Биохимическое потребление кислорода

БПК называют количество кислорода в мг/л, требуемое для окисления находящихся в 1л воды органических веществ в аэробных условиях в результате происходящих в воде биологических процессов. БПК не включает расхода кислорода на нитрификацию, т.е., другими словами, этот показатель можно считать составной частью ХПК.

По времени определения различают БПК₅, БПК₂₀ и БПК_полн.

Биохимическое окисление различных органических веществ происходит с разной скоростью. По данным профессора В.Т. Каплина, к легко окисляемым - ”биологически мягким” веществам относят формальдегид, глюкозу, мальтозу, низшие алифатические спирты, фенол, фурфурол и др. Константы скорости их окисления составляют 1,4-0,30 суток^-1. Среднее место (k=0,30-0,05 суток^–1) занимают крезолы, нафтолы, ксиленолы, резорцин, пирокатехин, пирогаллол, гваякол, анионактивные ПАВ и др. К медленно разрушающимся - ”биологически жестким” веществам (k=0,029-0,002 суток^–1) следует отнести тимол, гидрохинон, сульфанол НП-1, неионогенные ПАВ и др. Скорость окисления также зависит от того, насколько данная микрофлора адаптировалась к тем веществам, которые находятся в воде. Процесс биохимического окисления может быть относительно коротким (2-3 суток), но может и затянуться на 10-15 суток. Поэтому определение БПК сточных вод производят до тех пор, пока содержание органических веществ в пробе не будет постоянным. Это так называемое БПК_полн. Часто ограничиваются определением БПК за определённое время прохождения процесса (инкубации). Это БПК₅ или БПК₂₀, что допустимо для стоков, не содержащих ”биологически жестких” веществ.

Как говорилось выше, величина БПК не учитывает расход кислорода на нитрификацию, т.е. на превращение аммонийных ионов в нитрит ионы, а затем в нитрат ионы. Этот процесс совершается под действием нитрифицирующих микроорганизмов и начинается, когда большая часть органических веществ уже окислена, а остались только наиболее «биологически жесткие» (рис. 1.2).

БПК

мгО₂/л

нитрификация

БПК_полн

БПК₅

Начало нитрификации

0 3 6 9 сутки

Рис. 1.2. Зависимость БПК от времени

В течение ряда лет за БПК_полн условно принимали расход кислорода на биохимическое окисление органических веществ до начала нитрификации, определяемого по появлению в растворе нитрит-ионов.

Эта величина была ниже истинной. Ошибка в данном случае была тем больше, чем сильнее сточная вода была загрязнена промышленными отходами. Кроме того, анализ сточных вод, прошедших биологическую очистку и поэтому содержащих изначально нитриты, был вообще невозможен. Указанное затруднение удалось устранить, когда были найдены вещества, которые в очень малых концентрациях полностью подавляют жизнедеятельность нитрифицирующих микроорганизмов и при этом совсем не влияют на микроорганизмы, осуществляющие основной процесс биохимического окисления. Это этилентиокарбамид, амилтиокарбамид и 2-хлор-6-(трихлорметил)-пиридин (ТСМП). При их введении в раствор нитрификация не наступает, и процесс идёт до тех пор, пока в растворе не останутся лишь те вещества, которые совсем не поддаются биохимическому окислению.