 г KNO3 ч.д.а., высушенного при 105 °C, растворяют в дистиллированной воде, прибавляют 1 см3 хлороформа и доводят водой до 1 дм3; 1 см3 этого раствора содержит 0.1 мг N;
рабочий раствор: 10 см3 запасного раствора разбавляют дистиллированной водой до 100 см3; всегда применяют свежеприготовленный раствор; 1 см3 этого раствора содержит 0,01 мг N. Ход определения. 10 см3 пробы с 1 см3 раствора салицилата натрия выпаривают в фарфоровой чашке на водяной бане досуха. После охлаждения сухой остаток увлажняют 1 см3 серной кислоты и оставляют на 10 мин. Содержимое чашки разбавляют дистиллированной водой, переносят количественно в мерную колбу вместимостью 50 см3, прибавляют 7 см3 Юн раствора гидроксида натрия, доводят дистиллированной водой до метки и тщательно перемешивают. Смесь в колбе охлаждают до комнатной температуры, вновь доводят до метки дистиллированной водой и окрашенный раствор колориметрируют (через 10 мин.) в фотоколориметре с фиолетовым светофильтром (X— 410 нм) при расстоянии между стенками кюветы 1 см.
Из найденных значений экстинций вычитают экстинцию холостой пробы с дистиллированной водой, приготовленной тем же способом, что и исследуемый образец.
ПОСТРОЕНИЕ калибровочной кривой
Калибровочную кривую строят обработкой ряда стандартов, 0; 0,5; 1.0; 2; 5; 10 мг в 1 дм3, полученных отмериванием 0; 0,5; 1,0; 2,0; 5,0; 10,0 см3 рабочего раствора нитрата калия и доведением
дистиллированной водой до 10 см3. Дальше поступают так, как описано выше.
Обработка результатов. Содержание азота нитратов в N (мг/дм3) вычисляют по формуле
V ’
где N — содержание азота нитратов, мг/дм3;
С концентрация нитратов, найденная по калибровочной кривой, мг/дм3;
v—объем пробы, взятой для анализа, см3.
Погрешность метода 0,5% отн.
Пример. Для определения взяли 10 см3 сточной жидкости, объем раствора после проведения реакции 50 см3. Оптическая плотность раствора 0,12, «холостой» пробы — 0,035. Разность между ними составляет 0,085. Этому показателю оптической плотности соответствует концентрация азота нитратов 1,26 мг/дм3.
N = -^65- = 6,30 мг/дм3.
Определение содержания общего азота
В материальном балансе азотистых соединений на сооружениях биохимической очистки учитывают суммарное содержание всех присутствующих соединений азота — как в очищенной воде, так и в активном иле, выражаемое величиной общего азота или суммарными аналитическими данными, полученными для отдельных видов азота.
В сточных водах общий азот выражают суммарной величиной отдельных видов азота (органического, аммиачного, нитратного, нитритного), определенной соответствующими аналитическими данными, полученными для отдельных видов азота.
Определение содержанияводнорастворимых фосфатов
В основе метода лежит реакция между фосфорномолибдатом аммония и гидроксидом натрия
2(ПН4)3РО4И2МоОз+46ПаОН = 2Па2НРО4+21Па2МоО4++3(МН4)2МоО4+22Н2О.
Реактивы. 1. Раствор молибдата аммония. 80 г молибдата аммония растворяют в 160 см3 20%-ного аммиака (или в 120 см3 25%-ного), прибавляют затем аммиак до общего объема 300 см3. В другом стакане к 500 см3 HNO3 (пл. 1,3—1,4 г/см3) прибавляют 200 см3 Н2О. После этого к HNO3 малыми порциями прибав-
ляют аммиачный раствор молибдата аммония. Получается около 1 дм3 раствора, который взбалтывают и хранят в банке из темного стекла.
Натрия гидроксид, 0,1 н раствор.
Кислота серная, 0,1 н раствор.
Ход определения. 5 см3 барды или 20 см3 сточной воды сжигают в колбе Къельдаля с 25 см3 концентрированной H2SO4 и 2—3 каплями Н2О2. После сжигания переводят содержимое колбы Къельдаля количественно в мерную колбу на 100 см3 и доводят до метки дистиллированной водой.
К 20 см3 исследуемого раствора приливают 30 см3 дистиллированной воды и нагревают в стакане вместимостью 200 см3 до кипения. Отдельно нагревают до 60 °C 25 см3 раствора молибдата аммония и сразу приливают к исследуемому раствору, прекратив его нагревание.
Смешивают раствор несколько минут вращательными движениями стакана, а затем энергично перемешивают стеклянной палочкой и оставляют до охлаждения.
Канареечно-желтая соль фосфор-молибдата аммония выпадает в осадок в течение 1 часа. Холодный раствор фильтруют, смочив предварительно фильтр холодной водой до уменьшения пор и для предотвращения потери мелкой части осадка. Промывают стакан и фильтр с осадком до тех пор, пока стекающий фильтр не перестанет давать кислую реакцию с лакмусовой бумагой, а, также верхние края фильтра при прикосновении к ним лакмусовой бумаги не покажут нейтральную реакцию.
Фильтр с осадком переносят в стакан, стеклянной палочкой разрывают фильтр, чтобы облегчить доступ к осадку гидроксида натрия и затем из бюретки приливают в стакан 0,1 н раствор NaOH при помешивании до тех пор, пока совершенно ш~ исчезнет желтый осадок. После этого прибавляют еще 8 10 см6 \аОН и замечают его количество.
Прибавляют 1—2 капли фенолфталеина и избыток NaOH титруют 0,1 н раствором H2SO4.
Обработка результатов.
31 г Р —920 г NaOH;
X — 0,004 г NaOH;
X——g^Q004 = 0,000135 г Р.
0,000135 г Р соответствует 1 см5 0,1 н раствора NaOH
п (Хз—хр .0,135-1000 ., з
v'
где
X, — 0,1 н раствор H2SO4, см3;
Х2 — 0,1 и раствор NaOH, см3;
v — объем пробы, взятый для анализа, см3.
Погрешность метода 2,5% отн.
Пример. На сжигание взято 15 см3 еючной жидкости. После сжигания содержимое колбы переведено в мерную колбу на 100 см3. На определение отобрано 20 см3. Для растворения осадка израсходовано 20 см3 0,1 и раствора гидроксида натрия. На обратное титрование избытка гидроксида натрия израсходовано 17,4 см3 0.1 н серной кислоты.
Содержание фосфора:
п (20—17,4)-0.135. 100-1000.,
'Г5?2()= 120,4/ мг/дм'.
Колориметрическое определение ортофосфатов
Метод определения фосфатов, предложенный П. Фоэлером, предусматривает в качестве восстановителя фосфорно-молибденово- го комплекса использовать аскорбиновую кислоту в присутствии ионов трехвалентной сурьмы.
Чувствительность метода высокая. Минимально определяемая концентрация 0,025 мг/дм3 Р.
Аппаратура. Фотоэлектроколориметр.
Реактивы. 1. Смесь молибдата аммония, серной кислоты, сульфаминовой кислоты, хлорида сурьмы, винной кислоты.
Точно 144 см3 концентрированной H2SO4 ч. д. а. вливают при помешивании в 300 см3 дважды перегнанной дистиллированной воды.
После охлаждения приблизительно до 20 °C к кислоте при перемешивании прибавляют:
раствор, 10 г сульфаминовой кислоты (NH2SO3H) в 100 см3 воды;
раствор, 12,5 г молибдата аммония (NH4)3Mo7O24-4H2O в 200 см3 воды;
раствор, 0,235 г SbCl3 ч. д. а. и 0,6 г винной кислоты (Н2С2Н6О6) ч. д. а. в 100 см3 дистиллированной воды.
После охлаждения до комнатной температуры раствор доводят до 1 дм3. Хранят в бутыли из темного стекла.
Аскорбиновая кислота, 10%-ный раствор. Раствор при хранении в холодном месте устойчив приблизительно 30 дней.
Раствор калия фосфата однозамещенного (стандартный раствор):
основной раствор: навеску 0,4392 г КН2РО4 ч. д. а. высушенного в течение 2 часов при 105 °C, растворяют в дистиллированной воде, добавляют 2 см5 хлороформа и объем доводят до
1 дм3 дистиллированной водой; 1 см3 раствора содержит 0,1 мг фосфора;
рабочий раствор готовят разбавлением основного в 10 раз; 1 см3 рабочего раствора содержит 0,01 мг фосфора.
Ход определения. К 100 см3 (или меньшему объему, доведенному дистиллированной водой до 100 см3) пробы, отфильтрованной немедленно после отбора через плотный фильтр («синяя лента»), прибавляют немедленно друг за другом 4 см3 раствора молибдата аммония в серной кислоте и 1 см3 аскорбиновой кислоты.
Смесь перемешивают, одновременно проводят холостое определение с дистиллированной водой. Оптическую плотность измеряют в интервале от 5 до 15 мин. после прибавления раствора аскорбиновой кислоты при длине волны 7 = 656—610 нм в кювете с расстоянием между гранями 3 мм.
ПОСТРОЕНИЕ КАЛИБРОВОЧНОЙ КРИВОЙ
В ряде колб емкостью 100 см3 отмеряют: 0; 0,5; 1; 2; 3; 4; 5; 8 см3 рабочего раствора. Объем доводят до метки и определяют фосфаты, как указано в ходе определения. Полученные величины оптических плотностей используют для построения калибровочной кривой.
Обработка результатов. Количество ортофосфатов, выраженное в Р мг/дм3, равно
С-100
где С—концентрация фосфатов, найденная по калибровочной кривой, мг/дм3;
v — объем пробы, взятый для определения, см3.
Погрешность метода 1,5% отн.
1.18.2. Определение суммывсех растворенных фосфатов
Реактивы. 1. Все реактивы те же, что и при определении ортофосфатов.
Серная кислота, 10 н раствор: 510 г (277 см3) концентрированной серной кислоты разбавить до 1 дм3.
Раствор аммиака, разбавленный 1:1.
Натрия гидроксид, 5" и раствор: 100 г NaOH растворяют в 500 см3 воды.
Раствор пара-нитрофенола, 0,2%-ный.
Водорода пероксид, 30%-ный раствор.
Раствор КМпО4, приблизительно 0,05 и, 8 г растворяют в 1 дм3 дистиллированной воды.
Ход определения. Необходимый объем пробы, профильтрованный через плотный фильтр, помещают в узкогорлую коническую колбу, куда добавляют 4 1см3 10 н H2SO4 и 1 см3 раствора Н2О2, после чего ставят в сушильный шкаф, где поддерживают температуру 160—180 °C. После испарения воды пробу нагревают еще 2 ч, добавляют 1 см3 Н2О2 и продолжают нагревание в течение 1 ч. при той же температуре (160—180 °C). Затем добавляют 50 см3 дистиллированной воды для гидролиза возможно образующегося полифосфата и снова ставят на 1 ч. в сушильный шкаф. Если имеется в наличи AsO4 в мешающих концентрациях, то в этом случае вместе с дистиллированной водой добавляют 20 мг иодидиона в виде KJ и 500 см3 SO 3 в виде Na2SO3. В этом случае проба находится в шкафу 5 часов.
При добавлении 1—2 капель раствора пара-нитрофенола, к пробе добавляют раствор аммиака ибн раствора щелочи до изменения окраски в темную. При низкой концентрации фосфатов рекоме о/ется проводить нейтрализацию раствором аммиака. Чтобы избрать выпадения гидроксидов, оказывающих мешающее действие, тотчас добавляют 1 каплю Юн H2SO4 (обесцвечивание индикатора). После нейтрализации пробу охлаждают до температуры 25 °C. Для разложения осадка пероксида водорода добавляют по каплям 0,05 н раствор КМпСЧ с незначительным избытком.
После доведения пробы до объема 100 см3 дистиллированной водой к ней добавляют реактивы для определения ортофосфатов в обратном порядке. После добавления аскорбиновой кислоты пробу встряхивают для удаления избытка КМпО4. Из результатов вычитают холостой опыт. Результаты просчитывают так же, как описано при определении ортофосфатов.
Летучие кислоты жирного ряда
К летучим (с паром) кислотам жирного ряда относятся низшие члены гомологических рядов СПН211ИСООН и CnH2n-iCOOH, содержащие 1—6 атомов углерода в молекуле. Из них наибольшее значение имеет уксусная кислота, которая чаще других присутствует в сточных водах, поэтому результат определения летучих кислот часто выражают в пересчете на уксусную кислоту. Кроме того, летучие кислоты образуются в сточных водах в процессе брожения органических веществ. Метод определения этих кислот состоит в отгонке их из сточной воды после подкисления пробы фосфорной кислотой и в титровании отгона гидроксидом щелочи в присутствии фенолфталеина в качестве индикатора.
Определение содержания летучих кислотпо методу, описанному Ц. И. Роговской
Реактивы. 1. Натрия гидроксид, 0,1 и и 10%-ный растворы.
Фосфорная кислота, 10%-ный раствор: 70 см3 фосфорной кислоты плотностью 1,7 г/см3 разбавляют водой до 1 дм3.
Фенолфталеин, 1%-ный спиртовый раствор.
Ход определения. В перегонную колбу наливают 50—200 см3 анализируемой сточной воды, содержащей в этом объеме не >более 3 мг-экв (180 мг/дм3) жирных кислот, доводят объем, если надо, до 200 см3 дистиллированной водой, подщелачивают до щелочной реакции по фенолфталеину 10%-ным раствором гидроксида натрия, прибавляют небольшой избыток NaOH и перегоняют, пока в колбе не останется 50—60 см3 жидкости. Полученный отгон можно использовать для определения аммонийного азота. Оставшуюся в перегонной колбе жидкость разбавляют до первоначального объема дистиллированной водой, подкисляют 10 см3 фосфорной кислоты и ведут перегонку, поместив в приемник 10 см3 дистиллированной воды и погрузив в эту воду аллонж, соединяющий приемник с холодильником. Когда в перегонной колбе останется 15—20 см3 жидкости, нагревание прекращают, дают колбе несколько остыть, вливают в нее 50 см3 дистиллированной воды и снова продолжают перегонку, пока в колбе не останется такой же малый объем жидкости.
Полученный дистиллят кипятят 0,5 ч. с обратным холодильником для удаления диоксида углерода, сероводорода и т. п., слегка охлаждают, прибавляют 10 капель фенолфталеина и титруют в горячем состоянии 0,1 н раствором гидроксида натрия до исчезающей слабо-розовой окраски.
Обработка результатов. Содержание летучих кислот в мг-экв/дм3 (X) ИЛИ мг/дм3 (X]) уксусной кислоты вычисляют по одной из следующих формул:
v а-К-О.ЬЮОф
где а — объем 0,1 н раствора гидроксида натрия, израсходованного на титрование, см3;
К — поправочный коэффициент для приведения концентрации раствора NaOH к 0,1 н;
v — объем анализируемой сточной воды, см3;
v а-К-6-1000
где а—объем 0,1 н раствора гидроксида натрия, израсходованного на титрование, см3;
К — поправочный коэффициент для приведения концентрации раствора NaOH к 0,1 н;
v — объем анализируемой сточной воды, см3;
6 -число миллиграммов уксусной кислоты, эквивалентное 0,1 н раствора гидроксида натрия.
Погрешность метода 3% отн.
Определение содержания летучих кислотпри помощи эбулиостата
Метод определения содержания летучих кислот основан на разложении солей этих кислот фосфорной кислотой при pH 2 с последующей отгонкой и количественном определении их объемным методом.
Аппаратура и реактивы. Прибор для отгонки летучих кислот (рис. 1); сосуд для отгонки летучих кислот — эбулиостат (рис. 2), кислота ортофосфорная (d—1,34 г/см3); кислота олеиновая х. ч.; натрия (или калия) гидроксид 0,1 и раствор; фенолфталеин, 1%-ный раствор.
Рис. 1. Прибор для отгонки летучих кислот:Рис. 1. Прибор для отгонки летучих кислот:1 — электроплитка: 2 — колба-парообразователь; з — эбулиостат; 4 — трубка, соединяющая паровое пространство с ат мосферой; 5 — шлиф эбулиостата; 6 — форштос двурогий вертикальный: 7 — воронка делительная колбообразная; 8 — кран делительной воронки; 9 — соединительная трубка; 10 — холодильник ша-' риковый; 11 — колба приемная; 12 — кристаллизатор.1 — электроплитка: 2 — колба-парообразователь; з — эбулиостат; 4 — трубка, соединяющая паровое пространство с ат мосферой; 5 — шлиф эбулиостата; 6 — форштос двурогий вертикальный: 7 — воронка делительная колбообразная; 8 — кран делительной воронки; 9 — соединительная трубка; 10 — холодильник ша-' риковый; 11 — колба приемная; 12 — кристаллизатор.1 — сосуд для анализируемого раствора; 2 — трубка для водяного пара; 3 — пробка резиновая; 4 — трубка для ввода анализируемого раствора; 5 — конусный шлиф типа А ГОСТ 8681 — 58, 0 19. Материалом для изготовления его служит термически устойчивое стекло «пирекс».1 — сосуд для анализируемого раствора; 2 — трубка для водяного пара; 3 — пробка резиновая; 4 — трубка для ввода анализируемого раствора; 5 — конусный шлиф типа А ГОСТ 8681 — 58, 0 19. Материалом для изготовления его служит термически устойчивое стекло «пирекс».Рис. 2. Эбулиостат:
Рис. 1. Прибор для отгонки летучих кислот:
Рис. 1. Прибор для отгонки летучих кислот:
1 — электроплитка: 2 — колба-парообразователь; з — эбулиостат; 4 — трубка, соединяющая паровое пространство с ат мосферой; 5 — шлиф эбулиостата; 6 — форштос двурогий вертикальный: 7 — воронка делительная колбообразная; 8 — кран делительной воронки; 9 — соединительная трубка; 10 — холодильник ша-' риковый; 11 — колба приемная; 12 — кристаллизатор.
1 — электроплитка: 2 — колба-парообразователь; з — эбулиостат; 4 — трубка, соединяющая паровое пространство с ат мосферой; 5 — шлиф эбулиостата; 6 — форштос двурогий вертикальный: 7 — воронка делительная колбообразная; 8 — кран делительной воронки; 9 — соединительная трубка; 10 — холодильник ша-' риковый; 11 — колба приемная; 12 — кристаллизатор.
1 — сосуд для анализируемого раствора; 2 — трубка для водяного пара; 3 — пробка резиновая; 4 — трубка для ввода анализируемого раствора; 5 — конусный шлиф типа А ГОСТ 8681 — 58, 0 19. Материалом для изготовления его служит термически устойчивое стекло «пирекс».
1 — сосуд для анализируемого раствора; 2 — трубка для водяного пара; 3 — пробка резиновая; 4 — трубка для ввода анализируемого раствора; 5 — конусный шлиф типа А ГОСТ 8681 — 58, 0 19. Материалом для изготовления его служит термически устойчивое стекло «пирекс».
Перед началом испытания в колбу-парообразователь наливают дистиллированную воду, ставят на электрическую плиту и кипятят в течение 5—10 мин. для удаления диоксида углерода. В холодильник пускают холодную воду.
В объеме 20 или 25 см3 сточно!! воды предварительно устанавливают количество ортофосфорной кислоты, необходимое для подкисления бражки до pH 2. Замечают количество израсходованной кислоты, которое вводят в воронку делительную колбообразную при закрытом кране. Другую порцию воды в объеме 20 или 25 см3 вливают в эбулиостат, задают 2—3 капли олеиновой кислоты, вставляют эбулиостат в колбу-парообразователь с кипящей водой и соединяют его с холодильником, опускают по каплям ор- тофосфорную кислоту из делительной воронки, смывают воронку 1—2 см3 дистиллированной воды, закрывают кран и ведут отгонку летучих кислот. Отгонку ведут при равномерном кипении воды в парообразователе. Уровень воды в нем должен быть выше уровня раствора в эбулиостате и ниже входного отверстия трубки для пара. Во время погружения эбулиостата в кипящую воду отводная трубка для пара, выходящего из пробки, должна быть открыта, а после погружения сразу же неплотно закрывается ватным тампоном. Образующийся дистиллят собирают до тех пор, пока объем его в приемной колбе составит 150 см3. По окончании перегонки к дистилляту добавляют несколько капель индикатора фенолфталеина и титруют из бюретки 0,1 н раствором гидроксида натрия до слабо-розовой окраски раствора.
Обработка результатов. Содержание летучих кислот в пробе К (в г/дм3) определяют по формуле
а-б-0,006-1000в*
где а — количество 0,1 н раствора гидроксида Na, израсходованное на титрование 150 см3 дистиллята, см3;
б — коэффициент поправки к титру 0,1 н раствора гидроксида Na;
в — объем пробы, взятый на анализ, см3;
0,006 — количество уксусной кислоты, соответствующее 1 см3 0,1 н раствора гидроксида натрия.
Погрешность метода 3% отн.
Пример. На титрование дистиллята израсходовано 15 см3 0,1 н раствора гидроксида Na с коэффициентом к титру 1,096. На исследование взято 20 см3 пробы.
к = 15^096^06110ОТ =49 г/дм3
Определение содержания хлоридов
Хлориды являются составной частью большинства природных вод. Большое содержание хлоридов геологического происхождения в поверхностных водах — явление довольно редкое. Поэтому обнаружение большого количества хлоридов является показателем загрязнения воды бытовыми или промышленными сточными водами.
ОБЪЕМНЫЙ МЕТОД
Суть метода заключается в осаждении хлорид-ионов в виде хлорида серебра (AgCl) нитратом серебра (AgNO3) и последующим оттитровании избытка нитрата серебра в промышленных водах раствором роданида аммония (NH4CNS).
При содержании хлорид-ионов в промышленных стоках более 15 мг/дм3 применяют 0,1 и растворы.
Сильно загрязненные сточные воды, окрашенные органическими веществами, перед определением предварительно упаривают досуха с добавлением в избытке безводного карбоната Na, в качестве индикатора используют несколько капель фенолфталеина.
Пробы не консервируются.
Аппаратура. рН-метр.
Реактивы. 1. Серебра нитрат, 0,1 н пли 0,01 н раствор.
Аммония роданид, 0.1 н или 0,01 н раствор.
Кислота азотная, 6н раствор: 518,9 см3 азотной кислоты (d=l,337 г/см3) разбавляют до 1 дм3 дистиллированной водой.
Кислота азотная, разбавленная 1 : 9.
Аммония железа (III) сульфат: к насыщенному на холоде раствору аммония железа (III) сульфату приливают по каплям концентрированную азотную кислоту до исчезновения бурой окраски.
УСТАНОВКА ТИТРА НИТРАТА СЕРЕБРАИ РОДАНИДА АММОНИЯ
Прежде всего находят отношение концентраций растворов нитрата серебра и роданида аммония. Для этого наливают в коническую колбу 40 см3 раствора нитрата серебра (0,1 н или 0,01 н), приливают 5 см3 6н азотной кислоты и 1 см3 раствора железоаммонийных квасцов. Полученный раствор титруют соответственно 0,1 н или 0,01 и раствором роданида аммония до появления слабо-розового окрашивания, не исчезающего при перемешивании. Разделив 40 на число милли.титров израсходованного на это титрование раствора роданида, получают величину указанного отноше- яия. Затем отмеряют из бюретки в коническую колбу 20 см3 рас-
твора хлорида натрия (0,1 пли 0,01 н), прибавляют 5 см3 азотной кислоты, вливают из бюретки точно отмеренное количество раствора нитрата серебра соответствующей концентрации (0,1 н или 0,01 н), например 40 см3; отфильтровывают выпавший осадок и тщательно его промывают разбавленной азотной кислотой.
К фильтрату с присоединенными к нему промывными водами приливают 1 — 2 см3 раствора железоаммонийных квасцов и титруют 0,1 и или соответственно 0,01 н раствором роданида до появления не исчезающего при взбалтывании розового окрашивания. Расчет.
где Ki - поправка для приведения концентрации раствора нитрата серебра с точно 0,1 и (или соответственно 0,01 н);
а — объем взятого раствора хлорида Na, см3;
b — объем прибавленного раствора нитрата серебра, см3;
с — объем израсходованного на титрование раствора роданида, см3;
соотношение между растворами AgNO3 и NH4CNS;
*2) К2 = Кь
где Кг—поправка для приведения концентрации раствора роданида к точно 0,1 н (или соответственно 0,01 н).
Ход определения. Определение проводится в кислой среде (pH 1). Взять 10 см3 исследуемого раствора, прибавить 50 см3 ; ''тилли- рованной воды и подкислить па pH-метре до pH 1 растворо, HNO3, фиксируя количество кислоты, пошедшей на подкисление.
В параллельной пробе подкисление проводится точно отмеренным количеством 6 н раствора HNO3, общий объем затем доводим до 100 см3. Из 100 см3 отбирают 20 см3 пробы, прибавляют точно отмеренный объем раствора AgNO3 в таком количестве, чтобы его не только хватало на полное осаждение хлор-ионов, но и оставался избыток (для промышленных стоков спиртовых заводов — 10 см3 0,1 н раствора AgNO3).
Выделившийся осадок хлорида серебра отфильтровывают через плотный фильтр (синяя лепта), собирая фильтрат в коническую колбочку на 250 см3. Осадок на фильтре промывают разбавленной HNO3 (1 : 9), присоединяя промывные воды к фильтрату. Конец промывания определяют качественной реакцией с хлоридом Na. В пробирку собирают несколько капель промывных вод и раствора NaCl и, если не возникает опалесцирующая окраска, то осадок на фильтре полностью промыт.
После этого к фильтрату добавляют индикатор 1—2 см3 железоаммонийных квасцов, подготавливают таким образом, как описано выше, и оттитровывают избыток нитрата серебра раствором роданида аммония' до появления не исчезающей розовой окраски.
Обработка результатов.
(aKj—bKj -3,546- 1000
X(а^ --bKj ■ 0,35-16• 1ЫЮ
v’
где X, X] — количество хлор-иоиов, мг/дм3;
а — объем прибавленного раствора AgNO3, см3;
Ki — поправочный коэффициент для приведения концентрации раствора AgNO3 к 0,1 и или 0,01 и;
b — объем раствора роданида аммония, пошедшего на титрование, см3;
К? - поправочный коэффициент для приведения концентрации раствора NH4CNS к 0,1 и или'0,01 и;
v — объем анализируемой сточной воды, см3;
3,546 и 0,354 6 — количество хлора, эквивалентное 1 см3 0,1 и пли 0,01 н растворов NH4CNS, мг.
Погрешность метода 1 % отн.
Пример. Взято 2 мл сточной воды. Добавлено 10 см3 0,1 н раствора нитрата серебра; на титрование израсходовано 9,4 см3 роданида аммония с поправкой к титру 1,028.
У(10—9,4-1,028) .3,546-1000с , „
А =-—= 597,15 мг/дм3.
Определение содержания сульфат-ионов
Естественное содержание сульфатов в поверхностных и грунтовых водах обусловлено выветриванием пород и биохимическими процессами в водоносных слоях. Их содержание определяет в известной степени некарбонатную жесткость воды.
Содержание сульфатов в водоемах может быть повышенным вследствие сброса в них сточных вод с неорганическими и органическими соединениями серы. Определение серы производят объемным комплекснометрическим, весовым и методом титрования нитратом свинца. Как наиболее доступный, приводится весовой метод.
Суть метода заключается в полном осаждении сульфатов в виде BaSO4 раствором хлорида бария, последующем отфильтровывании, высушивании и прокаливании этого осадка.
Аппаратура. Печь муфельная; баня водяная; тигли фарфоровые. Реактивы. 1. Кислота соляная (d= 1,19 г/см3).
Бария хлорид, 5 и 19%-ные растворы.
Метиловый оранжевый, 0,1%-ный раствор в спирте этиловом концентрацией 60 об. %.
Серебра нитрат, 1,7%-ный раствор: растворяют 8,5 г нит-
рата серебра в 500 см3 дистиллированной воды и подкисляют азотной кислотой (0,5 см3).
Кислота азотная (d= 1,337 г/см3).
Ход определения. Для удаления взвешенных и коллоидных веществ анализируемую воду сначала фильтруют или центрифугируют. Затем проводят качественную реакцию для определения количества сульфатов в пробе. Для этого берут 100 см3 анализируемой жидкости, подкисляют несколькими каплями соляной кислоты и прибавляют 0,5 см3 10%-ного раствора ВаС12. При малом содержании сульфатов наблюдается опалесценция, при более высоком — выпадает осадок.
В зависимости от содержания сульфатов берут от 25 до 200 см3 пробы, подкисляют соляной кислотой по метил-оранжевому и выпаривают смесь на водяной бане. Объем жидкости после выпаривания должен быть не менее 50 см3. Если для анализа взято небольшое количество жидкости, то объем ее разбавляют дистиллированной водой до 50 см3. Если при упаривании образовался осадок, то его отфильтровывают через маленький фильтр и промывают горячей дистиллированной водой, подкисленной НС1.
Фильтрат и промывные воды собирают в стакан, снова упаривают до 50 см3, нагревают до кипения (для полного удаления SO2) и приливают по каплям 20 см3 горячего 5%-ного раствора ВаС12 для полного осаждения сульфатов. Стакан оставляют в водяной бане в течение 2 часов, затем на 8 часов — при комнатной температуре. После этого осадок отфильтровывают через плотный фильтр (синяя лента), промывают горячей водой до исчезновения в промывной воде хлоридов. Конец промывания определяют качественной реакцией нитратом серебра, подкисленным азотной кислотой. Для этого в пробирку собирают несколько капель промывных вод, туда же добавляют несколько капель раствора AgNO3, подкисленного HNO3. Если не возникает опалесцирующая окраска, то осадок на фильтре промыт.
Фильтр с осадком переносят в предварительно прокаленный и взвешенный на аналитических весах тигель и осторожно сжигают. Осадок прокаливают в течение 30 минут при 600—700 °C, доводят вес тигля с осадком до постоянной массы. По разности веса до и после прокаливания находят массу BaSO4.
Обработка результатов.
а-0,4115-1000, о
SO" = :— , мг/дм3,
где а — масса прокаленного осадка BaSO4, мг;
v — объем сточной воды, взятый для анализа, см3;
0,4115 — коэффициент пересчета BaSO4 на SO .
Погрешность метода 0,5% отн.
Пример. Масса тигля 18,0853 г, масса тигля с прокаленным осадком 18,3224 г, объем пробы 50 см3.
SO “SO “(18,3224—18,0853) -1000-0,4М5-1000
SO “
SO “
-„0 = 1951,3 мг/дм
Определение содержания сульфидов,гидросульфидов и сероводорода
Определение сероводорода и его солей основано на образовании сульфида кадмия:
Cd2 4-H2S = CdS4-2I I =
Cd2+ + S2' = CdS;
Cd2+ + HS- = CdS + H+.
Осадок сульфида кадмия растворяют в титрованном растворе йода, избыток которого оттитровывают тиосульфатом.
Реактивы. 1. Соляная кислота, разбавленная (1:9). К 900 см3 дистиллированной воды приливают 100 см3 соляной кислоты пл. 1,19 г/см3.
Кадмия ацетат, 10%-ный раствор.
Иод, 0,05 н раствор.
Натрия тиосульфат, 0,05 н раствор.
Коахмал, 0,5%-ный раствор.
Ход определения.
Предварительное определение (ориентировочное). В тех случая?, когда пробу анализируемой воды не консервировали (если время между отбором пробы и ее анализом невелико) или когда ее консервировали только при помощи гидроксида натрия, рекомендуется провести предварительное (ориентировочное) определение. Для этого к 20 см3 анализируемой воды, подкисленной соляной кислотой, прибавляют малыми порциями титрованный раствор йода до появления желтого окрашивания и оттитровывают избыток йода раствором тиосульфата натрия. Когда пробу консервируют добавлением раствора ацетата кадмия, точное предварительное определение сульфидов становится невозможным. В .этом случае анализируют всю отобранную пробу воды, начиная с ее фильтрования.
Точное определение. Основываясь на результате предварительного определения, берут для анализа такой объем сточной воды, чтобы в ней содержалось 5—20 мг сероводорода или сульфидов в пересчете на серу; прибавляют в избытке раствор ацетата кадмия и дают постоять, пока выпавший осадок не соберется на дне сосуда. Тогда его отфильтровывают и тщательно промывают горячей водой. Фильтр с осадком помещают затем в ту колбу, где проводилось осаждение, приливают в нее 25—50 см3 раствора йода и подкисляют жидкость 5 см3 соляной кислоты.
Фильтр измельчают стеклянной палочкой и затем оттитровы-
Вают избыток йода раствором тиосульфата натрия. При определении берут такое количество раствора йода, чтобы на обратное титрование был израсходован примерно вдвое меньший объем раствора тиосульфата натрия. Если результат предварительного определения показал малое содержание сульфидов (меньше 5 мг/дм3), то для титрования берут 0,01 и растворы йода и тиосульфата натрия.
Обработка результатов. Суммарное содержание сероводорода, сульфид- и гидросульфид-нонов в расчете на H2S(X) в мг/дм3 вычисляют по формуле
v (a-Ki—b-К.)-0,85-1000
А =,
v
где а — объем прибавленного раствора йода, см3;
Ki — поправочный коэффициент для приведения концентрации раствора йода к точно 0,05 н;
b — объем раствора тиосульфата натрия, израсходованного на обратное титрование, см3;
Кг — поправочный коэффициент для приведения концентрации раствора тиосульфата натрия к точно 0,05 н;
v — объем анализируемой воды, см3;
0,85 — количество сероводорода, эквивалентное 1 см3 0,05 н раствора йода, мг.
По найденному общему содержанию сероводорода, гидросульфид- и сульфид-ионов можно рассчитать раздельно концентрации H2S, HS~ и 52щ если известна концентрация ионов водорода (pH сточной воды). Для этого выражают найденное суммарное содержание H2S, HS- и S2~ в моль/дм3 (величина «а») и решают совместно три уравнения:
(H2S) + (HS-) + (S2-)^a;
(H2S)’
-^^- = к2=ю-'=.
Отсюда
(H2S) =(HS-)=-(S2-) =(H2S) =(HS-)=-(S2-) =а(Н+)2(Н+)2+Ю-7(Н+) + Ю-:?0 ’
(H2S) =
(HS-)=-
(S2-) =
(H2S) =
(HS-)=-
(S2-) =
а.10-7(Н+)(Н+)24-10-7(Н+) + 10-20 •
а-Ю-20(Н+)2+Ю-7(Н+) + 10-20*
Погрешность метода 1 % отн.
Пример. На определение взято 10 см3 сточной воды. Для растворения осадка сульфида кадмия добавили 25 см3 раствора йода
(Ki = 1). На обратное титрование ушло 24,8 см3 раствора тиосульфата натрия (К2 = 0,97).
с(25-1-24,8-0,97)-0,85-1000ч
aH2S, HS ,=- = 80,24 мг/дм3;
pH ст. воды = 7,8 откуда, (Н:) = 10~7в = 1,58-10"8 мг. ион/дм3;
= 10,95 мг/дм3;= 10,95 мг/дм3;80,24(1,58- 10 й)2
= 10,95 мг/дм3;
= 10,95 мг/дм3;
58, lo^8p_Lio-7.1,58-Щ-Д-Ю-20
= 69,23 мг/дм3;= 69,23 мг/дм3;= _80,24-10-7-1,58-10"8
= 69,23 мг/дм3;
= 69,23 мг/дм3;
- ^158 10_8р+10л7.158. щ-вДю-го
($2Д =($2Д =80,24-10-90НПЛП1 / з
($2Д =
($2Д =
(1,58- Г0-8)2+Ю-7-1,58- НМ+ю-20О’0004 мг/дм .
КОНТРОЛЬ РАБОТЫ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙНА СПИРТОВЫХ ЗАВОДАХ
Микробиологический контроль
Одним из основных условий работы аэротенков является образование хлопка активного ила, способного к быстрому осаждению, уплотнению и отделению от очищенной жидкости.
Скорость осаждения хлопка активного ила зависит от его плотности, обусловливаемой составом микрофлоры. Длинные нитчатые и разветвленные организмы, а также большое количество отдельных бактериальных клеток оказывают неблагоприятное влияние на скорость осаждения ила.
Для микроскопирования из аэротенка отбирают иловую смесь в количестве 7—10 см3. Ил отстаиванием отделяется от жидкости (что занимает обычно 2—3 мин.) и затем подвергается микроскопированию. На предметное стекло пипеткой наносят небольшую
(Продолжение текста на стр. 52)
СТЕПЕНЬ ОТНОСИТЕЛЬНОГО РАЗВИТИЯ РАЗЛИЧНЫХ ГРУПП ПРОСТЕЙШИХ И КОЛОВРАТОК ПРИ РАЗНОЙ РАБОТЕ СООРУЖЕНИЙ
Таблица 1
Характеристика работы биоокислителя
Группы организмов
амеба (амеба лимакс)
бесцветные жгутиковые
инфузории
коловратки
ПлохаяПреоблада-Отсутствуют
ют
Неудовлетворитсль-»Мало
ная
Характеристика работы биоокислителя
Группы микроорганизмов
амеба (амеба лимакс)
бесцветные
жгутиковые
инфузории
коловратки
Удовлетворительная (нитрификация слабая)Хорошая (нитрификация хорошая)Удовлетворительная (нитрификация слабая)Хорошая (нитрификация хорошая)Единичные экземпляруОтсутствуютЕдиничные экземпляруОтсутствуютПреобладают Преобла-
Удовлетворительная (нитрификация слабая)
Хорошая (нитрификация хорошая)
Удовлетворительная (нитрификация слабая)
Хорошая (нитрификация хорошая)
Единичные экземпляру
Отсутствуют
Единичные экземпляру
Отсутствуют
равноресничатые дают
Преобладают»
ОРГАНИЗМЫ, ОБНАРУЖЕННЫЕ ПРИ ПЛОХОЙИ НЕУДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНОЙ РАБОТЕ СООРУЖЕНИЯОРГАНИЗМЫ, ОБНАРУЖЕННЫЕ ПРИ ПЛОХОЙИ НЕУДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНОЙ РАБОТЕ СООРУЖЕНИЯкруглоресничатыс и брюхореснича- тые
ОРГАНИЗМЫ, ОБНАРУЖЕННЫЕ ПРИ ПЛОХОЙИ НЕУДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНОЙ РАБОТЕ СООРУЖЕНИЯ
ОРГАНИЗМЫ, ОБНАРУЖЕННЫЕ ПРИ ПЛОХОЙИ НЕУДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНОЙ РАБОТЕ СООРУЖЕНИЯ
Название организма
Автор
Beggiatoa alba
Калабина
030
Beggiatoa leptomittormis
Калабина
1930
Flagellaiae бесцветные (рис. 3—5)
Захаров
1938
Bodo Sp.
Калабина, /Аудрецова
1934
Trepomonas Steini (рис. 4)
Захаров
1938
Oicomonas Socialis (рис. 5)
Калабина, Роговская
1934
Роговская
1957
Amoeba Umax (рис. 6)
Захаров
1938
Pam'phagus hyalinus (рис. 7)
Захаров,
1938
Paramaecium caudatum (рис. 8)
Калабина,
1930
I lamburg-Eisenberg
Роговская
1933
Chilodon uncinatus
Роговская
1957
Захаров
Hamburg-Eisenberg
1938
Vorticella alba (рис. 9)
1933
Vorticella microstoma (рис. 10)
Калабина
1930
Захаров
1938
Роговская
1957
Hamburg-Eisenberg
1933
Lionotus lamella
Hamburg-Eisenberg
1933
Роговская
1957
Coipoda steini (рис. 11)
Калабина
1930
Podophrya collini (рис. 12)
Hamburg-Eisenberg
1933
Захаров
10.38
Podophrya fixa (рис. 13)
Захаров
1938
Callidina sp. (рис. 14)
Калабина
1934
Таблица 2
Организмы могут служить индикаторами лишь при значительном развитии их.
Рис. 6.
Название организма
Автор
Amoeba radiosa (рис. 15)
Калабина, M v д р е ц о в а
1934
Роговская
1957
Centropyxis aculeaia (рис. 16)
Роговская
Centropyxis laevigata (рис. 17)
Роговская
Amelia discoides (рис. 18)
Роговская
Euglypha alveolata (рис. 19)
Роговская
Euglvpha laevis (рис. 20)
Роговекая
Aktinophrys vesiculata (рис. 21)
Роговская
Lionotus fasciola
Hamburg-Eisenberg
1933
Liebmann
Роговская
1951
Сладечек
1957
Vie!
1940
Lackey
1944
Hamburg-Eisenberg
1933
Spirostomum teres
Hamburg-Eisenberg
1933
Holophrya ovum
Viel
1940
Euplotes charon (рис. 22)
Роговская Роговская
1940
Euplotes patella (рис, 23)
Роговская
Aspidisca costata (рис. 24)
Калабина
1930
Александрова
1934
Viel
1940
Сладечек
1957
Lackey
1944
Aspidisca lynceus
Liebmann
1951
Aspidisca turrida (рис. 25)
Роговская
Hamburg-Eisenberg
1933
Coleps hirtus
Hamburg-Eisenberg
1933
Carchesium polypinum (рис. 26)
Hamburg-Eisenberg
Opercularia coarctata (рис. 27)
Калабина
1930
Hamburg-Eisenberg
1933
Александрова
1934
Калабина и Роговская
1934
Liebmann
1951
Роговская
1957
Opercularia glomerata (рис. 28)
Роговская
1933
Rhabdostyla ovum (рис. 29)
Hamburg-Eisenberg
Urostvla weissei
Liebmann
19ol
Vorticeila companula
Liebmann
1951
Vorticella convallaria (рис. 30)
Liebmann
1951
Роговская
1957
Epistylis piicatilis (рис. 31)
Роговская
1951
Cyclidium lanuginosum
Liebmann
Cyclidium citrullus
Liebmann
1951
Cyclidium glaucoma (рис. 32)
Роговская**
Hamburg-Eisenberg*
1957
Таблица 3
ОРГАНИЗМЫ, обнаруженный при хорошей РАБОТЕ СООРУЖЕНИИ
(НРН НАЛИЧИИ ОБЕИХ ФАЗ НИТРИФИКАЦИИ)
Название организма
Аг-тор
Chilodonella uncinatus
Liebmann
1951
Viel
1940
Lackev
1944
Chilodoncila ciicullata
Ciадочек
1957
I tamburg-Lise
nberg
1933
Lionotus lamella
Роговская**
I lamburs-Eisenber^
1933
Amphileptns claparedei
Liebmann
1951
Cinetochilum margant acenm
Сладечек
1957
Роговская**
Lackev
1944
Oxytricha fallax
Liebmann
1951
Роговская
1957
Oxytricha pellionella (рис. 33)
I lamburg-Eisc
nberg
1933
Сладсчек
1957
Роговская
1957
Stylonychia piistulata (рис. 34)
Lackey
1944
Роговска я
1957
Tokophrya lemnartim (рис. 35)
Роговская
1957
Acineta flava (рис. 36)
Калабина
1934
Роговская
1957
Philodina roseola
Ка Iабина
1934
Роговская
1957
Cokirus caudatus
Роговская
1957
Monostyla lunaris
Роговская
1957
Monostyla cornuta
Роговская
1957
Cathypna kina (рис. 37)
Роговская
1957
Калабина
1930
Notommata ansata (рис, 38)
Роговская
1957
Aeolosoma (рис. 39)
Калабина
1930
Роговская
1957
Продолжение табл. 3
* При наличии в воде нитритов и солевого аммиака.
** При единичных экземплярах.
Примечание. Помимо приведеннных организмов встречаются круглые черви Nematodes (рис. 40), личинки и куколки насекомых (личинка мушки Psychoda (рис 41), ее куколка (рис. 42); Podura (рис. 43) и водные клещи (рис. 44).
каплю ила, покрывают покровным стеклом и просматривают под микроскопом. Препараты просматривают вначале при малом увеличении (окуляр 10 х или 15 х, объектив 8 х). Обычно просматривают не менее 5 препаратов. Количество организмов учитывают по пятибальной системе: один — единично, два — мало, три — порядочно, четыре — много, пять — масса. Отмечается также состояние организмов, их подвижность работы реснитчатого аппарата.
пустого фильтра 0,2057 г, масса фильтра с высушенным илом 0,3624 г. Концентрация абсолютно сухого ила будет:пустого фильтра 0,2057 г, масса фильтра с высушенным илом 0,3624 г. Концентрация абсолютно сухого ила будет:
пустого фильтра 0,2057 г, масса фильтра с высушенным илом 0,3624 г. Концентрация абсолютно сухого ила будет:
пустого фильтра 0,2057 г, масса фильтра с высушенным илом 0,3624 г. Концентрация абсолютно сухого ила будет:
Определение концентрации активного ила
ПО ОБЪЕМУ
Аппаратура. Цилиндры емкостью 100 см3, градуированные.
Ход определения. Активный ил из аэротенков хорошо перемешивают в склянках, в которые отбирали пробы, и разливают в цилиндры. Отмечают время. После 30 мин. отстаивания в цилиндрах замеривают объем, занимаемый отстоявшимся активным илом. Результаты отсчета записывают в объемных процентах.
ПО МАССЕ
Аппаратура. Прибор для фильтрации, состоящий из колбы Бунзена и фильтра Зейтца, мембранные фильтры № 6 («предварительные») .
Ход определения. Активный ил из аэротенков хорошо перемешивают в склянках, в которые отбирали пробы, и отбирают порцию точно 25 см3 в цилиндр при концентрации ила 3 г/дм3, при меньшей концентрации объем иловой смеси соответственно увеличивают.
Мембранный фильтр, высушенный в сушильном шкафу при 105 °C, помеченный карандашом, взвешенный на аналитических весах, помещают в прибор для фильтрования надписью вниз. Отмеренное количество иловой смеси (25 см3) пропускают через фильтр. Приставший к стенкам цилиндра ил смывают на мембранный фильтр небольшим количеством дистиллированной воды, приливая ее после того, как жидкость на фильтре хорошо отфильтрована. Фильтр с осадком ила переносят на лист фильтровальной бумаги и помещают в сушильный шкаф. Ил сушат при 105 °C до посто.щного веса.
Высушенный ил охлаждают в эксикаторе и взвешивают на аналитических весах. Концентрацию активного ила можно определять также фильтрованием ила через беззольный фильтр или фильтр со стеклянной пористой пластинкой № 1.
Обработка результатов. Концентрацию активного ила по сухой массе (X) в г/дм3 вычисляют по формуле
у(а—Ь)-1000
v ’ где а—масса мембранного фильтра с илом, г; b — масса мембранного фильтра без ила, г; v — объем профильтрованной иловой смеси, см3. Погрешность метода 5% отн.
(0,3624—0,2057) -1000(0,3624—0,2057) -1000= 627 г/дм3.= 627 г/дм3.Пример. Для определения взяли 25 см3 иловой смеси. Масса
(0,3624—0,2057) -1000
(0,3624—0,2057) -1000
= 627 г/дм3.
= 627 г/дм3.
Определение илового индекса
Иловый индекс равен объему в см3, занимаемому 1 г сухого вещества активного ила через 30 мин. отстаивания в цилиндре. Пробу иловой смеси хорошо взбалтывают, наливают до черты в однолитровый градуированный цилиндр (в лабораторных условиях — 100 см3) и отстаивают в течение 30 мин. Отмечают объем, занимаемый илом, в см3 и определяют концентрацию сухого вещества активного ила в г/дм3, после чего рассчитывают иловый индекс по формуле
„объем ила в см3/дм3
пловыи индекс=г~ -
сухое вещество ила в г/дм3
При нормальной работе аэротенков иловый индекс не должен превышать 100. При аэробной очистке метановой бражки иловый индекс не должен превышать 150. Если отмечается систематическое повышение индекса, нагрузку на аэротенк необходимо снизить.
Определение количества бактерийгрупы кишечной палочки
Наличие фекального загрязнения воды устанавливают путем обнаружения в ней бактерий группы кишечной палочки. При этом результаты анализа выражают количеством кишечных палочек в 1 дм3 воды (коли-индекс) пли наименьшим объемом воды, содержащим кишечную палочку (коли-титр). Эти показатели определяют описанным ниже методом, предусмотренным ГОСТ 5216—50.
АНАЛИЗ ВОДЫ МЕТОДОМ МЕМБРАННЫХ ФИЛЬТРОВ
Подготовка фильтров для анализа. Применяются фильтры № 2 и № 3 со средним диаметром пор 0,5—0,7 р. Новые фильтры опускают в выпаривательную чашку или химический стакан с теплой дистиллированной водой и дважды кипятят по 20 минут, меняя каждый раз воду для удаления из фильтров воздуха и остатков растворителя, применявшихся при изготовлении фильтров. Кипятят осторожно, во избежание деформации фильтров.
Для работы с ультрафильтрами пользуются фильтровальными аппаратами Рублевской водопроводной станции или прибором Зейтца.
Подготовка фильтровального аппарата к анализу. Фильтровальный аппарат стерилизуют обжиганием или кипячением. При стерилизации обжиганием рабочую часть фильтровального аппарата, где соприкасается фильтр и вола, обрабатывают тампоном, смоченным 96° этиловым спиртом. При этом тщательно протирают и одновременно обжигают поверхность фильтровального столика, а также внутреннюю поверхность воронки. После охлаждения на нижнюю часть фильтровального аппарата накладывают стериль-
ный .мембранный фильтр, взяв его стерильным пинцетом из сосуда, в котором производилась стерилизация. На фильтр накладывают и закреп.тяют верхнюю часть прибора (воронку).
Фильтрация воды. Через мембранный фильтр с диаметром фильтрующей поверхности около 30 мм должно быть пропущено такое количество воды, чтобы на фильтре осталось не более 50 колоний кишечных палочек. Для питьевых вод (централизованное водоснабжение, артезианские скважины и т. п.) общие объемы воды, подлежащие фильтрации, варьируют от 300 до 500 см3 в зависимости от предполагаемого загрязнения источника водоснабжения.
Пробы из нецентрализованных источников питьевого водоснабжения (колодцы, ключи, родники и т. и.) фильтруют в объеме 10 и 100 см3. При анализе загрязненных вод следует применять фильтрование после предварительного разведения воды. Для этого в 100 см3 стерильной воды следует внести 1 см3 испытуемой воды и профильтровать (после перемешивания) 1 и 10 см3 полученного разведения, что соответствует посеву 0,01 и 0,1 испытуемой воды.
Посев и выращивание. В воронку простерилизованного фильтровального аппарата стерильно наливают исследуемый объем воды, послр чего создают вакуум в приемном сосуде.
По окончании фильтрации, сияв воронку аппарата, следует несколько увеличить вакуум. Это необходимо для подсушивания нижней поверхности мембранного фильтра. Затем осторожно обожженным пинцетом захватывают мемранный фильтр за край и накладывают его на поверхность фуксинсульфитного агара (среда Эндо) в чашке, избегая образования пузырьков воздуха между поверхностью агара и фильтра. В одну чашку обычно кладут 4 фильтра с различными дозами профильтрованной воды. Фильтры укладывают на поверхность среды в том положении, в каком они находились на фильтровальном столике. Надписи (номер пробы и объем профильтрованной воды) удобно сделать чернилами по стеклу на крышке чашки над каждым фильтром, предварительно разделив чашку на 4 сектора. Фильтрация и укладка фильтров производится, начиная от меньших объемов к большим.
При посеве загрязненной воды для подавления роста сапрофитов, иногда тормозящих развитие кишечной палочки, рекомендуется в среду Эндо перед розливом в чашки прибавить раствор 90%-ной перегнанной бесцветной карбоновой кислоты (на 100 см3 среды 0.5 см3). Чашки с фильтрами, уложенными на поверхность фуксинсульфитной среды, помещают дном вверх в термостат при температуре 37 °C на 18—24 часа.
Счет колоний и учет результатов анализа. По истечении срока инкубации чашки просматривают, пользуясь лупой. При отсутствии на фильтрах колоний, характерных для группы кишечной палочки, дают отрицательный ответ на наличие .фекального загрязнения 58
испытуемой воды в соответствии с суммарной дозой посева. Анализ на этом прекращается. При наличии колоний, типичных для группы кишечной палочки, их подсчигываюг с помощью лупы и выборочно подвергают микроскопическому исследованию 2—3 колонии с каждого фильтра. Из колоний готовят мазки, окрашивают по Граму и микроскопируют. Отсутствие в мазках грамотри- цательных неспороносных палочек позволяет дать окончательный отрицательный ответ на наличие кишечной палочки. Если в мазках есть грамотрицательныс неспороносные палочки, необходимо перейти к следующему этапу исследования — постановке вторичной бродильной пробы.
Вторичная бродильная проба. Остаток колоний после приготовления мазков для окраски по Граму засевают в бродильные пробирки с поплавками (посев из каждой колонии делают в отдельную пробирку), содержащими по 10 см5 разведенной глюкозо-пептонной среды (ГПС). Посевы инкубируют при 43 °C в течение 24 ч., после этого учитывают результаты.
Вторичная бродильная проба позволяет установить, действительно ли выделенный на фуксинсульфитной среде микроорганизм относится к группе кишечной палочки, или он является непоказательным в санитарном отношении (кишечная палочка холоднокровных). Отсутствие газообразования и ГПС свидетельствует, что микробов группы кишечной палочки нет. Газообразование в среде позволяет дать окончательный положительный отпет относительно фекального загрязнения испытуемой воды. Окончательные результаты исследования выражают в виде коли-индекса и заносят в протокол анализа, для чего суммируют количество колоний, выросших на мембранных фильтрах, образованных грамотрицатель- ными палочками и дающие газообразование на ГПС при 43 °C. Перерасчетом этого количества на количество их в 1 дм3 воды определяют коли-индекс.
Пример. Профильтровано 300 см3 воды, выросло 3 колонии микробов группы кишечной палочки. Чтобы установить коли-индекс этой пробы воды, нужно произвести расчет.
300 см3 воды — 3 колонии
1000 см3 — х юоо-з
Х= —30~— = 10 колонии.
Коли-индекс равен 10.
Если на фильтрах, через которые фильтровали большие объемы воды, выявляют сплошной рост сапрофитной микрофлоры, а на фильтрах после фильтрации малых объемов колоний кишечной палочки не обнаруживают, то анализ такой воды необходимо повторить. При повторном анализе целесообразно пользоваться бродильным метолом. В случае, когда вторично применяется ме-
тод мембранных фильтров, следует фильтровать воду водопроводов в объемах 4X50 см3, 4X25 см3, 1X10 см3, 1X1 см3, а воду колодцев — в объемах 2X25 см3, 6X10 см3. 1X1 см3, 1X0,1 см3.
При выполнении анализа мегодом мембранных фильтров в особый журнал-альбом вклеивают снятые с фуксинсульфитного агара фильтры после их обеззараживания. На фильтрах, сняты?; со среды перед обеззараживанием их, обозначают номер пробы и дозу посева карандашом.
Для обеззараживания фильтры, снятые со среды, помещают в чашку Петри, на дне которой находится кружок фильтровальной бумаги. После этого на внутреннюю поверхность крышки прикрепляют смоченный в 40%-ном формалине кусочек ваты и крышкой накрывают чашку. Пары формалина убивают микробы на фильтрах. При этом для полного обеззараживания фильтров требуется нс более 5 мин. Обеззараженные фильтры необходимо вклеивать в журнал фотоклеем, который их но изменяет.
Методика контроля работы очистных сооружений
Для обеспечения правильной работы станции очистки сточных вод и достижения высокой степени эффективности очистки стоков осуществляют контроль работы очистной станции и отдельных ее сооружений, который выполняется штато?л лаборатории этой станции. Контроль должен быть поставлен так, чтобы по определяемым данным можно было иметь четкое представление о составе и характерны?; особенностях сточных вод, об интенсивности процессов очистки, протекающих в каждом отдельном сооружении и всей станции в целом.
По эксплуатационным данным необходимо установить, какие сооружения и по какой причине лимитируют производительность станции, чтобы уделить особое внимание контролю за работой этих сооружений.
По всей очистной станции и отдельным ее сооружениям систематически контролируются:
количество и качество сточных вод. поступающих на очистную станцию и на отдельные со сооружения;
расход реагентов, воздуха, электроэнергии, воды, тепла и других ресурсов на очистку сточных вод;
количество осадков, задержанных из сточных вод;
величина перегрузок, нарушающих режим работы очистной станции в целом и отдельны?; ее сооружений;
технологические показатели работы очистной станции в целом и отдельных ее сооружений.
Учету подлежит общее количество отбросов с решеток, песка из песколовок, всплывающих веществ и сырого осадка из первичных отстойников, неуплотненного и уплотненного осадка актив-
ного ила, иловой воды, газа брожения за сутки работы очистной станции.
При совместной очистке бытовых и производственных сточных вод количество производственных сточных вод и их состав должны учитываться отдельно. Особое внимание должно быть уделено учету количества жидкости, сброшенной в аварийных случаях без очистки в водоемы с ведома санитарного надзора. Причины сброса необходимо регистрировать и изучать для изыскания путей их устранения.
Замер количества сточных вол, поступающих на очистные сооружения за сутки и по часам суток, производится с помощью водомеров, дифманометров и других расходомеров.
Для определения состава сточной жидкости, поступающей на очистные сооружения, производят полный и сокращенный анализы сточных вод. Полный анализ проводят нс менее 3—4 раз в месяц. сокращенный — 1—2 раза в неделю.
Полный анализ поступающей и очищеной воды состоит из химического и бактериологического анализа.
При химическом анализе определяют: температуру, цвет и запах сточной жидкости; прозрачность по шрифту в натуральной воде и после 2-часового отстаивания; оседающие вещества; взвешенные вещества и потери при прокаливании; активную реакцию среды (pH); азот аммонийный, нитритов и нитратов; дихромат- ную окисляемость (ХПК.) и ВПК в натуральной воде и после 2-часового отстаивания; фосфаты, хлориды, сульфаты, щелочность, общую жесткость и азот по Къельдалю (определяют не реже одного раза в месяц); растворенный кислород и остаточный хлор (определяют только в очищенной воде).
Бактериологический анализ заключается в определении общего числа бактерий, растущих на мясопептонном агаре (МПА), и числа бактерий, растущих на среде Эндо.
При сокращенном анализе сточных вод определяют: активную реакцию среды (pH), прозрачность, ХПК, взвешенные вещества, относительную стабильность (определяют только в очищенной воде).
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ АНАЛИЗОВ
После составления средней пробы и тщательного ее перемещения воду отливают для определения взвешенных и оседающих веществ.
В неотстояиой сточной воде определяют прозрачность, ХПК и ВПК.
В отстоянной воде определяют окраску, pH, прозрачность, азот аммонийный, нитратов, нитритов, ХПК, ВПК, хлориды, фосфаты.
В фильтрованной воде определяют сульфаты, общую жесткость, щелочность, плотный остаток.
Поступающая на очистку сточная жидкость должна характеризоваться следующими показателями.
Температура. В поступающих на аэрационные сооружения стоках дол,«на быть 35+6 °C. Понижение ее до 9 °C резко ухудшает условия жизнедеятельности микроорганизмов, а при температуре 6 °C п ниже она практически прекращается.
Температура поступающего на метантенки стока должна быть 60—65 °C.
Активная реакция. Должна быть в пределах 8,5^рН + 6,5. В случае очистки смеси лютерной воды и вторичных конденсатов выпарной станции активная реакция среды соответствует pH 4,5—-5,2. Взвешенные вещества. Показывают количество минеральных и органических загрязнений различной степени дисперсности, находящихся во взвешенном состоянии. Количество взвешенных веществ в сточных водах, поступающих на отстойники, не нормируется. В поступающих на аэротенки стоках количество взвешенных веществ не должно превышать 150 мг/дм3.
Азот аммонийный. Характеризует количество азота в форме минеральных аммонийных соединений. В поступающих на очистные сооружения сточных водах его дожно быть не менее 15 мг/дм3.
Фосфаты. В поступающих на очистные сооружения сточных водах содержание фосфора должно быть не менее 3 мг/дм3.
ВПК. Основной показатель загрязненности сточных вод органическими веществами, которые разрушаются микробиологическим путем.
Показатель ВПК сточных вод, поступающих на одноступенчатые аэротенки— 1000 мг/дм3; на двухступенчатые — 2000 мг/дм3; на метантенки — 20000—22000 мг/дм3.
ХПК. Химическая окисляемость производственных сточных вод не должна превышать БПКп более чем в 1,5 раза.
Нефть и нефтепродукты. В поступающих на очистку сточных водах их количество не должно превышать 25 мг/дм3, степень удаления в процессе полной очистки — 89—90%.
Поступающие на биологическую очистку сточные воды (производственные и бытовые) не должны иметь нерастворенных масел, смол и мазута.
Формальдегид. В сточной воде, поступающей на биологическую очистку, предельно допустимая концентрация формальдегида составляет 25 мг/дм3. В процессе биологической очистки формальдегид окисляется на 80%.
Растворенные соли. В сточных водах их концентрация не должна превышать при поступлении на метантенки 30 г/дм3; при поступлении на аэротенки — 10 г/дм3.
Технологический эффект работы отдельных сооружений или
узлов определяется по показателям, которые отображают специфические их особенности, в частности:
отстойников — по выносу осадка и прозрачности сточной воды;
метантенков — по количеству переработанных органических загрязнений, содержанию летучих кислот, выделившемуся газу, ХПК и ВПК очищенной жидкости;
аэротенков — по количеству переработанных органических загрязнений, формам азота, растворенному кислороду, ХПК и ВПК очищеной воды.
В случае установления отклонений в составе сточной воды, поступающей на сооружения биохимической очистки, от допустимых технологией очистки показателей по pH, ВПК, взвешенным веществам, биогенным элементам, температуре, нефтепродуктам необходимо срочно принять меры для ликвидации обнаруженных отклонений в местах образования сточных вод.
Ликвидация временных отклонений производится:
по pH-путом добавления перед отстойниками к сточным водам 10%-ного раствора щелочи пли кислоты в количествах, установленных расчетом, с обеспечением полного перемешивания реагента со сточной жидкостью;
по биогенным элементам — путем добавления перед биохимической очисткой 10%-иого раствора азотных или фосфорных солей в количествах, устанавливаемых расчетом;
по температуре — путем разбавления условно чистыми водами.
Условия сброса сточных вод в водные объекты устанавливают для каждого предприятия органы по регулированию использования и охране вод при участии учреждений санитарно-эпидемической службы и охраны рыбных запасов согласно «Правил охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами».
Согласно «Правил», постоянное наблюдение за эксплуатацией сооружений по очистке, обезвреживанию и обеззараживанию сточных вод должны обеспечивать водопользователи, сточные воды которых сбрасываются в водный объект, путем:
анализов сточных вод до и после всего комплекса сооружений, предназначенных для ее очистки, обезвреживания, обеззараживания;
анализов сточных вод до и после отдельных звеньев сооружений (усреднителей, нейтрализаторов, отстойников, установок биологической очистки и т. д.);
замеров количества отводимых сточных вод в наиболее ответственных точках сети и у выпуска в водный объект;
анализов воды водоема или водотока выше спуска сточных вод у первого пункта водопользования, согласованного с органами по регулированию использования и охране вод, органами
и учреждениями санитарно-эпидемической службы и органами рыбоохраны.
Порядок контроля, осуществляемого водопользователем (частота, объем анализов и пр.), согласовывается с органами по регулированию использования и охране вод, органами и учреждениями санитарно-эпидемической службы с учетом местных условий на водном объекте его использования, степени вредности сточных вод, типов сооружений и особенностей обработки сточных вод.
3. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА воды в системахПОВТОРНОГО И ОБОРОТНОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ
На пиртовом заводе все теплообменные воды должны быть замкну;., в систему оборотного водоснабжения с испарительной охладительной установкой. Убыль воды в системе восполняется свежей водой из водоема или очищенными стоками. При этом может происходить изменение термостабильности оборотной воды и образование карбонатных отложений на поверхности нагрева аппаратов. Поэтому вода, циркулирующая в системе оборотного водоснабжения, обязательно должна подвергаться одному из методов стабилизации.
Контроль качества воды в системах оборотного водоснабжения осуществляется по следующим показателям: pH, температура, взвешенные вещества, общий азот, фосфор, сухой остаток, щелочность, жесткость общая и карбонатная, окисляемость, БПК,
Наименование показателей качества воды
Нормы показателей
Периодичность контроля
Таблица 4
НОРМЫ ПОКАЗАТЕЛЕЙ И ПЕРИОДИЧНОСТЬ КОНТРОЛЯ
Температура, °C
Взвешенные вещества, мг/дм3
Запах, баллы
pH
Жесткость общая, мг экв/дм3
То же, карбонатная, мг экв/дм3
Щелочность общая, мг экв/дм3
Общее солесодержание или сухой остаток, мг/дм3
БПК п, мг/дм3
Окисляемость, мг/дм3
Биогенные вещества (азот, фосфор) мг/дм3
64
до 24Ежедневно
до 301 раз в 10 дней
до 30»
6,5—8,5Ежедневно
до 5,01 раз в 10 дней
до 2,5»
до 4,01 раз в 10 дней
до 2000»
до 201 раз в месяц
до 20»
до 1,5»
Многие спиршвыс заводы paooiaioi no прямоточной схеме водоснабжения с повторным использованном о грабьтайных вол В этом случае контроль за качсснюм ноты осуществляется по тем показателям, которые определяют возможность использования этой воды тех: или иных; потребителем. Например, при использовании дефлегматорной воды для рассиропки челассы, прию- товлений замеса из крахмалосодержащего сырья, для мойки оборудования. Контроль определяется требованиями технологии, а для душевых и умывальников — требованиями, предъявляемыми к воде питьевого качества.
При переработке картофеля должна быть отдельная споем а оборотного водоснабжения для транспортерно-моечных вод с сооружениям и для механической чистки. Часть волы, примерно 10%, из этой системы выводится на биологическую очистку, Убыль воды восполняется теплообменной водой или яру; ими чистыми водами. Кошроль воды в системе оборотного водоснабжения для транспортерно-моечных вод ведется по взвешенным вещее! вам. содержание которых не должно превышать 4 г/дм3.
ЛИТЕРАТУРА
10. 10. Лурье. Аналптпческая химия промышленных сточных волу. «Химия». М., 1984.
Рекомендации но методам производства анализов на сооружениях биохимической очистки промышленных сточных вол. Изд-во литературы по строительству, М., 1970.
Унифицированные методы исследования качества волы. ч. 1. .Методы химического анализа воды. Изд-во СЭВ, 1965.
10. 10. Лурье, А. И. Рыбникова. Химический анализ производственных сточных вол. «Химия», М.. 1966.