Активная реакция среды, рН

В соответствии с санитарными требованиями рН речной воды должна лежать в интервале 6,5 – 8,5, чем обеспечивается нормальный ход процессов самоочищения.

Рассматриваемый метод определения условий спуска в водоем кислых или щелочных сточных вод исходит из допустимости использования резервного (карбонатного) фонда воды до тех пор, пока рН остается в пределах 6,5 – 8,5.

Природная вода содержит гидрокарбонаты щелочных и щелочноземельных металлов. При спуске в водоем кислых вод происходит нейтрализация:

Са(НСО₃)₂ + Н₂SO₄ = CaSO₄ + 2 H₂O + 2 CO₂ (89)

При спуске щелочных сточных вод щелочь нейтрализуется за счет свободной угольной кислоты, или СО₂.

Запишем выражение для константы диссоциации угольной кислоты по первой ступени:

(90)

Прологарифмируем его:

(91)

Введем обозначения: В – щелочность в ммоль (экв), С – концентрация свободной углекислоты в мг/л. Тогда ур.(91) перепишется в виде:

(92)

Здесь С/44 – это концентрация СО₂ в ммоль (экв).

Пусть в водоем поступит Х_к ммоль кислоты на 1 л речной воды, тогда рН будет равно:

(93)

Пусть в водоем поступит Х_щ ммоль щелочи на 1 л речной воды, тогда рН будет равно:

(94)

При поступлении кислых сточных вод рН не должно снижаться ниже 6,5, поэтому вместо рН₁ подставим 6,5. При поступлении щелочных сточных вод рН не должно повышаться выше 8,5, поэтому рН₂ = 8,5. Подставим эти значения в ур.(93,94) и преобразуем их:

в ммоль (экв) на 1 л воды водоема (95)

В санитарно-химическом анализе щелочность В определяют всегда, а содержание свободной СО₂ (С) можно рассчитать в мг/л по уравнению:

(96)

Расчеты Х_к и Х_щ выявляют границы использования нейтрализующей способности водоема, т.к. Х_к и Х_щ показывают, сколько кислоты и щелочи (в молях) можно спускать в водоем из расчета на 1 л воды, чтобы рН не вышло за пределы 6,5 – 8,5.

Таким образом, Х_к и Х_щ –предельно допустимые концентрации кислоты и щелочи в речной воде. Для решения вопроса о возможности спуска сточных вод следует выполнить расчет:

(97)

где К и Щ – допустимая концентрация кислоты и щелочи в сточных водах. Если фактическая концентрация кислоты или щелочи в сточной воде превышает расчетную по формулам (97), то сточная вода подлежит нейтрализации до такой степени, чтобы концентрация в них кислоты или щелочи не превышала расчетных величин К и Щ.

Необходимая степень очистки рассчитывается по формулам:

(98)

(99)

Поступление в водоем органических кислот нормируется по величине БПК, как было показано выше.

Итак, мы рассмотрели условия, при которых сточные воды могут сбрасываться в водный объект. Это условие: соответствие качества сточных вод нормам ПДС (НДС) по всем контролируемым общим показателям загрязнения и индивидуальным веществам. Расчет ПДС (НДС) производится одновременно для всех водопользователей участка речного бассейна с учетом взаимного влияния выпусков сточных вод. Для возможности контроля соблюдения ПДС (НДС) все выпуски должны быть оборудованы водомерной аппаратурой и устройством для отбора проб.

Предприятия, сбрасывающие сточные воды с превышением установленных ПДС (НДС), производят платежи за наносимый ущерб, а также разрабатывают планы мероприятий по достижению ПДС (НДС). Для них до достижения ПДС (НДС) устанавливается временно согласованный лимит сброса – ВСС.