Wykorzystanie PIX 112 do usuwania jonów arsenu z wody podziemnej w procesie koagulacji powierzchniowej w złożu filtru piaskowo-piroluzytowego

• Autorzy: Bray R. T. , Fitobór K.

Warianty tytułu

EN

Application of PIX 112 to arsenic removal from groundwater by surface coagulation in the quartz sand-pyrolusite filter media

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki badań technologicznych nad usuwaniem jonów arsenu z wody podziemnej z zastosowaniem procesu współstrącania związkami żelaza w układzie filtracji pospiesznej. Woda podziemna wykorzystana w badaniach zawierała około 40 mgAs/m3, 0,3 gFe/m3 oraz 0,09 gMn/m3. Technologia oczyszczania wody polegała na dawkowaniu koagulantu żelazowego do ujmowanej wody, jej napowietrzaniu (mieszaniu) oraz filtracji przez złoże z piasku kwarcowego i piroluzytu. Jako koagulant zastosowano PIX 112, będący wodnym roztworem siarczanu żelaza(III). Badania przeprowadzone w skali pilotowej wykazały, że koagulacja powierzchniowa jonami żelaza(III) pozwoliła na skuteczne usunięcie jonów arsenu do ilości dopuszczalnej w wodzie przeznaczonej do spożycia (<10 mgAs/m3) już przy niewielkich dawkach koagulantu wynoszących około 2,0 gFe/m3. Łącznie z arsenem usuwane były z wody również związki żelaza, zarówno naturalnie występujące w oczyszczanej wodzie, jak i dawkowane do niej w postaci koagulantu. Zastosowanie w złożu filtracyjnym warstwy piroluzytu pozwoliło ponadto na skuteczne usuniecie z wody także związków manganu. Eksploatacyjne układu technicznego w pełni potwierdziła wyniki uzyskane w badaniach pilotowych. W szczególności uzyskano jeszcze większą skuteczność usuwania jonów arsenu (do <6,0 mgAs/m3), przy mniejszych dawkach koagulantu niż w badaniach pilotowych.

EN

Results of technological studies on arsenic removal from natural groundwater using iron co-precipitation in a rapid filtration system were presented. The groundwater used in the research contained approximately 40 mgAs/m3, 0.3 gFe/m3 and 0.09 gMn/m3. Purification system relied on the iron coagulant dosing, water aeration/mixing and filtration through the quartz sand and pyrolusite bed. Solution of iron(III) sulfate, i.e. PIX 112 was applied as a coagulation agent. Pilot scale research demonstrated that surface coagulation with iron(III) ions enabled effective arsenic removal to the level complying with the quality standards for water intended for human consumption (<10 mgAs/m3) even with relatively small coagulant doses of approximately 2.0 gFe/m3. Alongside arsenic, iron compounds were removed, both those naturally occurring in the treated water and those dosed as a coagulant. Moreover, the pyrolusite layer in the filter bed enabled effective manganese removal from water. Full technical scale experiments clearly confirmed the results obtained during the pilot phase. In particular, even higher effectiveness of arsenic removal of up to less than 6.0 mgAs/m3 was obtained with lower coagulant doses than those applied in the pilot studies.

Słowa kluczowe

PL

oczyszczanie wody; woda podziemna; arsen; koagulacja; filtracja

EN

water treatment; groundwater; arsenic; coagulation; filtration

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 38, nr 2
• Strony: 45--48
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., wykr.

Twórcy

autor

Bray R. T.

• Politechnika Gdańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska, ul. Gabriela Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk

autor

Fitobór K.

• Politechnika Gdańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska, ul. Gabriela Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk

Bibliografia

• 1. Rozporządzenie Ministra Zdrowia z 13 listopada 2015 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi. Dziennik Ustaw z 27 listopada 2015 r., poz. 1989.
• 2. A. MACIOSZCZYK: Hydrogeochemia. Wydawnictwo Geologiczne, Warszawa 1987.
• 3. M. KOMOROWSKA-KAUFMAN, A. PRUSS, J. JEŻ-WALKOWIAK, A. POSTAWA, K. WĄTOR: Usuwanie żelaza, manganu i arsenu z wód podziemnych okolic Lublina. W: Z. DYMACZEWSKI, J. JEŻ-WALKOWIAK [red.]: Zaopatrzenie w wodę, jakość i ochrona wód, PZITS Oddział Wielkopolski, Poznań 2012, t. II, ss. 371–381.
• 4. A. POSTAWA, J. JEŻ-WALKOWIAK, A. PRUSS, K. WĄTOR: Arsen w wodach podziemnych okolic Lublina. Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego 2011, nr 445, ss. 495–503.
• 5. R.T. BRAY: Usuwanie arsenu z wody podziemnej w zintegrowanym procesie koagulacja/mikrofiltracja (Groundwater arsenic removal in integrated coagulation/microfiltration process). Ochrona Środowiska 2013, vol. 35, nr 4, ss. 33–37.
• 6. A.L. KOWAL, M. ŚWIDERSKA-BRÓŻ: Oczyszczanie wody. Podstawy teoretyczne i technologiczne, procesy i urządzenia. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2007.
• 7. E. KOCIOŁEK-BALAWEIDER, D. OCIŃSKI: Przegląd metod usuwania arsenu z wód. Przemysł Chemiczny 2006, t. 85, nr 1, ss. 19–26.
• 8. S. OUVRARD, M. SIMONNOT, M. SARDIN: Removal of arsenate from drinking water with a natural manganese oxide in the presence of competing anions. Conf. proc. ‛Water Supply and Water Quality’, PZITS Oddział Wielkopolski, Poznań 2000, pp. 903–913.
• 9. J. SOBESTO, T. STOVER: Usuwanie arsenu z wody pitnej na drodze koagulacji powierzchniowej. Mat. konf. „Zaopatrzenie w wodę miast i wsi”, PZITS Oddział Wielkopolski, Poznań 1998, t. 3, ss. 195–198.
• 10. M. BODZEK, K. KONIECZNY: Usuwanie zanieczyszczeń nieorganicznych ze środowiska wodnego metodami membranowymi. Wydawnictwo Seidel-Przywecki, Warszawa 2011.
• 11. L.S. McNEILL, M.A. EDWARDS: Soluble arsenic removal at water treatment plants. Journal American Water Works Association 1995, Vol. 87, No. 4, pp. 105–113.
• 12. H.W. CHEN, M.M. FREY, D. CLIFFORD, L.S. McNEILL, M. EDWARDS: Arsenic treatment considerations. Journal American Water Works Association 1999, Vol. 91, No. 3, pp. 74–85.
• 13. I. PASIECZNIK, W. SZCZEPANIAK: Usuwanie jonów arsenianowych z roztworów wodnych na warstwowych podwójnych wodorotlenkach magnezowo-glinowych (Arsenic ion removal from water solutions using magnesium-aluminium layered double hydroxides). Ochrona Środowiska 2014, vol. 36, nr 1, ss. 33–37.
• 14. S.R. WICKRAMASINGHE, B. HAN, J. ZIMBRON, Z. SHEN, M.N. KARIM: Arsenic removal by coagulation and filtration: Comparison of groundwaters from the United States and Bangladesh. Desalination 2004, Vol. 169, pp. 231–244.
• 15. A. JAIN, K.P. RAVEN, R.H. LOEPPERT: Arsenite and arsenate adsorption on ferrihydrite: Surface charge reduction and net OH– release stoichiometry. Environmental Science & Technology 1999, Vol. 33, No. 8, pp. 1179–1184.
• 16. M. BODZEK, K. KONIECZNY: Wykorzystanie technik membranowych w uzdatnianiu wody do picia. Część I. Usuwanie związków nieorganicznych. Technologia Wody 2010, nr 1, ss. 9–21.
• 17. M. BODZEK, K. KONIECZNY: Technologie membranowe w uzdatnianiu wody do picia. W: M.M. SOZAŃSKI [red]: Zaopatrzenie w wodę, jakość i ochrona wód – zagadnienia współczesne. PZITS Oddział Wielkopolski, Poznań 2010, t. I, ss. 315–338.
• 18. P. BRAUNDHUBER, G. AMY: Alternative methods for membrane filtration of arsenic from drinking water. Desalination 1998, Vol. 117, pp. 1–10.
• 19. S. CANIYILMAZ: Arsenic removal from groundwater by Fe-Mn oxidation and microfiltration. Diploma for degree of MSc, University of Pittsburgh, Pittsburgh 2005.
• 20. M. PRUSZKOWSKA, G. MALINA: Hydrogeochemistry and vulnerability of groundwater in the moraine upland aquifers of the Gdańsk region (Northern Poland). Geological Quarterly 2008, Vol. 52, No. 3, pp. 291–300.
• 21. J. JEŻ-WALKOWIAK: Odmanganianie wód podziemnych w filtrach pospiesznych ze złożami oksydacyjnymi. Przemysł Chemiczny 2008, t. 87, nr 5, ss. 470–472.
• 22. J. JEZ-WALKOWIAK, Z. DYMACZEWSKI: Effectiveness of oxidative filter materials for manganese removal from groundwater. Journal of Water Supply: Research and Technology-AQUA 2012, Vol. 61, No. 6, pp. 364–371.
• 23. K. OLAŃCZUK-NEYMAN, R. BRAY: The role of physico-chemical and biological processes in manganese and ammonia nitrogen removal from groundwater. Polish Journal of Environmental Studies 2000, Vol. 9, No. 2, pp. 91–96.