|
Для очистки сточных вод, которая наиболее успешно проходит в аэробных условиях, как это видно из предыдущего, необходимо наличие кислорода для окисления органического вещества, входящего в состав загрязнений сточных вод. Израсходованный на это кислород пополняется главным образом за счет растворения его из атмосферного воздуха. Таким образом, в канализационных очистных сооружениях, которые служат для минерализации органических загрязнений, входящих в состав
сточных вод, одновременно протекают два процесса: потребление кислорода и его растворение. Установлено, что минерализация органического вещества, происходящая в результате его окисления при содействии микроорганизмов-минерализаторов или так называемого биохимического окисления, совершается в две фазы: в первой фазе окисляются углерод-содержащие вещества, дающие в результате углекислоту и воду, во второй — азотсодержащие вещества сначала до нитритов, а затем до нитратов.
При достаточном содержании кислорода скорость окисления в первой (углеродистой) фазе подчиняется, как это установлено, определенному закону скорость окисления, или скорость потребления, кислорода при неизменной температуре в каждый данный момент пропорциональна массе органического вещества, находящегося в воде. Следовательно, по мере окисления органического вещества, если нет поступления новых загрязнений, скорость окисления все время уменьшается.
Этот закон дает возможность вывести уравнения потребления кислорода.
Для смеси сточных и речных вод константа к\(2овс) равна 0,1; для сточной жидкости в процессе очистки ее значение бывает различным в зависимости от свойств жидкости. Так, например, для сточных вод московской канализации величина кцт) колеблется в разные периоды года в пределах 0,08—0,25, что указывает на разнообразие и непостоянство органических веществ, содержащихся в стоках. Время, требуемое для снижения потребления кислорода от Ьа до Ьи согласно формуле.
Из этой формулы видно, что достигнуть полного окисления всего органического вещества, при котором Ьг было бы равным нулю, теоретически невозможно, так как требуемое для этого время должно быть равно бесконечности.
Этому же закону подчиняется процесс растворения кислорода в воде. Кислород, как и всякий другой газ, может растворяться в воде лишь до определенного, насыщающего воду объема. Этот объем зависит от температуры и давления: чем температура выше, тем растворимость кислорода меньше.
Указанная зависимость существует при растворении кислорода, находящегося в воздухе под парциальным давлением, соответствующим его содержанию. Растворимость чистого кислорода, находящегося под более высоким давлением, будет выше. Такое явление наблюдается, как
известно, при фотосинтезе, когда зеленое вещество растений, разлагая на свету С02, поглощает углерод и выделяет чистый кислород.
Скорость растворения кислорода, согласно указанному выше закону, в каждый данный момент обратно пропорциональна степени насыщенности воды кислородом или прямо пропорциональна его недонасыщен-ности (дефициту). Это относится, конечно, лишь к поверхности соприкосновения воды с кислородом (диффузионному слою). Для того чтобы эта скорость растворения относилась ко всей массе воды, необходимо интенсивное ее перемешивание. Дефицит кислорода может быть выражен в абсолютных значениях (в мг/л), а также в относительных величинах (в процентах или в долях от полного дефицита).
Значение константы &2, как и значение к\, сильно колеблется: в среднем оно может быть принято равным 0,2 при температуре воды 20° С.
С повышением температуры константа скорости растворения кислорода повышается. Однако, ввиду незначительного изменения этой скорости, практически при расчетах растворения кислорода поправку на температуру можно не учитывать.
|
|
