مؤشرات جودة مياه الصرف الصحي هي منهجيات اختبار معملي لتقييم مدى ملاءمة مياه الصرف الصحي للتخلص منها أو إعادة استخدامها. تختلف الاختبارات المحددة ونتائج الاختبار المرغوبة حسب الاستخدام المقصود أو موقع التفريغ. تقيس الاختبارات الخصائص الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية لمياه الصرف الصحي.
ستحدد الاختبارات جودة مياه الصرف الصحي هذه.
محتويات
1 الخصائص الفيزيائية
1.1 درجة الحرارة
2 الخصائص الكيميائية
2.1 الهيدروجين
2.2 الأكسجين
2.3 النيتروجين
2.4 الفوسفات
2.5 الكلور
3 الخصائص البيولوجية
4 انظر أيضًا
5 المراجع
6 قراءات أخرى
7 روابط خارجية
الخصائص البدنية
درجة الحرارة
لا يمكن للكائنات المائية أن تعيش خارج نطاقات درجات حرارة محددة. قد يؤدي الجريان السطحي للري وتبريد المياه لمحطات الطاقة إلى رفع درجات الحرارة فوق النطاق المقبول لبعض الأنواع. يمكن أن تسبب درجات الحرارة المرتفعة أيضًا ازدهار الطحالب مما يقلل من مستويات الأكسجين. يمكن قياس درجة الحرارة باستخدام ميزان حرارة معاير .
صلب
يمكن إذابة أو تعليق أو تسوية المواد الصلبة في مياه الصرف الصحي. يتم قياس إجمالي المواد الصلبة الذائبة أو المواد الصلبة الذائبة (تسمى أحيانًا البقايا القابلة للفلترة) على أنها كتلة البقايا المتبقية عندما يتبخر حجم مقاس للمياه المفلترة . تسمى كتلة المواد الصلبة المجففة المتبقية على المرشح إجمالي المواد الصلبة العالقة (TSS) أو بقايا غير قابلة للإزالة. تقاس المواد الصلبة القابلة للترسيب على أنها الحجم المرئي المتراكم في قاع مخروط إيمهوف بعد استقرار الماء لمدة ساعة واحدة. التعكر هو مقياس لقدرة تشتت الضوء للمادة العالقة في الماء. تقيس الملوحة تغيرات كثافة الماء أو الموصلية الناتجة عن المواد المذابة.
الخصائص الكيميائية
عمليا يمكن العثور على أي مادة كيميائية في الماء ، ولكن الاختبارات الروتينية تقتصر عادة على عدد قليل من العناصر الكيميائية ذات الأهمية الفريدة.
هيدروجين
يتأين الماء إلى كاتيونات الهيدرونيوم (H 3 O) وأنيونات الهيدروكسيل (OH) . يتم التعبير عن تركيز الهيدروجين المتأين (كماء بروتوني) على أنه أس هيدروجيني .
الأكسجين
تشغل الأسماك أو الحيوانات الأخرى معظم الموائل المائية التي تتطلب الحد الأدنى من تركيزات الأكسجين المذاب من أجل البقاء. يمكن قياس تركيزات الأكسجين المذاب مباشرة في مياه الصرف الصحي ، ولكن كمية الأكسجين التي يحتمل أن تتطلبها مواد كيميائية أخرى في مياه الصرف الصحي تُسمى بالطلب على الأكسجين. سيتم استخدام المواد العضوية القابلة للذوبان أو المعلقة في مياه الصرف الصحي كمصدر للغذاء. المواد المنقسمة بدقة متاحة بسهولة للكائنات الحية الدقيقة التي سيزداد تعدادها لهضم كمية الطعام المتاحة. يتطلب هضم هذا الطعام الأكسجين ، لذا سينخفض محتوى الأكسجين في الماء في النهاية بالكمية المطلوبة لهضم الطعام المذاب أو المعلق. قد تنخفض تركيزات الأكسجين عن الحد الأدنى المطلوب من الحيوانات المائية إذا تجاوز معدل استخدام الأكسجين الاستعاضة بالأكسجين الجوي.
في الأساس ، يمكن كتابة تفاعل الأكسدة البيوكيميائية على النحو التالي:
مواد قابلة للأكسدة + بكتيريا + مغذيات + O 2 → CO 2 + H 2 O + مواد عضوية غير مؤكسدة مثل NO 3 - أو SO 4 2−
يتم وصف استهلاك الأكسجين عن طريق تقليل المواد الكيميائية مثل الكبريتيدات والنتريت على النحو التالي:
S 2− + 2 O 2 → SO 4 2−
NO 2 - + ½ O 2 → NO 3 -
نظرًا لأن جميع الممرات المائية الطبيعية تحتوي على البكتيريا والمغذيات ، فإن أي مركبات نفايات يتم إدخالها في هذه الممرات المائية تقريبًا ستبدأ تفاعلات كيميائية حيوية (كما هو موضح أعلاه). هذه التفاعلات البيوكيميائية تخلق ما يقاس في المختبر كطلب الأكسجين البيوكيميائي (BOD).
المواد الكيميائية المؤكسدة (مثل اختزال المواد الكيميائية) التي يتم إدخالها في المياه الطبيعية ستبدأ بالمثل في التفاعلات الكيميائية (كما هو موضح أعلاه). هذه التفاعلات الكيميائية تخلق ما يقاس في المختبر حسب الطلب على الأكسجين الكيميائي (COD).
كل من اختبارات BOD و COD هي مقياس لتأثير استنفاد الأكسجين النسبي لملوثات النفايات. وقد تم اعتماد كلاهما على نطاق واسع كمقياس لتأثير التلوث. يقيس اختبار الطلب الأوكسجيني البيولوجي الطلب على الأكسجين للملوثات القابلة للتحلل في حين يقيس اختبار COD الطلب على الأكسجين للملوثات القابلة للتحلل بالإضافة إلى الطلب على الأكسجين للملوثات غير القابلة للتحلل الحيوي.
يقيس ما يسمى BOD لمدة 5 أيام كمية الأكسجين التي يستهلكها الأكسدة البيوكيميائية لملوثات النفايات في فترة 5 أيام. إجمالي كمية الأكسجين المستهلكة عندما يُسمح للتفاعل الكيميائي الحيوي بالاستمرار في الإنجاز يسمى Ultimate BOD. نظرًا لأن BOD النهائي يستهلك الكثير من الوقت ، فقد تم اعتماد BOD لمدة 5 أيام تقريبًا عالميًا كمقياس لتأثير التلوث النسبي.
هناك أيضًا العديد من اختبارات COD المختلفة والتي من المحتمل أن يكون منها 4 ساعات هو الأكثر شيوعًا.
لا توجد علاقة معممة بين الطلب الأوكسجيني البيولوجي لمدة 5 أيام وبين الطلب الأوكسجيني البيولوجي النهائي. وبالمثل ، لا يوجد ارتباط معمم بين BOD و COD. من الممكن تطوير مثل هذه الارتباطات لملوثات نفايات محددة في تيار مياه الصرف الصحي المحدد ولكن لا يمكن تعميم هذه الارتباطات للاستخدام مع أي ملوثات نفايات أخرى أو تيارات مياه الصرف الصحي. وذلك لأن تكوين أي مجاري مياه مختلفة يختلف. على سبيل المثال ، من المحتمل أن تحتوي النفايات السائلة التي تتكون من محلول من السكريات البسيطة التي يمكن أن تتخلص من مصنع الحلويات على مكونات عضوية تتحلل بسرعة كبيرة. في مثل هذه الحالة ، سيكون الطلب الأوكسجيني البيولوجي لمدة 5 أيام وأساس الطلب الأوكسجيني البيولوجي متماثلاً للغاية حيث سيكون هناك القليل جدًا من المواد العضوية المتبقية بعد 5 أيام. ومع ذلك ، قد يكون هناك تصريف نهائي لمخلفات معالجة مياه الصرف الصحي التي تخدم منطقة صناعية كبيرة حيث يكون BOD النهائي أكبر بكثير من BOD لمدة 5 أيام لأن الكثير من المواد المتدهورة بسهولة كان يمكن إزالتها في عملية معالجة مياه الصرف الصحي والعديد من العمليات الصناعية تصريف يصعب تحلل الجزيئات العضوية.
إجراءات الاختبار المعملية لتحديد متطلبات الأكسجين المذكورة أعلاه مفصلة في العديد من النصوص القياسية. تشمل الإصدارات الأمريكية "الطرق القياسية لفحص المياه والمياه العادمة".
نتروجين
النيتروجين عنصر غذائي مهم لنمو النبات والحيوان. النيتروجين في الغلاف الجوي أقل توافراً بيولوجياً من النيتروجين المذاب في شكل أمونيا ونترات . قد يساهم توفر النيتروجين المذاب في ازدهار الطحالب . غالبًا ما يتم قياس الأمونيا والأشكال العضوية من النيتروجين على أنها النيتروجين الكلي Kjeldahl ، ويمكن إجراء تحليل للأشكال غير العضوية من النيتروجين للحصول على تقديرات أكثر دقة لمحتوى النيتروجين الكلي.
الفوسفات
مجموع الفوسفور والفوسفات ص 3
4
تدخل الفوسفات إلى طرق المياه من خلال المصادر غير النقطية والمصادر النقطية. يشير تلوث المصادر غير الثابتة (NPS) إلى تلوث المياه من المصادر المنتشرة. يمكن مقارنة التلوث من مصادر غير محددة بالتلوث من المصدر النقطي ، حيث تحدث تصريفات لجسم مائي في مكان واحد. وتشمل المصادر غير الثابتة للفوسفات: التحلل الطبيعي للصخور والمعادن ، والجريان السطحي لمياه العواصف ، والجريان السطحي الزراعي ، والتعرية والترسيب ، وترسب الغلاف الجوي ، والمدخل المباشر بواسطة الحيوانات / الحياة البرية ؛ بينما قد تتضمن المصادر الثابتة ما يلي: محطات معالجة مياه الصرف الصحي والتصريفات الصناعية المسموح بها. بشكل عام ، عادة ما يكون التلوث من مصدر غير نقطي أعلى بكثير من المصادر الثابتة للتلوث. لذلك ، فإن مفتاح الإدارة السليمة هو الحد من المدخلات من مصادر الفوسفات النقطية وغير النقطية. إن التركيز العالي للفوسفات في المسطحات المائية هو مؤشر على التلوث ومسؤول إلى حد كبير عن التخثث .
الفوسفات ليست سامة للأشخاص أو الحيوانات ما لم تكن موجودة في مستويات عالية جدًا. يمكن أن تحدث مشاكل في الجهاز الهضمي من مستويات عالية للغاية من الفوسفات.
أوصت وكالة حماية البيئة الأمريكية بالمعايير التالية لإجمالي الفوسفور .
لا يزيد عن 0.1 ملغم / لتر للتيارات التي لا تفرغ في الخزانات ،
لا يزيد عن 0.05 ملغم / لتر لتدفق تصريفات في الخزانات ، و
لا يزيد عن 0.025 ملغم / لتر للخزانات.
عادة ما يكون الفوسفور منخفضًا (<1 مجم="" لتر)="" في="" مصادر="" مياه="" الشرب="" النظيفة="" وعادة="" لا="" ينظم="">
الكلور
يستخدم الكلور على نطاق واسع للتبييض ، كمطهر ، وللوقاية من الحشف الحيوي في أنظمة تبريد المياه . يمكن قياس تركيزات حامض هيبوكلوروز المؤكسد وأيونات هيبوكلوريت المتبقية كمخلفات الكلور لتقدير فعالية التطهير أو لإثبات سلامة التصريف في النظم البيئية المائية.
