Vir: Povzeto in prirejeno po Roš, 2015
22 Fosfor
Fosfor je osnovni element v življenjskih procesih. Je hranilo za mikroorganizme. Brez fosforja ne stečejo vsi procesi za čiščenje odpadne vodena. Koncentracijo fosforja je potrebno v procesu čiščenja odpadnje vode stalno nadzirati, saj njegova povečana koncentracija vodi do rasti alg ter t.i. evtrofikacije – nekontrolirane rasti zlasti alg. Zaradi odmiranja zelene biomase se pri njenem usedanju na dno začne njihova razgradnja, pri kateri se porablja kisik. Nastali anoksični pogoji pospešujejo nastajanje H2S ter ostalih plinov. Intenzivna rast alg omejuje reoksigenacijo ter gibanje vodne mase, kar povzroči nevzdržne življenjske pogoje večini vodnih živali. Povprečna koncentracija fosforja v komunalni odpadni vodi je 4 – 16 mg/L. (Roš, 2015) Fosfor se pojavlja v naravi v različnih oblikah. Najdemo ga kot organsko vezani fosfor, polifosfat ali ortofosfat (H3PO4, PO43-, HPO42-). Fosfati lahko pridejo v odpadne vode iz različnih virov: z detergenti v obliki kondenziranih fosfatov, kot ortofosfati kot umetna gnojila ter organsko vezani fosfati, ki nastajajo pri bioloških procesih.
Fosfor v različnih spojinah lahko določamo z uporabo naslednjih metod:
• SIST EN ISO 15681-1:2005 Določanje ortofosfata in celotnega fosforja s pretočno analizo (FIA in CFA) – 1.del: Metoda s pretočno injekcijsko analizo, FIA,
• SIST EN ISO 15681-2:2005 Določanje ortofosfata in celotnega fosforja s pretočno analizo (FIA in CFA) – 2.del: Metoda s kontinuirano pretočno analizo, CFA,
• SIST EN ISO 10304:2009/AC:2012 Določevanje raztopljenih anionov z ionsko kromatografijo - 1.del: Določevanje bromide, klorida, fluoride, nitrata, nitrira, fosfata in sulfata. (Roš, 2015)
Žveplo
Žveplo je prisotno v procesu sinteze in razgradnje proteinov. V večini sistemov za odvajanje in čiščenje odpadnih vod se pojavlja sulfatni ion SO42-. Sulfat se pri anaerobnih pogojih biološko reducira v sulfid. V kislih pogojih se tvori vodikov sulfid H2S. Na površini odvodnih cevi se nabira plinasti vodikov sulfid H2S, ki difundira v odpadno vodo. Akumulirani vodikov sulfid H2S lahko pri tem oksidira v žveplovo (VI) kislino, ki je za kanalizacijske sisteme korozivna. V reaktorjih za anaerobno blata se sulfati reducirajo v sulfide. Koncentracija suflidov, ki je nad 200 mg/L, lahko pripelje do zaviranja ostalih bioloških procesov. Bioplin (CH4 + CO2) se tudi meša z vodikovim sulfidom (H2S) ter deluje na plinske napeljave korozivno. Žveplove spojine določamo s standardom SIST EN ISO 10304:2009/AC:2012 Določevanje raztopljenih anionov z ionsko kromatografijo - 1.del: Določanje bromida, klorida, fluoridov, nitrata, nitrira, fosfata in sulfata. (Roš, 2015)
Plini
Plini, kot so dušik (N2), kisik (O2), ogljikov dioksid(CO2), metan (CH4), amonijak (NH3)ter vodikov sulfid (H2S), se nahajajo v odpadnih vodah, ki še niso bile obdelane. Dušik (N2), kisik (O2) in ogljikov dioksid (CO2) izvirajo iz atmosfere ter jih najdemo v vseh vodah, ki so izpostavljene zraku, medtem ko je izvor metana (CH4), amonijaka (NH3) ter vodikovega sulfida (H2S) razgradnja organskih snovi, zato je potrebno večjo pozornost nameniti varnostnim ukrepom za zdravje.
23 Predhodno omenjene pline lahko določamo z naslednjimi metodami:
• SIST EN ISO 6974:2005 Določanje sestave z določeno negotovostjo s plinsko kromatografijo – 6. del Določanje vodika, helija, kisika, dušika, ogljikovega dioksida in C1 do C8 ogljikovodikov z uporabo treh kapilarnih kolon;
• Metan: SIST EN ISO 25139:2011 Emisije nepremičnih virov – Ročna metoda za določanje koncentracije metana s plinsko kromatografijo (Roš, 2015).
Kovine
Večina vod vsebuje težke kovine, kot so živo srebro (Hg), cink (Zn), nikelj (Ni), svinec (Pb), železo (Fe), krom (Cr), kadmij (Cd), baker (Cu) in mangan (Mn). Večina omenjenih kovin je v nizkih koncentracijah potrebna za rast živih bitij, medtem ko je na drugi strani prisotnost teh kovin v višjih koncentracijah odgovorna tudi za onesnaževanje okolja. Povišane koncentracije omenjenih kovin so lahko toksične, zato je potrebno nadzorovano spremljati njihovo koncentracijo v procesih obdelave odpadne vode.
Metode, ki jih lahko uporabljamo za določanje kovin:
• SIST EN ISO 17294-1:2007 Uporaba induktivno sklopljene plazme z masno selektivnim detektorjem (ICP-MS) – 1.del. Splošne smernice;
• SIST EN ISO 17294-2:2007 Uporaba induktivno sklopljene plazme z masno selektivnim detektorjem (ICP-MS) – 2.del. Določevanje 62 elementov. (Roš, 2015).
Meritve vsebnosti organskih spojin
Organske spojine večinoma vsebujejo kisik, vodik, dušik, fosfor, žveplo in ogljik. V odpadni vodi so organske spojine sestavljene iz olja in maščob (8-12 %), ogljikovih hidratov (25-50 %) ter proteinov (40-60 %). (Roš, 2015) Sečnino, katera se hitro razgradi, najdemo samo v sveži odpadni vodi.
V okviru analiz organskih spojin v odpadni vodi so najbolj pogosto uporabljanje naslednje tri analize:
• biokemijska potreba po kisiku (BPK) in
• kemijska potreba po kisiku (KPK),
• celokupni organski ogljik (TOC).
Biokemijska potreba po kisiku
Biokemijska potreba po kisiku je množina kisika, ki je potrebna za oksidacijo razgradljivih organskih snovi s pomočjo mikroorganizmov. (Roš, 2015) Biokemijski potrebi po kisiku v 5 dneh (BPK5) določimo množino kiska, ki je potrebna za biološko razgradnjo vzorca v 5 dneh.
Biokemijska potreba po kisiku (BPK) je merilo za onesnaženost odpadnih voda z razgradljivimi organskimi snovmi ter z njim določamo onesnaženost v obliki kisika, katerega mikroorganizmi pri razgradnji porabijo. Standardna metoda za BPK5 je, da vzorec inkubiramo pri 20°C v Winklerjevih stekleničkah ter na začetku in koncu inkubacije določimo raztopljeni kisik. Kisik določamo kemijsko ali elektrokemijsko s kisikovo elektrodo. Razlika vsebnosti kisika na začetku in koncu inkubacije nam pove BPK. Standardni čas inkubacije je 5 dni. Vzorce bolj onesnaženih površinskih vod ter odpadnih vod pripravimo tako, da vzorce redčimo, medtem ko pri malo onesnaženih površinskih vodah vzorcev ni potrebno redčiti. (Roš, 2015)
24
Metode, ki se uporabljajo za določanje, so:
• SIST EN 1899-1:2000 Določanje biokemijske potrebe po kisiku po n dneh (BPKn) – 1.del Metoda razredčevanja in cepljenja z dodatkom aliltiosečnine,
• SIST EN 1899-2:2000 Določanje biokemijske potrebe po kisiku po n dneh (BPKn) – 2.del Metoda za nerazredčene vzorce,
• SIST EN ISO 10707:1998 Vrednotenje t.i. končne biokemijske potrebe po kisiku – preskus v zaprtih steklenicah, in
• SIST ISO 10708:1997 Vrednotenje popolne aerobne biološke razgradljivosti organskih snovi v vodnem okolju – Določevanje biokemijske potrebe po kisiku z dvofaznim preskusom v zaprtih stekelnicah. (Roš, 2015).
Analizo biokemijske potrebe po kisiku lahko izvajamo več tednov pri temperaturi 20°C za specifično odpadno vodo. Takšna analiza da krivuljo, ki jo imenujemo krivulja biorazgradljivosti (Slika 8).
Slika 6: Krivulja biorazgradljivosti