Tests d'écologie avec réponses

1. Qu'est-ce que l'adsorption?

Concentration d'ions, de molécules et de particules hautement dispersées à l'interface
Concentration à l'interface des ions, des molécules et des particules colloïdales
Concentration à l'interface d'ions, de molécules et de particules insolubles
Concentration à l'interface des ions et des molécules

Concentration d'ions et de molécules dans le volume d'un liquide ou d'un gaz
2. Les isothermes de la tension superficielle de l'eau sont:

2.1. Graphique de la tension superficielle en fonction de la concentration en soluté à pression constante.
2.2. Graphique de la tension superficielle en fonction de la concentration en tensioactif à pression et température constantes.
2.3. Graphique de l'évolution de la concentration en tensioactif en fonction de la tension superficielle à température constante.
2.4. Graphique de la tension superficielle en fonction de la concentration en soluté à pression et température constantes.
2.5. Graphique de la tension superficielle en fonction de la concentration en soluté à température constante.

3. La concentration de gaz dissous dans l'eau avec un changement de température et de pression partielle

3.1. Augmente avec l'augmentation de la température et de la pression.
3.2. Augmente avec l'augmentation de la pression et la diminution de la température.

3.3. Diminue avec l'augmentation de la température et de la pression.
3.4. Diminue avec l'augmentation de la pression et la baisse de la température
3.5 Ne change pas
4. Pour augmenter l'efficacité des résultats d'extraction:

4.1. Augmentation de la température

4.2. Augmentation de la surface de contact des phases lors de l'extraction
4.3. Augmenter le coefficient de distribution

4.4. Augmenter le point d'ébullition de l'agent d'extraction
4.5 Diminution de la densité de l'agent d'extraction
5. Réduit la taille des bulles d’air pendant la flottation sous pression:

5.1. Réduire la tension superficielle de l'eau

5.2. Réduction de la concentration de matières en suspension
5.3 Augmenter la vitesse de régulation
5.4. Mélange intensif de l'eau dans le réservoir sous pression
5.5. L'augmentation de la durée de séjour de l'eau dans le réservoir de flottation
Test numéro 2

Le contenu résiduel de la contamination lors de l'adsorption sur une unité à plusieurs étages avec l'introduction séquentielle de l'adsorbant est déterminé par la formule:

2.1 Adsorption sur biofilm
2.2. Adsorption sur les boues activées
2.3. Adsorption sur biofilm et boues activées
2.4. Adsorption de cellules bactériennes
2.5. Adsorption sur charbon actif lors de l'épuration des eaux usées avec auto-régénération ultérieure

3. Le transfert massif d'oxygène de l'air dans l'eau peut aller:

3.1. Si la concentration d'oxygène dissous dans l'eau est supérieure à la concentration d'oxygène, la pression partielle d'équilibre de l'oxygène dans l'air
3.2. Si la concentration d'oxygène dissous dans l'eau est inférieure à la concentration d'oxygène, la pression partielle d'équilibre de l'oxygène dans l'air

3.3. Si la concentration d'oxygène dissous dans l'eau est égale à la pression partielle d'oxygène dans l'air
3.4. Si la pression partielle de l'oxygène dans l'air est inférieure à la pression partielle, la concentration d'équilibre en oxygène dissous dans l'air
3.5 Si la pression partielle d'oxygène dans l'air concentration d'équilibre de l'oxygène dissous dans l'eau
4. Sur les stations d’épuration urbaines, il se forme une précipitation:

4.1. 1er groupe
4.2. 2e groupe
4.3. 2ème et 3ème groupes
4.4. 1er et 3ème groupes

4.5 3ème groupe
5. La formation de fortes couches d'hydratation autour des particules dans l'eau est liée:

5.1. Avec l'interaction de molécules d'eau polaires avec des molécules de particules non polaires à leur surface

5.2. Avec l'interaction de molécules d'eau polaires avec des molécules polaires de particules à leur surface
5.3. Avec l'action des forces de van der Waals
5.4. Avec des processus d'adsorption chimique
5.4. Avec une diminution de la température de l'eau
Test numéro 3

1. La valeur de la capacité d’adsorption spécifique avec la température:

1.1. Diminue avec la diminution de la température.
1.2. Augmente avec la baisse de température

1.3. Ne change pas
1.4. Dans certains cas, il peut augmenter, dans d'autres, il peut diminuer avec la diminution de la température.
1.5 Le changement est sinusoïdal
2. La raison de l'adsorption de substances à l'interface du liquide (eau) - gaz.

2.1. La différence entre les densités du liquide et de la substance adsorbée
2.2. Structure hétéropolaire de la substance adsorbable

2.3. La différence entre les densités de la substance adsorbée et du gaz
2.4. Forces d'attraction dues à différents signes des charges d'interface et de la substance adsorbée
2.5. Les forces de répulsion des molécules d'eau et des substances adsorbables

3. Le degré de mouillabilité de la surface avec de l'eau est évalué expérimentalement:

3.1. Polarité des molécules d'eau
3.2. La polarité des molécules qui composent la surface
3.3. Angle de mouillage

3.4. Ratio d'absorption
3.5 La magnitude des forces d'interaction des molécules
4. La stabilisation des sédiments est nécessaire:

4.1. Éliminer son action corrosive sur les pipelines et les équipements
4.2. Pour prévenir la décomposition des sédiments

4.3. Exclure le développement d'agents pathogènes
4.4. Améliorer les propriétés d'humidité
4.5 Réduire la concentration en matière sèche
5. L'efficacité de l'agent d'extraction est déterminée par:

5.1. Solubilité de l'agent d'extraction dans l'eau
5.2. Point d'ébullition extractant
5.3. L'intensité du mélange de l'agent d'extraction et de l'eau
5.4. Coefficient de distribution

5.5. Le coefficient d'absorption de la substance d'extraction extraite
Test numéro 4.

1. L'adsorption aux faibles concentrations de l'adsorption est décrite par l'équation:

1.4.
1.5
2. Surface - substances actives:

2.1. Réduit la tension superficielle de l'eau

2.2. Augmente la tension superficielle de l'eau
2.3. Réduire ou augmenter la tension superficielle de l'eau en fonction de la température
2.4. Réduire ou augmenter la tension superficielle de l'eau en fonction du type de tensioactif
2.5. Ne changez pas la tension superficielle de l'eau
3. Le mécanisme de flottation est:

3.1. Étranglement du flux d'eau lorsqu'il est introduit dans le réservoir de flottation
3.2. Unité de flottation
3.3. La façon dont l'eau dans le réservoir de flottation
3.4. La méthode de formation de l'unité "bulle de particules"

3.5 La méthode de formation des boues de flottation
4. La stabilisation des boues comprend:

4.1. Méthodes biologiques

4.2. Méthodes chimiques
4.3. Méthodes physico-chimiques
4.4. Méthodes biologiques et physico-chimiques
4.5 Méthodes chimiques et biologiques
5. L’efficacité de l’extraction lorsque la température augmente augmente si

5.1. Lorsque la température augmente, la solubilité de la substance extraite dans l'eau et dans l'agent d'extraction augmente dans la même mesure.
5.2. Lorsque la température augmente, la solubilité de la substance extraite dans l'eau augmente 1,5 fois plus que dans l'agent d'extraction.
5.3. Lorsque la température augmente, la solubilité de la substance extraite dans l'agent d'extraction augmente deux fois plus que dans l'eau.

5.4. Avec l'augmentation de la température, la solubilité de la substance extraite dans l'eau augmente de 2 fois, dans l'agent d'extraction 1,5 fois
5.4. Le coefficient de distribution ne change pas avec la température
Test numéro 5

Décrit l'équation isotherme d'adsorption de Freundlich:

1.2.
1.3.
1.4.
1.5
2 équation de Gibbs montre la relation:

2.1. Entre l'excès de surfactant adsorbé dans la couche de surface et sa concentration dans le volume

2.2. Capacité moussante avec concentration de surfactant
2.3. Entre la capacité d'adsorption spécifique et la température
2.4. Entre la pression au-dessus de la surface du liquide et la concentration de gaz dans le volume de liquide
2.5. Entre l'excès de tensioactif adsorbé dans la couche superficielle et la tension superficielle
3. La formation d'une unité "particule-bulle" lors d'une collision se produit:

3.1. Si la particule est entourée de fortes couches hydratées
3.2. Si la particule n'est pas entourée de fortes couches hydratées

3.3. Avec une grande vitesse de mouvement des bulles d'air
3.4. Lorsque la température de l'eau est inférieure à 100 ° C
3.5 En l'absence de tensioactifs
4. La stabilisation biologique des sédiments est réalisée:

4.1. Digestion anaérobie seulement
4.2. Seulement aération à long terme
4.3. Seulement par fermentation en conditions aérobies.
4.4. Digestion anaérobie et aération à long terme

4.5 Digestion anaérobie avec barbotage
5. Le taux de croissance maximal des cellules bactériennes est atteint:

5.1. Dans la première phase de croissance
5.2. Dans la deuxième phase de croissance

5.3. Dans la troisième phase de croissance
5.4. Dans la quatrième phase de croissance
5.5. Dans la cinquième phase de croissance
Test numéro 6

La saturation complète des sites actifs de l'adsorbant avec un adsorbant décrit une partie de la courbe de l'isotherme de Langmuir:

1.1 Comparaison des axes presque parallèles

1.2. La plus grande courbe d'inflexion de l'isotherme
1.3. Zone presque rectiligne adjacente à l'origine
1.4. De l'origine au milieu de la courbe isotherme
1.5 Toute la courbe isotherme
2. La stabilité de la mousse est:

2.1. Résistance au cisaillement
2.2. Résistance aux forces normales
2.3. Force de la mousse
2.4. La durée de la mousse

2.5. Propriétés mécaniques spéciales de la mousse
3. Pour une flottation efficace avec une dispersion de l'air à travers des matériaux poreux, il est nécessaire:

3.1. Servez autant d'air que possible à travers des matériaux poreux
3.2. Assurer la durée de flottation requise et les conditions excluant les fusions et l'élargissement des bulles d'air

3.3. Fournissez uniquement le temps de flottaison requis.
3.4. Présence obligatoire dans l'eau de surface - substances actives
3.5 Absence obligatoire de tensioactifs dans l'eau
4. La stabilisation biologique des sédiments dans des conditions anaérobies est effectuée:

4.1. Constamment par hydrogène et fermentation acide
4.2. Par fermentation à l'hydrogène
4.3. Séquentiellement par fermentation alcaline et méthane
4.4. Par fermentation du méthane
4.5 Constamment par hydrogène et fermentation alcaline

5. Les bactéries utilisent les nutriments stockés dans les cellules lors de la phase de croissance suivante:

5.1. En phase de latence
5.2. En phase de croissance logarithmique
5.3. Dans la phase de croissance lente
5.4. En phase de croissance stationnaire

Test Environnemental "Ecologie Industrielle"

La terre est entourée d'une enveloppe d'air - l'atmosphère.

À une altitude de 10-15 km. est la couche d'ozone de l'atmosphère, qui protège les organismes vivants du puissant rayonnement ultraviolet du soleil.

Le manque d'oxygène provoque une perturbation de l'activité de tous les organes du corps des animaux et des humains. L'augmentation de la teneur en dioxyde de carbone à 0,07% aggrave les conditions de la respiration et jusqu'à 0,5% - de manière fatale.

Le calme et le brouillard réduisent considérablement la dispersion des émissions dans l'atmosphère. Cela peut causer une pollution locale excessive du bassin d'air et entraîner la formation d'un «bouchon» de fumée de gaz toxique - le smog sur la ville.

Sources de pollution naturelle: éruptions volcaniques, tremblements de terre, météorites en chute, tempêtes de poussière, incendies et autres phénomènes naturels. Ils causent de grands dégâts à la nature, mais jusqu'à présent, les gens ne sont pas en mesure de les prévenir.

Sources de pollution anthropique: entreprises industrielles, centrales thermiques, chaufferies, transports, fours, etc. Elles causent de très graves dommages à la nature et la réduction de cet effet néfaste incombe à l'homme.

L’effet de serre est le réchauffement des couches intérieures de l’atmosphère, du fait de la présence de molécules d’eau, de dioxyde de carbone et d’ozone, ce qui entraîne une augmentation de la température moyenne de la planète, atténuant ainsi les différences entre les températures diurnes et nocturnes.

Les eaux usées sont les eaux usées qui se déversent dans les rivières. Ils sont souvent contaminés par des produits pétroliers, des métaux et divers composés organiques et inorganiques nocifs. Les rivières des zones industrielles sont devenues des collecteurs d’effluents industriels.

Les sols sont la couche superficielle de la Terre, dotés de fertilité, assurant la croissance des plantes et l’existence de biocénoses. Les sols sont des formations naturelles indépendantes avec leurs propres modèles de développement et des flux spéciaux de matière et d'énergie.

Avec la méthode mécanique de traitement des eaux usées, les particules d’impuretés non dissoutes sont éliminées: sable, graisse, huiles, produits pétroliers, résines, etc. À cette fin, des grilles spéciales, des filets et des fosses septiques sont utilisés. Cette méthode permet d’éliminer jusqu’à 60% des impuretés (parfois jusqu’à 95%), le reste s’écoulant dans les rivières.

Méthode chimique Dans les puisards dans l'eau, ajoutez de tels produits chimiques qui réagissent avec les polluants de l'eau et précipitent. Cette méthode permet d’éliminer jusqu’à 95% des polluants non dissous et jusqu’à 25% des polluants dissous.

Méthode biologique. Les micro-organismes sont utilisés pour lesquels les polluants provenant des eaux usées servent de nourriture. Le nettoyage s'effectue dans des biofiltres spéciaux en filtrant l'eau à travers une couche de matière à grain grossier habitée par des micro-organismes. Cette méthode permet d'extraire 90% de la matière organique et seulement 10 à 40% des composés inorganiques. Impossible de se débarrasser des bactéries pathogènes. Par conséquent, après traitement biologique, l'eau est désinfectée avec du chlore liquide ou de l'eau de Javel.

La remise en état est un ensemble de travaux visant à rétablir la productivité et la valeur économique des terres détruites, à faire revivre l'environnement.

Énergie géothermique - la chaleur interne de la Terre est utilisée dans les régions volcaniques du monde. Cette eau est utilisée pour la production d'eau chaude, le chauffage domestique et les serres, afin de générer de l'électricité.

La surveillance de l'environnement est un ensemble d'actions visant à surveiller l'état de l'environnement dans l'environnement en relation avec les activités humaines. La surveillance non seulement évalue, mais prédit également cette condition. Au plus haut niveau, cela inclut l'observation de la biosphère dans son ensemble.

CONTROLE TECHNOLOGIQUE DES PROCESSUS DE PURIFICATION DES EAUX USEES

Le contrôle du fonctionnement des stations de traitement des eaux usées et de l'évacuation des eaux usées a pour but d'empêcher et d'arrêter la pollution des masses d'eau par des eaux usées non traitées et insuffisamment traitées, ainsi que de les réutiliser dans l'industrie et l'agriculture. Cela comprend l'enregistrement et l'enregistrement des stations d'épuration; vérifier l'efficacité du traitement des eaux usées; déterminer l'impact des eaux usées rejetées sur les masses d'eau et les processus technologiques; établir des règlements pour améliorer le travail des usines de traitement des eaux usées.

L'inspection des stations d'épuration implique l'étude des données de conception, du diagramme de flux et de la réglementation des installations d'épuration, ainsi que de leurs passeports; familiarisation avec l'autorisation précédemment délivrée de rejeter les eaux usées traitées; vérification du respect de la réglementation précédemment en vigueur pour l'amélioration des installations de traitement. Dans le même temps, ils surveillent le travail du laboratoire, qui assure le contrôle départemental de l’exploitation des stations d’épuration. En outre, une attention particulière est accordée à la dotation en personnel qualifié, aux équipements avec le matériel nécessaire, au respect des procédures convenues avec les autorités, à la fréquence et au volume des analyses d'eaux usées, ainsi qu'aux points et à la séquence d'échantillonnage, à la maintenance des documents de notification, à l'étude d'analyse en laboratoire des eaux usées. structures et en les comparant avec les données de conception.

Lors de l'inspection, ils vérifient le respect de la réglementation concernant le fonctionnement de chaque installation et l'organisation de la comptabilisation de la quantité d'eau épurée, font attention au degré d'automatisation des processus technologiques, à la fourniture et au dosage de réactifs, au fonctionnement des stations de pompage, aux mécanismes de raclage dans les bassins de décantation, à la régulation du fonctionnement des installations d'aération, à la vidange mécanique des sédiments, la désinfection au chlore et d’autres processus établissent la conformité des structures en fonctionnement avec celles conçues.

Si nécessaire, des échantillons sont prélevés et l'analyse des eaux usées est réalisée pour déterminer l'étendue de leur purification, à la fois dans la station d'épuration et dans des étapes séparées. Le lieu, l'heure et la méthode d'échantillonnage dépendent de l'objet de l'inspection et sont déterminés dans chaque cas en tenant compte du mode de fonctionnement de la station d'épuration et des éventuelles fluctuations dans le temps de la composition et du débit des eaux usées (Fig. 2.1-2.3).

Fig. 2.1. Schéma des installations de traitement des eaux usées biologiques en conditions naturelles avec indication des sites d'échantillonnage (1-6) pour le contrôle en laboratoire: I - réseaux de drainage; II - station de pompage; III - conduit de pression; IV - bien calmant; Piège à sable en V; VI - clarificateur primaire; VII - étangs biologiques, champs de filtration; VIII - terrains de sable; IX - lits de boues; X - canal de drainage; ■ => - sites d'échantillonnage d'eaux usées

Dans l'onglet. 2.1 étant donné les caractéristiques de la composition montrée à la Fig. 2.1-2.3 des exemples et une liste de définitions à utiliser avec leur contenu.

Il convient de noter que l'échantillonnage est obligatoire à l'entrée et à la sortie de la station d'épuration ou à l'étape de nettoyage contrôlée, en prenant en compte le temps nécessaire pour que les eaux usées passent dans les installations. Selon les résultats des analyses de contrôle, ils déterminent l'efficacité des installations de traitement et évaluent le caractère suffisant du traitement des eaux usées.

Ces dernières années, parallèlement aux analyses physico-chimiques de l’eau traitée, des études biologiques ont été effectuées sur des organismes vivants. En tant qu’objet test, un organisme est sélectionné parmi les quatre catégories suivantes:

• invertébrés (le plus souvent des crustacés, mais aussi des vers, des protozoaires, etc.);

• poissons (truites, vairons, guppys, carpes et brachydanio).

Fig. 2.2. Schéma des installations de traitement mécanique des eaux usées en conditions naturelles avec indication des sites d’échantillonnage (1-9) pour le contrôle en laboratoire: I-VI - comme à la fig. 2,1; VII - chloration; VIII - mélangeur à collerette; IX - décanteur secondaire; X - collecteur de déchets;

XI - terrains de sable; XII - lits de boues; c> - sites d'échantillonnage des eaux usées

Ces tests peuvent être statiques ou dynamiques. En statique, par exemple, on étudie le comportement et les réflexes physiologiques de poissons dans un aquarium de laboratoire rempli d’eau d’essai. Le contrôle de l'activité vitale du poisson expérimental est effectué à l'aide d'instruments, également placés dans l'aquarium et fonctionnant hors ligne. Si des substances toxiques sont injectées dans l’eau, l’état physique du poisson se dégrade, ce qui est corrigé par ces dispositifs.

Dans des conditions dynamiques, des tests biologiques permettent de déterminer la pollution accidentelle d'un cours d'eau. Le poisson est couramment utilisé (le plus souvent la truite ou la carpe).

Selon le paragraphe 2 de l'art. 23 de la loi de la Fédération de Russie n ° 7-FZ "relative à la protection de l'environnement", des normes de contrôle des rejets d'eaux usées doivent être établies sur la base des meilleures technologies existantes, en tenant compte des facteurs économiques et sociaux. Actuellement, les NST suivants sont largement utilisés dans la Fédération de Russie: purification biologique complète (NST-1), purification biologique complète avec purification supplémentaire (NST-2), purification biologique avec oxydation complète (NST-3), purification biologique avec nitri-dénitrification ( NST-4) et le nettoyage physique et chimique (NST-5). Les indicateurs obtenus avec ces technologies sont indiqués dans le tableau. 2.2. Le tableau montre que le NST utilisé dans notre pays pour les principaux indicateurs, à l’exception des phosphates, est conforme aux normes établies dans les pays de la CEE. Il convient toutefois de noter que, pour la plupart des régions de la Fédération de Russie, l'élimination du phosphate à une concentration inférieure à 2 mg / dm3 n'est pas pratique, car 70 à 80% de ce nutriment pénètre dans les eaux avec un ruissellement non organisé.

Fig. 2.3. Schéma des installations de traitement des eaux usées biologiques dans des conditions créées artificiellement avec indication des sites d’échantillonnage (1-10) pour le contrôle en laboratoire: I-VI - les mêmes que sur la fig. 2.1 et 2.2; VII - biofiltre; VIII - chloration; IX - mélangeur à collerette; X - décanteur secondaire; XI - collecteur de déchets; XII - terrains de sable; XIII - lits de boues; c> - sites d'échantillonnage des eaux usées

Parmi les technologies existantes, les meilleurs indicateurs pour l'élimination des substances organiques et de l'azote ammoniacal fournissent

Les caractéristiques indiquées à la fig. 2.1-2.3 sites d'échantillonnage et une liste de définitions pertinentes

Biotestage des eaux usées par la méthode Daphnia

Les problèmes d'eau propre et de protection de l'hydrosphère s'aggravent avec le développement des progrès scientifiques et technologiques. Déjà, dans de nombreuses régions du monde, il est très difficile d’assurer la consommation et la consommation d’eau en raison de l’épuisement quantitatif et qualitatif des ressources en eau. Tout d’abord, elle est liée à la pollution des masses d’eau et au retrait de grandes quantités d’eau (régulation, transfert d’une partie du débit du fleuve, etc.), menées dans l’intérêt de l’énergie, de l’irrigation des terres, de la navigation et d’autres fins.

Ce travail a été effectué sur les instructions du Comité régional de Voronej sur l’écologie et la protection des ressources naturelles. Son équipe ne compte aucun hydrobiologiste, mais les résultats des tests hydrobiologiques des eaux usées sont très importants et intéressent le Comité. Les échantillons à tester ont été fournis par le laboratoire du Comité et le Département de zoologie des invertébrés de l'Université d'État de Voronezh a fourni une petite quantité de daphnies à des fins de reproduction et d'utilisation ultérieure.

Pour les tests, nous avons prélevé les eaux de ruissellement dans les bassins de décantation de six sucreries de la région.

Les résultats des expériences ont été transférés au Comité régional de l'écologie et de la conservation des ressources naturelles.

L'état actuel du problème de la pollution de l'eau et du traitement des eaux usées

La pollution de l’eau est principalement associée aux rejets d’eaux usées industrielles, agricoles et domestiques, à l’entrée de polluants dans l’atmosphère et aux activités humaines sur les masses d’eau elles-mêmes. Dans de nombreux plans d'eau, la pollution est si élevée qu'elle a entraîné la dégradation complète de leur écosystème, la perte de leur valeur économique et paysagère.

La pollution des masses d’eau signifie la détérioration de leur valeur économique et des fonctions de la biosphère résultant de l’entrée anthropique de substances nocives dans celles-ci.

Parmi les polluants, l’huile et ses produits, les pesticides, les composés de métaux lourds, les détergents, les antiseptiques sont de la plus haute importance pour les écosystèmes aquatiques. La contamination des masses d’eau par les radionucléides est devenue extrêmement dangereuse. Les eaux usées domestiques, le rafting en bois, les entreprises de traitement du bois et de nombreuses autres pollutions qui ne sont pas liées aux substances toxiques, mais qui aggravent l’environnement des hydrobiontes, jouent un rôle important dans la pollution de l’eau.

Les eaux d'égout sont des eaux utilisées pour des besoins domestiques, industriels et autres et polluées par diverses impuretés qui ont modifié leur composition chimique et leurs propriétés physiques initiales, ainsi que par les eaux qui s'écoulent du territoire des agglomérations et des entreprises industrielles à la suite de précipitations ou de l'arrosage des rues.

En fonction de l'origine, du type et de la composition, les eaux usées sont divisées en trois catégories principales:

1. Ménages (des toilettes, des cuisines, des cantines, des hôpitaux. Ils proviennent d'immeubles résidentiels et publics, ainsi que des salons des entreprises industrielles)

2. Production (eau utilisée dans des processus techniques ne répondant plus aux exigences de qualité)

3. atmosphérique (la pluie et le dégel, ainsi que l'eau atmosphérique sont détournés de l'irrigation des rues, des fontaines et des drains)

Les eaux usées sont un mélange hétérogène complexe contenant des impuretés d'origine organique et minérale qui sont à l'état non dissous, colloïdal et dissous. Le degré de pollution des eaux usées est estimé par la concentration, c’est-à-dire par la masse d’impuretés par unité de volume (mg / l). Les eaux usées des entreprises industrielles sont les plus complexes. La formation d'eaux usées industrielles est influencée par les matières premières traitées, le processus technique de production, les réactifs utilisés, les produits intermédiaires et les produits, la composition de la source d'eau, les conditions locales, etc.

Ces eaux peuvent varier en concentration de polluants, en degré d’agressivité, etc.

Les réservoirs sont principalement pollués par les effluents d’entreprises et d’installations industrielles. En raison des rejets d’eaux usées, les propriétés physiques de l’eau changent (la température augmente, la transparence diminue, les goûts, la couleur et les odeurs apparaissent), des substances flottantes apparaissent à la surface des masses d’eau, des sédiments se forment au fond, la composition chimique de l’eau change substances toxiques, la teneur en oxygène diminue, la réaction active de l'environnement change, etc.), la composition bactérienne qualitative et quantitative change, des agents pathogènes apparaissent les bactéries. Les masses d'eau polluées deviennent impropres à la consommation et à l'approvisionnement en eau technique, perdent leur importance pour la pêche.

Les premières étapes pour améliorer le processus de traitement des eaux usées sont associées à l'utilisation directe de la capacité naturelle d'auto-nettoyage et de filtration du sol. Déjà au 19ème siècle, des parcelles de terrain spéciales ont été allouées autour de grands centres industriels servant au traitement des eaux usées. Ils sont appelés champs de filtration et champs d'irrigation. Mais la durée de la période de nettoyage et les vastes superficies de terrain rendent ces méthodes inefficaces avec une production en développement rapide. Cette méthode de nettoyage soulève également certaines difficultés sanitaires et épidémiologiques.

La prochaine étape dans le développement des méthodes de traitement des eaux usées était l’utilisation de mares biologiques. Le processus de purification de l'eau qui y est basé est basé sur le principe de purification naturelle habituel pour les masses d'eau et n'est que partiellement réglementé par l'homme. Ainsi, les drains des usines de traitement de la viande, des laiteries et des sucreries, des confiseries et autres entreprises sont nettoyés. Souvent, ces étangs sont pourvus d’aération forcée et de circulation d’eau. L'aspect négatif du travail des bioponds est la durée du processus de nettoyage, qui dure jusqu'à 30 jours. Le processus de purification est considéré comme final avec des traces d’azote ammoniacal dans l’eau.

Le progrès technologique et le processus d'industrialisation sans cesse croissant ont déjà conduit au début du 20ème siècle à la nécessité de trouver des méthodes de traitement des eaux usées plus rapides et plus économiques.

Les méthodes de traitement biologique artificiel, basées sur l'activité vigoureuse d'organismes vivants, restent actuellement les principales solutions économiques et efficaces, offrant la décomposition la plus complète des polluants par rapport à toutes les autres méthodes industrielles.

3. Méthodes d'analyse et de test des eaux usées

Parmi les méthodes d'analyse hydrobiologique des eaux de surface, l'analyse saprobiologique occupe l'un des lieux les plus importants. L'analyse saprobiologique, développée au début du 20ème siècle par le botaniste Kolkwitz et le zoologue Marsson, continue d'être utilisée avec succès dans la pratique quotidienne de surveillance hydrobiologique de la qualité des eaux de surface.

Initialement, la saprobité était comprise comme la capacité des organismes à se développer avec plus ou moins de polluants organiques dans l’eau. Ensuite, il a été prouvé expérimentalement que la saprobité d'un organisme est déterminée à la fois par son besoin de nutrition organique et par sa résistance aux produits de dégradation nuisibles et par le manque d'oxygène dans les eaux polluées.

Il a maintenant été établi que, dans la série d’organismes, oligosaprobes-mezaproprobes-polysaprobos augmente non seulement la résistance spécifique aux polluants organiques et leurs conséquences telles que le manque d’oxygène, mais également leur capacité non spécifique à exister dans des conditions environnementales très différentes. Cette disposition élargit considérablement les possibilités d'utilisation de l'analyse saprobiologique, non seulement en cas de pollution de l'eau par les eaux usées domestiques, mais également en cas de pollution industrielle.

Dans le système classique, les organismes représentatifs sont divisés en trois groupes:

1. organismes aquatiques fortement pollués - polysaprobiontes ou polysaprobes;

2. organismes d'eau modérément polluée - mésosaprobie ou mésosaprobe;

3. organismes d'eau légèrement polluée - oligosaprobate ou oligosaprobes.

Les eaux polysaprobiques sont caractérisées par la pauvreté en oxygène et une teneur élevée en dioxyde de carbone et en substances organiques à haut pouvoir moléculaire se décomposant facilement - protéines, glucides. La population des eaux polysaprobiques a une petite diversité d'espèces, mais certaines espèces peuvent atteindre un grand nombre. Les flagellés et les bactéries incolores sont particulièrement courants.

Les eaux mésasaprobiques sont caractérisées par une autoépuration vigoureuse. Les champignons, les bactéries et les algues sont nombreux. Les organismes invertébrés vivent dans ces eaux, ainsi que des espèces de poissons sans oxygène. Les étangs, les fossés et les fossés des villages dans les champs irrigués contiennent généralement des eaux mazosaprobny.

Dans les eaux oligosaprobiques, les processus d’autoépuration sont moins intensifs que dans les mésosaprobies. Ils sont dominés par les processus oxydatifs, la saturation en oxygène est souvent observée, les produits tels que les composés d'ammonium, les nitrites et les nitrates prédominent. Les organismes animaux et végétaux sont diversement représentés dans ces eaux.

Les eaux oligosaprobiques sont des eaux propres et pratiques des grands lacs. Si ces eaux proviennent de la salinité d'eaux polluées, elles se caractérisent par une minéralisation presque complète de la matière organique.

La daphnie est un organisme mésosaprobique. Il peut être utilisé pour déterminer un assez bon degré de traitement des eaux usées. Comme il est très sensible aux changements du milieu aquatique, nous pouvons déterminer le degré insuffisant de purification de l’eau. Par conséquent, nous avons effectué un test biologique des eaux usées en utilisant la méthode Daphnia.

4. Test biologique des eaux usées par la méthode de Daphnia

À ce jour, un grand nombre de concentrations maximales admissibles de diverses substances ont été testées et utilisées dans la pratique. Les normes relatives aux effluents maximaux admissibles sont également introduites avec succès dans la pratique de l'économie nationale.

Avec un flux excessif d'eaux usées contenant de fortes concentrations de substances nocives, les qualités naturelles de l'eau sont perturbées et deviennent inadéquates pour les fonctions biologiques du corps. Cela affecte négativement l'état et le développement de tous les organismes aquatiques et conduit à des états négatifs d'écosystèmes stabilisés, dont la structure est simplifiée dans la plupart des cas.

Certains de ses composants, principalement utiles à l'homme, sont en partie en voie de disparition et un nombre limité de représentants individuels de la flore et de la faune peut se développer de manière intensive et contribuer à la dégradation des qualités naturelles de l'eau.

Ce travail consiste à contrôler la qualité des eaux usées rejetées par les sucreries de la région. Le contrôle est effectué par l’une des méthodes biologiques les plus acceptables sur le crustacé à branches Daphnia magna de l’ordre des écrevisses à pattes feuilles.

Pour mener à bien ce travail, le matériel et l’équipement suivants sont nécessaires:

Microscope MBS, loupes, filet hydrobiologique pour la capture de daphnies, filets pour transférer la daphnie dans un récipient de biotest, un réservoir d'aquarium de 5 l, éprouvettes de dosage d'un volume de 0,5 à 2 l, pipettes de 1.10.10 ml, lunettes de protection 200,100,50 ml, entonnoirs en verre, boîtes de Pétri, papier filtre

5. Caractéristiques des objets à tester

Le genre Daphnia comprend 50 espèces et est répandu. Dans les eaux douces de notre région, 5 espèces de daphnies sont largement répandues.

Les crustacés de l'espèce Daphnia magna ont des tailles plus grandes et leur utilisation dans des expériences toxicologiques est préférable. Ils vivent dans des étangs stagnants et des eaux peu profondes, surtout dans des étangs temporaires de séchage et des flaques d’eau. Sur le territoire de notre pays sont répartis partout, à l'exception de l'Arctique et de l'Extrême-Orient. Ce sont des mésosaprobes typiques, ils tolèrent une salinisation allant jusqu'à 6%.

Le court cycle biologique de développement nous permet de suivre la croissance et le développement de Daphnia à tous les stades de la vie. Au cours de la vie de la daphnie, on distingue une série d’étapes accompagnées de mue: les 3 premières suivent en 20-24-36 heures, la quatrième - la maturation des œufs dans l’ovaire et la cinquième - la ponte dans la chambre à couver à des intervalles de 1 à 1,5 jours. À partir de la sixième étape, chaque mue est accompagnée de ponte. La daphnie se développe plus intensément dans les premiers jours après la naissance, après le ralentissement de la maturité. Les nouveau-nés juvéniles mesurent de 0,7 à 0,9 mm de longueur, à la maturité, les femelles atteignent 2,2 à 2,4 mm et les mâles entre 2,0 et 2,1 mm. La longueur maximale du corps des femelles peut atteindre 6,0 mm.

Dans des conditions favorables et en laboratoire, les daphnies se reproduisent la plupart de l’année sans fécondation - par parthénogénèse, produisent une descendance composée de femelles. Avec le manque de nourriture, la surpopulation, les changements de température et la diminution de la lumière du jour, des mâles apparaissent dans la population de daphnies et les daphnies passent à la reproduction sexuée, licenciant après la fécondation, des «œufs d'hiver» (1-2) formés d'une partie des valves de la coquille des femelles.

La période de maturation des crustacés à la température optimale de 20-220ºC avec une bonne nutrition est de 5 à 8 jours. La durée du développement embryonnaire est généralement de 3 à 4 jours et lorsque la température atteint 25 à 46 heures. Après ce temps, les jeunes vont balayer. Les générations parthénogénétiques se succèdent tous les 3-4 jours. La formation d'œufs dans l'embrayage s'arrête 2-3 jours avant le décès. Dans la nature, les daphnies vivent en moyenne 20 à 25 jours et en laboratoire dans des conditions optimales, 3 à 4 mois ou plus. À des températures supérieures à 250 ° C, la durée de vie de la daphnie peut être réduite à 25 jours.

Les bactéries, les algues unicellulaires, les détritus et les matières organiques dissoutes constituent la source de nutrition des daphnies dans les eaux naturelles. L'intensité de la consommation alimentaire dépend de sa nature, de sa concentration dans l'environnement, de la température et de l'âge des crustacés. Le processus d'alimentation des daphnies est directement lié au mouvement des cuisses thoraciques, qui dirigent l'écoulement de l'eau vers l'intérieur de l'évier. Les particules de nourriture, filtrées sur le "tamis", entrent dans la goulotte longitudinale et sont transmises à la bouche du crustacé.

Les fonctions des cuisses thoraciques sont associées aux processus de la respiration. Dans les branchies (processus ovales des jambes), un échange de gaz se produit. La daphnie résiste aux modifications du régime en oxygène (à partir de 2 mg d'O2 / l), associées à la capacité de synthèse de l'hémoglobine. Dans des conditions de concentration réduite en oxygène dissous, les daphnies acquièrent une couleur rougeâtre et dans des conditions favorables, une couleur jaune rosé.

En laboratoire, nous avons utilisé un aliment à base de levure, préparé comme suit: 1 g de levure fraîche ou 0,3 g de levure séchée à l'air a été versé sur 100 ml d'eau distillée. Après gonflement, la levure est bien mélangée. Défendre 30 minutes. Ajouter le surnageant aux récipients contenant des crustacés à raison de 3 ml pour 1 l d’eau.

La préparation de daphnies pour le biotest a été réalisée selon le schéma suivant: 30 à 40 crustacés avec des chambres à couvain pleines d'oeufs ou d'embryons pendant 3 à 4 jours avant le test sont transplantés dans des récipients de 1 à 2 litres (verres) avec de l'eau d'aquarium, dans lesquels les daphnies sont nourris avant la plantation. Après l'apparition de jeunes poissons (chaque femelle peut balayer de 10 à 40 jeunes daphnies), les adultes sont enlevés avec un tube en verre et un jeune de deux jours est utilisé pour le biotest. La quantité de daphnia requise pour les tests est déterminée par le nombre d'échantillons d'eau de contrôle et leurs dilutions. Donc, pour tester un échantillon avec une répétition, en triple, il faudra 60 daphnias (10 crustacés sont placés dans chaque récipient pour les tests)

6. Essais de toxicité sur les daphnies

Il existe plusieurs méthodes d'essai pour déterminer la toxicité des eaux naturelles et des eaux usées sur Daphnia, développées par différents auteurs. Nous avons utilisé le test du ministère de la Récupération des Terres et de la Gestion de l'Eau de l'URSS en 1986 "Test biologique des eaux usées à l'aide de daphnies"

Lors du biotest, déterminer les effets toxiques aigus et chroniques des substances nocives chez les animaux. Une action aiguë est une action entreprise par les eaux usées sur Daphnia pendant 10 minutes à 96 heures et se manifestant par leur immobilisation ou leur décès. Avant le biotest, des travaux préparatoires ont été effectués, y compris l’obtention du matériel de départ pour la culture en laboratoire et sa culture. Pour le biotest, un échantillon d'eaux usées a été prélevé dans les étangs des colons de six sucreries de la région. À des fins de comparaison avec l'arrière-plan, un échantillon d'eau a été prélevé en dehors de la zone d'influence des eaux usées.

Les échantillons ont été placés dans des récipients en verre remplis sous le couvercle pour empêcher l’entrée d’air. La congélation et la mise en conserve des échantillons sélectionnés ne sont pas autorisées. Le biotest a été effectué immédiatement après l'échantillonnage et la livraison au laboratoire. Le stock d’eau pour biotest a été stocké dans le réfrigérateur. La température de l’eau d’essai + 18-240C.

Un test biologique des rejets d'eaux usées établis est effectué pour identifier et par la suite contrôler les sources de pollution atmosphérique extrêmement élevée. L'effet aigu des échantillons d'essai sur la daphnie est déterminé. Le critère de toxicité aiguë est la survie des crustacés, le taux de survie est le nombre de daphnies survivantes au cours de la période d’essai. Testez les eaux usées sans dilution et contrôle de l'eau.

100 ml d'aquarium et les échantillons d'eau correspondants sont versés dans les récipients pour les tests. Chacun contient 10 individus de jeunes Daphnia. Ils sont introduits dans les vaisseaux à des fins de test avec un filet de gaz de plancton de 3-4 cm de diamètre ou avec une pipette avec une poire en caoutchouc. La répétition est triple. Les navires sont laissés sous une lumière diffuse. Les daphnies pendant toute la période de biotest ne sont pas nourries. Comptez le nombre de daphnies mortes et immobilisées, celles-ci étant comprises dans le nombre de morts. Un crustacé qui est tombé au fond et ne monte pas dans la colonne d'eau 10-30 secondes après avoir secoué le récipient est considéré comme immobilisé. Déterminez le nombre de daphnies survivantes. La comptabilité est effectuée toutes les heures pendant les 8 premières heures d'observation, puis 12 et 24 heures après le début des essais, puis au début et à la fin de la journée de travail.

7. Traitement et évaluation des résultats

Déterminez la valeur arithmétique moyenne du taux de survie des daphnies dans l'eau de test par rapport au contrôle et calculez le pourcentage de déviation par rapport au contrôle. L'eau testée a un effet toxique aigu sur la daphnie si le pourcentage d'écarts par rapport à l'indice de contrôle du taux de survie de la daphnie dans les 96 heures est inférieur à 10. Les résultats du test biologique sont exprimés en points.

En cas d'obtention de 0 point, la situation est considérée comme sûre et ne nécessite pas l'application de mesures de protection de l'eau supplémentaires. Lorsqu'un résultat estimé de 1 est obtenu, la situation est jugée défavorable et des mesures sont prises pour améliorer les performances des installations de protection des eaux existantes. Avec un score estimé à 2, il est nécessaire de procéder à un biotest des échantillons d'eau pertinents pour déterminer l'effet toxique chronique. Les résultats du biotest, exprimés aux points 3, 4 et 5, indiquent une situation pouvant causer des dommages importants à la masse d'eau et nécessitent l'adoption de mesures pour organiser des mesures de protection de l'eau supplémentaires. Les entreprises dans lesquelles les échantillons d’eau d’essai prélevés dans la section de contrôle d’une masse d’eau sont notés 3 ou plus sont incluses dans la liste des sources potentielles d’EHP des masses d’eau et sont soumises à un contrôle toxicologique.

8. Conclusions et suggestions

À la suite des analyses, les résultats suivants ont été obtenus:

Sans dilution: Deux sucreries (Ertilsky et Gribanovsky) rejettent de l'eau hypertoxique (5 points) dans des bassins de décantation. La raffinerie de sucre Sadovsky rejette de l'eau hautement toxique (4 points) et trois raffineries de sucre (Elan Kolenovsky, Lower Kisliai et Pereleshinsky) rejettent de l'eau toxique moyenne (3 points) dans des bassins de décantation.

À la dilution 1:10: la toxicité liée à l'hypertoxique est réduite à une toxicité élevée.

Lorsque dilué 1: 100: l'hypertoxicité diminue, l'eau devient toxique modérée.

Les données expérimentales ont été transférées au Comité régional de l'écologie et de la conservation des ressources naturelles. Toutes les plantes sont incluses dans la liste des sources potentielles d'EVA d'objets importés et sont soumises à un contrôle toxicologique.

Les travaux menés ont montré que la technique de biotest est simple et accessible. Il peut être recommandé pour une utilisation généralisée dans la pratique en tant que spécialiste hydrobiologiste, organisations environnementales et universités, étudiants en universités, écoles techniques et étudiants en écoles techniques.

TRAITEMENT BIOLOGIQUE DES EAUX USÉES

Le traitement biologique des eaux usées repose sur la capacité des micro-organismes à utiliser la pollution dissoute et colloïdale comme source de nourriture et à la minéraliser dans les processus de leur activité vitale. Parmi les méthodes biologiques de protection de l'environnement, les méthodes biologiques de traitement des eaux usées ont été les premières à être développées et sont actuellement les plus largement utilisées. En termes de volume des flux en cours de traitement, le traitement biologique des eaux usées est la technologie la plus grande capacité et est utilisé dans la grande majorité des stations de traitement des eaux usées: industrielles, urbaines, locales et locales.

1.1. Eaux usées comme installations de traitement

1.1.1. But et normes du traitement des eaux usées

Le traitement des eaux usées est effectué de manière à en éliminer les composés organiques et inorganiques en suspension et solubles à des concentrations ne dépassant pas les concentrations réglementées (concentrations maximales admissibles, CMA, voir chapitre 11). Plus la teneur en impuretés des eaux usées traitées est faible, meilleure est leur qualité.

Les normes de qualité et les volumes d'eau rejetée (MPD) sont établis en tenant compte du rapport entre le volume d'eaux usées rejetées et l'eau d'un réservoir naturel récepteur, les processus d'autoépuration dans un réservoir, la catégorie de réservoir et le contenu de la pollution en arrière-plan (fig. 1.1). Dans le cas d'utilisation d'eau de rivière à des fins culturelles et domestiques, les indicateurs de qualité de l'eau sont définis dans la salle de contrôle, dans laquelle la composition et les propriétés de l'eau doivent être conformes à la norme et qui est située à 1 km au-dessus du point d'utilisation ou de consommation d'eau le plus proche du cours d'eau.

En Russie, les exigences relatives à la qualité des eaux usées traitées figurent dans les «Règles pour la protection des eaux de surface (dispositions types)», les «Règles pour la protection des eaux superficielles contre la pollution par les eaux usées», les «Règles pour la protection des zones côtières de la mer», les codes de construction et les règles de conception des installations de traitement des eaux usées. Tous ces documents définissent les conditions de rejet des eaux usées dans des réservoirs et leur mise en œuvre est obligatoire tant pour les installations industrielles que pour les entités économiques.

Fig. 1.1. Régulation des indicateurs de qualité de l'eau

Le contenu réglementé de la pollution dans l'eau purifiée dépend de la catégorie de la masse d'eau naturelle dans laquelle l'eau est rejetée. On distingue les réservoirs d’eau, dont l’eau est utilisée à des fins domestiques et de consommation (ainsi que pour alimenter les entreprises du secteur alimentaire), à ​​des fins culturelles et communautaires, et à des fins de pêche. Les exigences les plus strictes sont imposées sur la qualité de l’eau des installations utilisées à des fins de pêche.

Il y a consommation d'eau et utilisation de l'eau. Lorsque l'eau est consommée, elle est extraite des sites de localisation et transportée (voir Fig. 1.1). Les principaux consommateurs d'eau sont l'industrie, l'agriculture, les mines et l'approvisionnement en eau potable. Les documents russes de protection de l'environnement réglementent le contenu de la pollution dans l'eau potable (voir Tableau 1.1, p. 22).

Lors de l'utilisation d'eau, l'eau est utilisée sans être retirée des sites de localisation. Les principaux utilisateurs d'eau sont l'hydroélectricité, les transports, la pêche et les systèmes de loisirs. Le contenu de la pollution dans l'eau des masses d'eau à des fins culturelles, domestiques et de pêche est normalisé.

Les étangs de pêche sont divisés en 3 catégories:

la catégorie la plus élevée concerne la reproduction d'espèces de poisson particulièrement précieuses et de grande valeur, d'autres animaux aquatiques et de plantes, ainsi que l'emplacement des frayères;

la première catégorie concerne la préservation et la reproduction d'espèces précieuses de poissons très sensibles à la teneur en oxygène;

la deuxième catégorie est destinée à d'autres fins de pêche.

Décharge des eaux usées tout en observant les pêcheries Les PPM ne devraient pas entraîner la mort des poissons et de leur nourriture, leur disparition progressive, la détérioration des qualités marchandes du poisson vivant dans un objet d'eau, le remplacement d'espèces de poisson de valeur par des espèces de faible valeur.

Si les eaux usées ne sont pas déversées dans un réservoir naturel, mais dans un système d'égout municipal, alors, selon la législation en vigueur, dans chaque zone peuplée

Traitement biologique des eaux usées

La clause de la Fédération de Russie peut approuver ses propres règles pour la réception des eaux usées dans le système d'assainissement et, en conséquence, le CPP des polluants rejetés avec les eaux usées dans des stations d'épuration.

1.1.2. Principaux indicateurs de pollution par les eaux usées

Un certain nombre d'indicateurs sont utilisés pour déterminer la nature et le degré de contamination des eaux usées et la qualité du traitement.

Caractéristiques organoleptiques: couleur, apparence, odeur, turbidité, transparence. Certaines substances sont détectées par des organes sensoriels humains à de très faibles concentrations (par exemple, le chlorophénol - à 0,000004 mg / l). Selon la méthode acceptée, le goût et l'odeur de l'eau sont déterminés pour de l'eau froide et chauffée à 60 ° C et sont évalués selon le système suivant:

l'odeur et le goût ne sont pas détectés;

facilement détectable, peut être un motif de plainte;

l'eau est désagréable à utiliser;

l'eau est complètement impropre à la consommation.

Selon les exigences hygiéniques lors de l'utilisation de l'eau

à des fins de consommation, l'intensité de l'odeur ne doit pas dépasser deux points.

Les odeurs sont aromatiques, marécageuses, putrides, boisées, terreuses, de poisson, d’hydrogène sulfuré et indéfinies. L'eau potable ne doit pas sentir. L'odeur est le plus souvent associée à la formation de sulfure d'hydrogène lors de la décomposition de substances organiques contenant du soufre ou à la réduction de sulfates. L'apparition d'odeurs et de goûts d'eau peut être due au développement massif d'algues dans l'étang d'où provient l'eau. En même temps, les produits métaboliques à base d'algues pénètrent dans l'eau, lui donnant une variété d'odeurs et de goûts.

Une définition qualitative de la turbidité est réalisée de manière descriptive: opalescence faible, opalescence, faible, perceptible et fort. La turbidité est déterminée quantitativement par une méthode turbidimétrique en atténuant la lumière traversant l'échantillon. En standard, utiliser une suspension de SiO 2, kaolin, formazine.

La transparence (ou transmission de la lumière) de l'eau est due à sa couleur et à sa turbidité, c'est-à-dire au contenu de diverses substances organiques et minérales dissoutes, colorées et en suspension. En fonction du degré de transparence, l’eau est classiquement divisée en transparente, légèrement pâle, opalescente, légèrement trouble, trouble et très trouble. Une mesure de transparence est la hauteur d'une colonne d'eau, à laquelle vous pouvez observer une plaque blanche plongée dans de l'eau d'une certaine taille (disque de Secchi) ou distinguer sur du papier blanc une police d'une certaine taille et d'un certain type (généralement gras, 3,5 mm de haut). Les résultats sont exprimés en centimètres avec indication de la méthode de mesure.

Indicateurs physiques et chimiques: pH, température, potentiel rédox, minéralisation totale, conductivité électrique, chromaticité.

La minéralisation totale reflète la teneur totale en minéraux de l’eau; généralement exprimée en mg / l ou en mg / dm 3 (jusqu'à 1000 mg / l) et en (ppm ou millième avec une salinité supérieure à 1000 mg / l).

La conductivité électrique reflète approximativement la minéralisation totale de l'eau et augmente généralement avec son augmentation.

La couleur de l'eau est exprimée en degrés de l'échelle platine-cobalt ou bichromatique et caractérise l'intensité de la couleur de l'eau. La haute couleur de l'eau aggrave ses propriétés organoleptiques et a un effet négatif sur le développement des organismes aquatiques.

La teneur en matières en suspension reflète la teneur en eau des impuretés minérales en suspension grossières et en suspension (particules d'argile, de sable, autres substances inorganiques) et des particules organiques (divers microorganismes, boues activées, plancton, restes d'organismes, etc.).

Les pertes lors de la calcination, la teneur en cendres des impuretés solides caractérisent la teneur en parties organiques et minérales des impuretés. Ils sont déterminés en calcinant l'échantillon (échantillon) à une température de 500 à 600 ° C et en éliminant la plupart des composés contenant du C, du H, du N, du S et d'autres impuretés volatiles. Les pertes lors de la calcination sont exprimées en mg / l, la teneur en cendres en% de la masse initiale de l'échantillon solide. Au lieu d'indicateurs de perte au feu et de teneur en cendres, l'indicateur «teneur en impuretés volatiles et non volatiles de l'échantillon» est parfois utilisé.

Résidu dense - résidu formé par évaporation d'eau non filtrée et séché à poids constant à 105 ° C. Le résidu sec est le résidu après évaporation et séchage à 105 ° C d'eau filtrée.

Pour décrire la teneur en composés organiques, on utilise également les indicateurs «matière organique dissoute» (MOM), «matière organique en suspension» (Seconde Guerre mondiale) et «carbone organique total» (COT).

L'indicateur "carbone organique total" est déterminé par l'oxydation de substances organiques en CO 2 lors du chauffage. Pour calculer le COT, la différence de quantité de CO 2 est utilisée avant et après oxydation. La concentration en COT des matières organiques dissoutes dans les eaux naturelles non contaminées est comprise entre 1 et 20 mg / l. En eaux marécageuses, il peut atteindre plusieurs centaines de mg / l.

Dureté (mEq / L). La dureté totale de l'eau est déterminée principalement par la somme des concentrations en ions Ca 2+, Mg 2+, exprimées en meq / l. Il est égal à [Ca 2+] / 20,04 + [Mg 2+] / 12,16. L'eau douce a une dureté de 12 mEq / L. La dureté totale dans l'eau potable ne doit pas dépasser 7 mEq / l. Des exigences spéciales sont imposées sur les eaux industrielles (en raison de la formation de tartre).

Teneur en fer et manganèse. Dans les eaux usées municipales, la teneur en Fe est autorisée jusqu'à 5–8 mg / l, Mn jusqu'à 1 mg / l. On peut utiliser de l'eau comme eau de boisson si la teneur en fer total ne dépasse pas 0,3 mg / l, du manganèse - 0,1 mg / l.

Traitement biologique des eaux usées

La teneur en sulfates, chlorures, silicates. La concentration en chlorures peut servir de référence pour déterminer le temps de séjour de l'eau dans les installations, signal de non-conformité des échantillons d'eau entrants et traités, car lors du passage des eaux usées dans toutes les installations de traitement, les chlorures ne sont presque pas consommés par la biocénose de l'usine de traitement.

La teneur en composés azotés et en phosphore. La teneur en azote d'ammonium et de nitrate dans de l'eau purifiée ne doit pas dépasser la MPC. L’absence d’ions NH 4 +, nocifs pour les poissons, est particulièrement importante. Lors de l'utilisation de procédés de traitement biologique des eaux usées dans des conditions aérobies, il convient de garantir un rapport approximatif entre la consommation biologique totale en oxygène (DBO p., Voir page 19), l'azote et le phosphore: DBO p: N: P = 100: 5: 1. S'il s'agit de déchets ce rapport n'est pas maintenu dans les eaux (N et P étant inférieurs au niveau requis), puis de l'azote et du phosphore sont ajoutés aux eaux usées (généralement sous la forme de sels minéraux: chlorures, sulfates, phosphates).

L'acidité (mEq / l) des eaux usées est déterminée par leur capacité à se lier aux ions hydroxyde. La quantité d'ions hydroxydes entrant dans la réaction de neutralisation reflète l'acidité totale de l'eau et dépend de la teneur en dioxyde de carbone libre, en autres acides organiques faibles, en acides forts et en leurs sels.

L'alcalinité (mEq / L) détermine la quantité de substances qui réagissent avec les acides forts. Selon la nature des anions qui forment l’alcalinité, il existe une alcalinité hydratée (due à la présence d’ions OH–), du bicarbonate (HCO 3 -), du carbonate (CO 3 2–), du silicate (HSiO 3 -), du phosphate (H 2 PO 4 -, HPO 4 2–, PO 4 3–), humate, etc. Les eaux naturelles dont le pH est compris entre 7 et 9 ont généralement une alcalinité totale en carbonates et en bicarbonates de 3 à 4 mEq / L.

L’indicateur total de l’alcalinité carbonate et bicarbonate sert à évaluer la qualité de l’eau de boue du digesteur (voir Section 1.5.2, p. 166) et exprime la teneur en CO 2, bicarbonates et carbonates. Dans ce cas, à un pH de l’eau de 100

Indicateurs bactériologiques du degré de contamination des masses d'eau

* a - un nombre quelconque de 1 à 9

Pour une évaluation complète de l’état écologique des masses d’eau et du niveau de pollution de l’eau, les indices de qualité de l’eau (IKV) utilisés actuellement tiennent compte d’un large éventail d’indicateurs de la pollution et de la qualité de l’eau. Les ICV diffèrent par leur structure, prises en compte par les indicateurs hydrochimiques et hydrobiologiques et par le sens de l’évaluation du niveau de pollution en fonction du but de l’utilisation et de la consommation d’eau. Les indices de qualité de l’eau les plus fréquemment utilisés sont l’indice hydrochimique de la pollution de l’eau et l’indice hydrobiologique de la saprobité.

L'indice de pollution de l'eau est calculé en fonction de 6 à 7 indicateurs, notamment la concentration en oxygène dissous, le pH, la DBO, la concentration en pollution prioritaire.

où С i - concentration en composants (dans certains cas - la valeur du paramètre); N est le nombre d'indicateurs utilisés pour calculer l'indice; MAC i est la valeur définie pour la pollution et le type de masse d’eau correspondants.

En fonction de la magnitude de l'IPV, les zones de masses d'eau sont subdivisées en classes (tableau 1.4).

Classification de la qualité de l'eau en fonction

de l'indice de pollution

Classes de qualité de l'eau

Saprobité (gr. Sapros - décomposition, dégradation) ou toxosaprobique (en ce qui concerne la pollution) reflète la capacité d'un organisme à se développer dans un environnement présentant un contenu particulier en substances organiques, avec différents degrés de pollution. En cas de pollution des masses d’eau, on distingue les zones oligosaprobiques, mésosaprobiques et polysaprobiques. Chaque zone de saprobité est caractérisée par certaines propriétés physicochimiques de l’eau, ainsi que par sa biocénose inhérente et par la nature des processus biochimiques en cours.

Zone polysaprobique (zone de forte pollution, indiquée par l'indice p) - un grand nombre de composés organiques instables et l'absence d'oxygène libre. Les processus biochimiques sont anaérobies. Beaucoup de CO 2, H2S, CH 4. Il existe un développement massif d’organismes hétérotrophes, jusqu’à quelques dizaines de millions / ml.

La zone mésosaprobique (zone de pollution moyenne, zone m) est subdivisée en deux sous-zones: -mezosaprobic et -mezosaprobic.

- Sous-zone mésosaprobique (- m-zone) - l’oxydation aérobie de substances organiques se poursuit avec la formation de NH 3. Carence en O 2. Les micro-organismes résilients au déficit en O 2 sont vivants.

- sous-zone mésosaprobique (- m-zone) - l’absence presque complète de substances organiques facilement oxydables, il existe NH 3, NO 2 -, NO 3 -. O 2 en abondance. Des organismes autotrophes se développent.

Zone oligosaprobique (zone d’eau pure, zone o) - pratiquement pas de matière organique dissoute. Des organismes principalement autotrophes se développent. La quantité d'O 2 est proche de la saturation. Processus de nitrification

Traitement biologique des eaux usées

sont terminés Le nombre total de bactéries varie de dizaines / ml à plusieurs milliers / ml. Grande diversité de microorganismes.

Les habitants de la zone polysaprobique sont utilisés comme bioanalyses pour bioindiquer l’état sanitaire de l’eau (par exemple, titre et indice de coli en microbiologie sanitaire en tant qu’indicateur du contenu de la microflore intestinale dans l’eau). Les organismes oligosaprobiques, qui sont plus sensibles au contenu des polluants dans l’eau, peuvent être principalement utilisés pour biotester la toxicité des polluants.

En pratique, l'indice de saprobité est calculé à partir des résultats d'analyse d'échantillons d'eau du nombre et de la fréquence d'occurrence de plusieurs des espèces indicatrices les plus caractéristiques d'organismes qui réagissent plus que d'autres à une modification des régimes de nettoyage. Analyser les échantillons d’eau dans le champ de vision du microscope et prendre en compte les caractéristiques individuelles de la saprobité des espèces représentées dans diverses communautés aquatiques (phytoplancton, périphyton):

où S i est la valeur de la saprobité d'un hydrobionte, indiquée dans des tableaux spéciaux et reflétant sa tendance à habiter les eaux avec un certain niveau de pollution; h i - la présence relative d'organismes indicateurs (dans le champ de vision du microscope); N est le nombre d'organismes indicateurs sélectionnés.

Dans l'onglet. 1.5 montre la classification des masses d’eau par la valeur de l’indice de saprobité S, également normalisé.

Classification de la qualité de l'eau en fonction

à partir d'indices de saprobité

Très fortement pollué

Les méthodes de test utilisant des enzymes, des micro-organismes, des algues unicellulaires, des protozoaires, des crustacés microscopiques, du poisson et d'autres organismes de test sont largement utilisées dans les pays de l'UE, aux États-Unis et au Canada pour évaluer le niveau de contamination lors du contrôle de la qualité de l'eau. Dans certains cas, ils permettent d’évaluer avec plus de précision et de manière adéquate l’impact négatif des polluants sur le biote, l’écosystème dans son ensemble, afin de réaliser une analyse comparative du fonctionnement des stations d’épuration, quels que soient leur lieu, leur heure et leur équipement technique.

caractéristiques de ces structures. Les méthodes de biotest sont discutées en détail dans sect. 10.2

Comparées aux pays de l'UE et de l'Amérique du Nord, les normes russes en matière de traitement de l'eau, à l'exception des indicateurs sanitaires et épidémiologiques, sont nettement plus strictes et ne sont pas entièrement justifiées d'un point de vue économique. Ils sont généralement nommés sur la base des exigences de rejet d'eau dans les eaux de pêche. Par conséquent, l'utilisateur d'eau est souvent obligé de rejeter des eaux usées plus propres que l'eau extraite. Ces exigences réglementaires sont en partie dues au climat plus froid et au faible taux de processus d’autoépuration dans les masses d’eau naturelles. Les exigences étrangères tiennent compte de la teneur en pollution des eaux usées rejetées en termes de DCO, DBO 5, phosphore total, 3 à 5 fois supérieure à celle de la Russie. Ils sont plus flexibles, dépendent «des circonstances», des volumes d’eaux usées rejetées, de la nature des eaux naturelles et des réservoirs, tiennent compte à la fois de la qualité de l’environnement et des capacités techniques des meilleures technologies.

La réglementation russe réglemente la teneur en eau de plus de 500 substances différentes. Le respect de ces normes environnementales pour les indicateurs de pollution les plus importants et les plus courants (voir le tableau 1.1) est difficile à atteindre avec des installations de traitement biologique traditionnelles - une purification plus profonde de l’eau est nécessaire (réactif ou par un autre moyen). Dans les pays de l'UE, en Amérique du Nord, le traitement final des eaux usées avancées est rarement utilisé.

Les exigences relatives à la qualité de l'eau de process sont moins strictes et dépendent de l'objectif de son utilisation. Par exemple, dans les systèmes d’alimentation en eau en circulation, la teneur en contamination par la DBO est comprise entre 25 et 40 mg O 2 / l, les produits pétroliers jusqu’à 25 mg / l, les agents de surface 15 mg / l, les cyanures 10 mg / l, le cuivre 1-2 mg / l l, soit des dizaines et des centaines de fois plus que les normes établies pour les réservoirs de pêche. Pour l'eau utilisée pour alimenter les chaudières, il est important d'avoir une faible teneur en sels minéraux, en solides en suspension et une dureté totale. Pour les entreprises de la microélectronique, les besoins en eau des secteurs alimentaire, médical, pharmaceutique, biotechnologique et alcoolique sont supérieurs à ceux de consommation. Dans ces entreprises, l’eau subit un traitement supplémentaire par filtration sur sable de quartz, charbon actif, membranes et adoucie au moyen d’échangeurs d’ions.

Un projet de loi fédérale a été élaboré - un règlement technique spécial sur l'élimination des eaux usées municipales (non encore approuvé en juillet 2011), plus libéral que les «règles» et les normes en vigueur en matière de substances résiduelles (DBO, DCO)., azote, phosphore) dans les eaux usées traitées rejetées dans les eaux de surface. Il prend en compte les volumes d'eau rejetée, les meilleures technologies de traitement des eaux usées existantes, définit les zones de protection sanitaire, les exigences de sécurité pour les systèmes d'évacuation des eaux usées et les installations de traitement des eaux usées, en assurant un contrôle (surveillance) du respect des exigences et des propriétés des propriétés des boues d'épuration. leur utilisation comme engrais.

Traitement biologique des eaux usées

1.1.3. Caractéristiques des eaux usées d'origine différente

Les eaux usées sont divisées en trois catégories: atmosphérique (pluie, fonte), domestique (urbain, domestique et fécal, domestique) et industriel (industriel).

Les eaux usées atmosphériques sont principalement polluées par des suspensions minérales et organiques et par des substances lavées à la surface du sol et des routes. Dans les zones urbaines, ces eaux peuvent contenir des quantités relativement importantes (plusieurs dizaines de mg / l) de produits pétroliers. Dans les zones rurales, les composants minéraux et organiques des engrais appliqués dans les champs, les fractions solubles de déchets d’élevage et de volailles. Une eau contenant divers composants lessivés à partir de déchets stockés est générée à proximité des décharges. Les eaux de fonte formées au printemps contiennent une grande quantité de pollution accumulée pendant la période hivernale par la couverture de neige. En milieu urbain, les eaux atmosphériques peuvent être collectées à l'aide d'un système de drainage des eaux pluviales et nettoyées mécaniquement, en sédimentant les sédiments dans des fosses de sable ou des fosses septiques. Ils sont ensuite envoyés dans les égouts des stations d’épuration de la ville ou dans des réservoirs.

Les eaux usées domestiques contiennent généralement entre 50 et 60% de substances organiques et entre 40 et 50% de substances minérales.

Pour chaque personne et par jour (l’équivalent d’un résident), le volume moyen de pollution (en grammes) entre en moyenne dans les égouts urbains: