Jäteveden laatuindikaattorit ovat laboratoriotestimenetelmiä jäteveden soveltuvuuden arvioimiseksi loppusijoitusta tai uudelleenkäyttöä varten. Valitut testit ja halutut testitulokset vaihtelevat aiotun käytön tai purkauspaikan mukaan. Testit mittaavat jäteveden fysikaalisia, kemiallisia ja biologisia ominaisuuksia.
Testit määrittävät tämän jäteveden laadun.
Sisällys
1 Fyysiset ominaisuudet
1.1 Lämpötila
2 Kemialliset ominaisuudet
2.1 Vety
2.2 Happi
2.3 Typpi
2.4 Fosfaatit
2.5 Kloori
3 Biologiset ominaisuudet
4 Katso myös
5 Viitteet
6 Lisätietoja
7 Ulkoiset linkit
Fyysiset ominaisuudet
Lämpötila
Vesieliöt eivät voi selviytyä erityisten lämpötila-alueiden ulkopuolella. Voimalaitosten kasteluvuoto ja vesijäähdytys voivat nostaa lämpötiloja joidenkin lajien hyväksyttävän alueen yläpuolelle. Korkeampi lämpötila voi myös aiheuttaa leväkukinnan, joka vähentää happea. Lämpötila voidaan mitata kalibroidulla lämpömittarilla .
vankka
Jätevedessä oleva kiinteä aine voi olla liuennut, suspendoitunut tai laskeutunut. Liuenneiden kiintoaineiden kokonaismäärä tai TDS (jota joskus kutsutaan suodatettavaksi jäännökseksi) mitataan jäännöksen massana, joka on jäljellä, kun mitattu määrä suodatettua vettä haihdutetaan . Suodattimeen jääneiden kuivattujen kiintoaineiden massaa kutsutaan kokonais suspendoituneiksi kiintoaineiksi (TSS) tai suodattamattomiksi jäännöksiksi. Kiinteät kiinteät aineet mitataan näkyvänä tilavuutena, joka on kertynyt Imhoff-kartion pohjaan sen jälkeen, kun vesi on asettunut tunnin ajan. Sameus on mittaa vedessä suspendoituneiden aineiden valon sirontakykyä. Suolapitoisuus mittaa liuenneiden materiaalien aiheuttamia veden tiheyden tai johtavuuden muutoksia.
Kemialliset ominaisuudet
Käytännössä mitä tahansa kemiallista ainetta voi löytää vedessä, mutta rutiinitestaus rajoittuu yleensä muutamiin kemiallisiin alkuaineisiin, joilla on ainutlaatuinen merkitys.
Vety
Vesi ionisoituu hydronium- (H 3 O) -kationeiksi ja hydroksyyli (OH) -anioneiksi . Ionisoidun vedyn (protonoiduna vedena) konsentraatio ilmaistaan pH: na .
Happi
Useimmat vesieläimistöt ovat kalojen tai muiden eläinten miehittämiä, jotka vaativat tiettyjä liuenneen hapen vähimmäispitoisuuksia selviytymiseksi. Liuenneet happipitoisuudet voidaan mitata suoraan jätevesissä, mutta muiden kemikaalien mahdollisesti tarvitsema hapen määrä jätevedessä kutsutaan hapenkulutukseksi. Jätevesissä liuenneita tai suspendoituneita hapettuvia orgaanisia aineita käytetään ruuan lähteenä. Hienoksi jaettu materiaali on helposti saatavissa mikro-organismeille, joiden populaatiot kasvavat sulavan ruokamäärän sulamiseksi. Tämän ruoan sulaminen vaatii happea, joten veden happipitoisuus lopulta vähenee määrällä, joka tarvitaan liuenneen tai suspendoidun ruoan sulamiseen. Happipitoisuudet voivat laskea alle vesieläinten vaadittavan vähimmäisarvon, jos hapen käyttöaste ylittää ilmakehän hapen korvaamisen.
Periaatteessa biokemiallisen hapettumisen reaktio voidaan kirjoittaa seuraavasti:
Hapetettava materiaali + bakteerit + ravintoaine + O 2 → CO 2 + H 2 O + hapettuneet epäorgaaniset aineet , kuten NO 3 - tai SO 4 2−
Hapen kulutus pelkistämällä kemikaaleja kuten sulfideja ja nitriittejä tyypillisesti seuraavasti:
S 2− + 2 O 2 → SO 4 2−
NO 2 - + ½ O 2 → NO 3 -
Koska kaikki luonnolliset vesiväylät sisältävät bakteereja ja ravintoaineita, lähes kaikki sellaisille vesiväylille johdetut jäteyhdisteet käynnistävät biokemialliset reaktiot (kuten yllä). Nämä biokemialliset reaktiot luovat sen, mikä laboratoriossa mitataan biokemiallisena hapenkulutuksena (BOD).
Hajoavat kemikaalit (kuten pelkistävät kemikaalit), jotka tuodaan luonnolliseen veteen, käynnistävät samoin kemialliset reaktiot (kuten yllä). Nämä kemialliset reaktiot luovat laboratoriossa mitatun kemiallisen hapenkulutuksen (COD).
Sekä BOD- että COD-testit ovat jätteen epäpuhtauden suhteellisen hapenpoistovaikutuksen mitta. Molemmat on otettu laajasti käyttöön pilaantumisen vaikutuksen mittana. BOD-testi mittaa biohajoavien pilaavien aineiden hapenkulutusta, kun taas COD-testi mittaa biologisesti hajoavien pilaavien aineiden hapenkulutusta sekä biologisesti hajoamattomien hapettuvien pilaavien aineiden hapenkulutusta.
Niin kutsuttu 5-päivän BOD mittaa hapen määrän, joka kuluu jätesaasteiden biokemiallisessa hapetuksessa 5 päivän aikana. Kokonaishapen määrää, joka kulutetaan, kun biokemiallisen reaktion annetaan edetä loppuun, kutsutaan lopulliseksi BOD: ksi. Koska perimmäinen BOD on niin aikaa vievä, viiden päivän BOD on otettu melkein yleisesti käyttöön suhteellisen pilaantumisen vaikutuksen mittarina.
On myös monia erilaisia COD-testejä, joista 4 tunnin COD on todennäköisesti yleisin.
Viiden päivän BOD: n ja lopullisen BOD: n välillä ei ole yleistä korrelaatiota. Samoin BOD: n ja COD: n välillä ei ole yleistä korrelaatiota. On mahdollista kehittää tällaisia korrelaatioita tietyille jätesaasteille tietyssä jätevesivirrassa, mutta sellaisia korrelaatioita ei voida yleistää käytettäväksi muiden jätesaasteiden tai jätevesivirtojen kanssa. Tämä johtuu siitä, että minkä tahansa jätevesivirran koostumus on erilainen. Esimerkiksi jätevedessä, joka koostuu liuoksesta yksinkertaisia sokereita, jotka saattavat purkautua makeistehtaalta, on todennäköisesti orgaanisia komponentteja, jotka hajoavat erittäin nopeasti. Tällaisessa tapauksessa 5 päivän BOD ja lopullinen BOD olisivat hyvin samankaltaiset, koska viiden päivän kuluttua orgaanista ainetta olisi jäljellä hyvin vähän. Suurelle teollisuusalueelle palvelevan jätevedenkäsittelylaitoksen lopullisella jätevesillä voi kuitenkin olla päästö, jossa lopullinen BOD oli paljon suurempi kuin 5 päivän BOD, koska suuri osa helposti hajoavasta materiaalista olisi poistettu jäteveden käsittelyprosessissa ja monissa teollisissa prosesseissa vapauttaa vaikeasti hajoavia orgaanisia molekyylejä.
Laboratoriotestimenetelmät yllä mainittujen happitarpeiden määrittämiseksi on kuvattu yksityiskohtaisesti monissa standarditekstissä. Amerikkalaisiin versioihin sisältyy "standardimenetelmät veden ja jäteveden tutkimiseksi".
typpi
Typpi on tärkeä ravintoaine kasvien ja eläinten kasvulle. Ilmakehän typpi on vähemmän biologisesti saatavissa kuin ammoniakin ja nitraattien muodossa oleva liuennut typpi . Liuenneen typen saatavuus voi vaikuttaa leväkukintaan . Ammoniakki ja typen orgaaniset muodot mitataan usein kokonaismäärällä Kjeldahl-typpeä , ja typen epäorgaanisten muotojen analyysi voidaan suorittaa, jotta saadaan tarkempia arvioita kokonaistyppipitoisuudesta.
fosfaatit
Kokonaisfosfori ja fosfaatti, PO −3
4
Fosfaatit kulkevat vesiväylille sekä ei-pistelähteiden että pistelähteiden kautta. Ei-pistelähteellä (NPS) tarkoitetaan pilaantuneiden lähteiden aiheuttamaa vesien pilaantumista. Muun kuin lähteen aiheuttama pilaantuminen voidaan verrata pistelähteiden aiheuttamaan pilaantumiseen, jossa päästöjä tapahtuu vesistöyn yhdessä paikassa. Muihin kuin pisteisiin fosfaattilähteisiin kuuluvat: kivien ja mineraalien luonnollinen hajoaminen, sadeveden valuminen, maatalouden valuminen, eroosio ja sedimentaatio, ilmakehän saostuminen ja eläinten / villieläinten suora syöttäminen; pistekohtaisia lähteitä voivat olla: jätevedenkäsittelylaitokset ja sallitut teollisuuspäästöt. Yleensä muun kuin lähteen aiheuttama pilaantuminen on tyypillisesti huomattavasti korkeampaa kuin pilaantumisen lähdelähteet. Siksi moitteettoman hallinnan avain on rajoittaa fosfaatin syöttämistä sekä piste- että muusta lähteestä. Korkea fosfaattipitoisuus vesistöissä on osoitus pilaantumisesta ja aiheuttaa suurelta osin rehevöitymistä .
Fosfaatit eivät ole myrkyllisiä ihmisille tai eläimille, ellei niitä ole läsnä erittäin korkeana. Ruoansulatusongelmia voi esiintyä erittäin korkeista fosfaattipitoisuuksista.
Yhdysvaltain ympäristönsuojeluvirasto suositti seuraavia kokonaisfosforin kriteerejä .
Enintään 0,1 mg / l virroille, jotka eivät tyhjene säiliöihin,
Enintään 0,05 mg / L virroille, jotka purkautuvat säiliöihin, ja
Enintään 0,025 mg / L säiliöille.
Fosforia on normaalisti vähän (<1 mg="" l)="" puhtaissa="" juomavesilähteissä,="" eikä="" sitä="" yleensä="">
Kloori
Klooria on käytetty laajalti valkaisussa , desinfiointiaineessa ja biohuokojen estämisessä vesijäähdytysjärjestelmissä . Hapettavien hypokloorihappo- ja hypokloriitti- ionien jäljellä olevat pitoisuudet voidaan mitata kloorin jäännösarvoina desinfioinnin tehokkuuden arvioimiseksi tai osoittaa turvallisuus vesistöjen ekosysteemeihin pääsemiseksi.
