Supporting the Coagulation Process with Shale – Preliminary Studies

Jabłońska, B.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Supporting the Coagulation Process with Shale – Preliminary Studies

Autorzy

Jabłońska B.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

Warianty tytułu

Wspomaganie koagulacji łupkiem ilastym – badania wstępne

Języki publikacji

Abstrakty

In the paper, clayey gangue (shale) accompanying coal beds was considered to support the coagulation process. The raw shale from a mine located in the southern part of Poland as well as the shale calcined at temperatures of 600°C and 800°C were tested. The coagulant was aluminum sulfate. The effects of turbidity reduction in water samples taken from the river Warta were analyzed. Aiding the process of coagulation with the raw shale increased the efficiency of reducing turbidity in water in comparison with the use of coagulant alone. The turbidity reduction was highest when using the shale calcined at 600°C. Applying the shale calcined at 800°C brought slightly worse results, and in some cases the turbidity reduction was lower than for the raw shale. The results indicate that the shale could be an effective adjuvant in the coagulation process. In addition, previous research (Jabłońska, B., Siedlecka, E., Removing heavy metals from wastewaters with use of shales accompanying the coal beds, Journal of Environmental Management, 155 (2015), 58-66) has shown that shale has relatively good adsorptive properties, which may further contribute to the quality of the treated water.

W pracy rozważono możliwości zastosowania płonnych skał ilastych (łupków ilastych) z kopalni węgla kamiennego do wspomagania procesu koagulacji. Badano surowe i kalcynowane w temperaturze 600°C i 800°C łupki ilaste towarzyszące pokładom węgla kamiennego z kopalni położonej w południowej części Polski. Jako koagulantu użyto siarczanu glinu. Analizowano efekty obniżenia mętności w próbkach wody pobranej z rzeki Warty. Wspomaganie procesu koagulacji łupkiem surowym przyniosło większą efektywność zmniejszenia mętności w wodzie niż w przypadku zastosowania samego tylko koagulantu. Efektywność obniżania mętności była najwyższa w przypadku zastosowania łupka kalcynowanego w temperaturze 600°C. Użycie łupka kalcynowanego w temperaturze 800°C przynosiło nieco gorsze rezultaty, w niektórych przypadkach efektywność obniżania mętności była niższa niż z użyciem łupka surowego. Wyniki badań wskazują, że proces koagulacji może być efektywnie wspomagany łupkami ilastymi. Wcześniejsze badania (Jabłońska, B., Siedlecka, E., Removing heavy metals from wastewaters with use of shales accompanying the coal beds, Journal of Environmental Management, 155 (2015), 58-66) wykazały, że łupki ilaste mają stosunkowo dobre właściwości sorpcyjne, co może dodatkowo pozytywnie wpływać na jakość oczyszczanej wody.

Słowa kluczowe

water treatment coagulation turbidity shale

oczyszczanie wody koagulacja mętność łupki ilaste

Wydawca

Politechnika Koszalińska

Czasopismo

Rocznik Ochrona Środowiska

Rocznik

2018

Tom

Tom 20, cz. 1

Strony

780--792

Opis fizyczny

Bibliogr. 34 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Jabłońska B.

Czestochowa University of Technology

Bibliografia

1. Abdelaal, A.M. (2004). Using a natural coagulant for treating wastewater. Proceedings of Eighth International Water Technology Conference IWTC8 2004, Alexandria, Egypt, 781-792.
2. Aygun, A., Yilmaz, T. (2010). Improvement of coagulation-flocculation process for treatment of detergent wastewaters using coagulant aids. International Journal of Chemical and Environmental Engineering, 1(2), 98-101.
3. Bhalkaran, S., Wilson, L.D. (2016). Investigation of self-assembly processes for chitosan-based coagulant-flocculant systems: a mini-review. International Journal of Molecular Sciences, 17, 1-21.
4. Bina, B., Mehdinejad, M. H., Nikaeen, M., Movahedian Attar, H. (2009). Effectiveness of chitosan as natural coagulant aid in treating turbid waters. Iran. J. Environ. Health. Sci. Eng., 6(4), 247-252.
5. Birchall, J.D., Exley, C., Chappell, J.S., Phillips, M.J. (1989). Acute toxicity of aluminium to fish eliminated in silicon-rich acid waters. Nature, 338, 146-148.
6. Burkowicz A. (2015). Bentonity i surowce pokrewne, In: Smakowski, T., Galos, K., Lewicka, E. (Eds.). Bilans gospodarki surowcami mineralnymi Polski i świata 2013. Warszawa: Wyd. Instytutu GSMiE PAN, 95-108.
7. Duan, J., Gregory, J. (1996). Influence of soluble silica on coagulation by aluminium sulphate. Colloids and Surfaces, 107, 309-319.
8. Furlan, F.R., de Melo da Silva, L.G., Morgado, A.F., Ulson de Souza, A.A., Arruda Guelli Ulson de Souza, S.M. (2009). Application of coagulation systems coupled with adsorption on powdered activated carbon to textile wastewater treatment. Chemical Product and Process Modeling, 4, 1-8.
9. Girczys, J., Caban-Pabian (Jabłońska), B. (1999). Oczyszczanie wód kopalnianych z zawiesin. Wiadomości Górnicze,12, 494-499.
10. Góra, W., Góra, P., Jaszczyszyn, K. (2016). Perspektywy zastosowania naturalnych bentonitów w technologii ścieków przemysłowych. Rocznik Ochrona Środowiska, 18, 940-951.
11. Heller-Kallai, L. (2006). Thermally modified clay minerals. In: Bergaya, F., Theng, B.K.G., Lagaly, G. (Eds.). Handbook of Clay Science. Developments in Clay Science, Vol. 1. Amsterdam: Elsevier. Chapter 7.2, 289-309.
12. Jabłonska, B., Kityk, A.V., Busch, M., Huber, P. (2017). The structural and surface properties of natural and modified coal gangue. Journal of Environmental Management, 190, 80-90.
13. Jabłońska, B. (2012). Sorption of phenol on rock components occurring in mine drainage water sediments. International Journal of Mineral Processing, 104-105, 71-79.
14. Jabłońska, B., Siedlecka, E. (2015). Removing heavy metals from wastewaters with use of shales accompanying the coal beds. Journal of Environmental Management, 155, 58-66.
15. Jiang, J.Q. (2015). The role of coagulation in water treatment. Current Opinion in Chemical Engineering, 8, 36-44.
16. Kemipol Ltd. Catalogue of coagulants.
17. Kozioł, W., Baic, I., Machniak, Ł. (2016). Produkcja i zastosowanie kruszyw z wtórnych surowców odpadowych. Rocznik Ochrona Środowiska, 18(1), 831-852.
18. Kozminykh, P., Heistad, A., Ratnaweera, H.C., Todt, D. (2016). Impact of organic polyelectrolytes on coagulation of source-separated black water. Environmental Technology, 37(14), 1-29.
19. Lagaly, G., Ziesmer, S. (2003). Colloid chemistry of clay minerals: the coagulation of montmorillonite dispersions. Advances in Colloid and Interface Science, 100-102, 105-128.
20. Li, H., Liu, S., Zhao, J., Feng, N. (2016). Removal of reactive dyes from wastewater assisted with kaolin clay by magnesium hydroxide coagulation process. Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects, 494, 222-227.
21. Nawrocki, J., Biłozor, S. (2000). Uzdatnianie wody. Procesy chemiczne i biologiczne. Poznań: PWN.
22. Ochrona Środowiska 2016. Informacje i opracowania statystyczne. Warszawa. Główny Urząd Statystyczny.
23. PN-EN 12457-4:2006. Charakteryzowanie odpadów. Wymywanie. Badanie zgodności w odniesieniu do wymywania ziarnistych materiałów odpadowych i osadów.
24. Regulation of the Ministry of Environment of 18 November 2014. W sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi, oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego. Dz.U. 2014poz. 1800.
25. Regulation of the Ministry of Environment of 9 December 2014 w sprawie katalogu odpadów. Dz.U. 2014 pos. 1923.
26. Regulation of the Ministry of Environment of 9 September 2002 w sprawie standardów jakości gleby oraz standardów jakości ziemi. Dz.U. 2002 nr 165 pos. 1359.
27. Sikora, W.S., Budek, L. (1996). Skład mineralny i właściwości sorpcyjne kilku pospolitych skał ilastych Polski. Przegląd Geologiczny, 44, 574-578.
28. Sinha, R., Mathur, S. (2015). Use of activated silica sol as a coagulant aid to remove aluminium from water defluoridated by electrocoagulation. Desalination and Water Treatment, 57(36), 1-10.
29. Skarżyńska, K. (1997). Odpady powęglowe i ich zastosowanie w inżynierii lądowej i wodnej. Kraków: Wyd. Akademii Rolniczej.
30. Stępniak, L. (2006). Zastosowanie pola ultradźwiękowego do wspomagania procesu koagulacji w uzdatnianiu wody. Częstochowa: Wyd. Politechniki Częstochowskiej.
31. Thakur, S.S., Choubey, S., (2014). Use of Tannin based natural coagulants for water treatment: An alternative to inorganic chemicals. International Journal of Chem Tech Research, 6(7), 3628-3634.
32. Wang, J., Qin, Q., Hu, S., Wu, K. (2016). A concrete material with waste coal gangue and fly ash used for farmland drainage in high groundwater level areas. J. Clean. Prod., 112, 631-638.
33. Yu, Z.B., Peng, H.T., Zhu, Y.D., Li J., Zhao, W., You, M.H., Zhang, X.P. 2016. Technical feasibility study of unfired brick with coal gangue at the Wulanmulun site, Inner Mongolia, China. In: Chen (Ed.) Material Science and Environmental Engineering, Taylor & Francis Group, London.
34. Zhang, Z., Jing, R., He, S., Qian, J., Zhang, K., Ma, G., Chang, X., Zhang, M., Li, Y. (2018). Coagulation of Low Temperature and Low Turbidity Water: Adjusting Basicity of Polyaluminum Chloride (PAC) and Using Chitosan as Coagulant Aid. Separation and Purification Technology (accepted manuscript), doi.org/10.1016/j.seppur.2018.05.051.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-11372c61-3656-4c22-ba17-4db0a280654b