Skuteczność usuwania materii organicznej z wody powierzchniowej z zastosowaniem chlorku poliglinu

• Autorzy: Dąbrowska L.

Identyfikatory

DOI

10.2429/proc.2017.11(2)053

Warianty tytułu

EN

Effectiveness of removing organic matter from surface water using polyaluminium chloride

• Konferencja: ECOpole’17 Conference (4-7.10.2017 ; Polanica Zdrój, Poland)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem badań była ocena efektywności procesu koagulacji z wykorzystaniem wysoko zasadowego chlorku poliglinu w obniżeniu poziomu zanieczyszczenia wody powierzchniowej substancjami organicznymi. Oprócz typowych wskaźników stosowanych do oceny zawartości związków organicznych (całkowity i rozpuszczony węgiel organiczny - OWO i RWO, utlenialność, absorbancja w nadfiolecie UV) oznaczono również potencjał tworzenia trihalometanów THM. Obliczono wskaźnik SUVA jako stosunek wartości absorbancji w UV₂₅₄ do zawartości RWO, który umożliwia określenie właściwości rozpuszczonych substancji organicznych w wodzie i podatności na ich usuwanie w procesie koagulacji. Do badań wykorzystano wodę pobraną we wrześniu 2016 roku oraz w styczniu, kwietniu i lipcu 2017 roku z rzeki Stradomki w Częstochowie. Woda powierzchniowa charakteryzowała się barwą równą 25-60 g Pt/m³. Zawartość OWO i RWO wynosiła odpowiednio 7,2-16,8 i 6,6-15,1 g C/m³, utlenialność - 5,3-16,2 g O₂/m³, a absorbancja w UV₂₅₄ - 14,5-44,3 m^–1. Wartość SUVA była równa 2,2-2,9 m²/g C. Obniżenie zawartości OWO w wodzie po koagulacji było w granicach 31-39%, utlenialności w zakresie 47-63%, a wartości absorbancji UV₂₅₄ - 61-68%. Wartość SUVA była równa 1,1-1,5. Potwierdza to, że w wodzie po koagulacji pozostają substancje organiczne niepodatne na usuwanie w tym procesie. W wodach po procesie koagulacji poddanych chlorowaniu stężenie CHCl₃ wynosiło od 53 do 280 mg/m³, a stężenie CHCl₂Br od 14 do 24 mg/m³. Były to wartości o 51-61% niższe od uzyskanych stężeń THM-ów w nieoczyszczonych wodach powierzchniowych poddanych chlorowaniu.

EN

The aim of this study was to evaluate the effectiveness of the coagulation process using highly alkaline polyaluminium chloride in reducing the level of pollution of surface water with organic substances. Apart from the typical indicators used to evaluate the content of organic compounds (total and dissolved organic carbon - TOC and DOC, oxygen consumption, absorbance in the ultraviolet UV), the potential for trihalomethanes creation THM was also determined. SUVA index was calculated as the ratio of absorbance at UV₂₅₄ to the DOC content. Connecting the values of absorbance and DOC into single coefficient SUVA enables to determine properties of dissolved organic matter in water, and vulnerability to their removal in the coagulation process. Water collected in September 2016 and January, April, July 2017, from the Stradomka river in Czestochowa was used in the study. Surface water was characterized by colour equal to 25-60 g Pt/m³. The TOC and the DOC content amounted to respectively 7.2-16.8 and 6.6-15.1 g C/m³, the oxygen consumption - 5.3-16.2 g O₂/m³, and the absorbance at UV₂₅₄ - 14.5-44.3 m^–1. The SUVA value was equal to 2.2-2.9 m²/g C. Lowering the TOC content in water after the coagulation was in the range of 31-39%, the oxygen consumption in the range of 47-63%, and the value of the absorbance UV₂₅₄ - 61-68%. The SUVA value was equal to 1.1-1.5. This confirms that in water after the coagulation, organic substances remained, which are unsusceptible to the removal in this process. In water after the coagulation process subjected to chlorination, CHCl₃ concentration ranged from 53 to 280 mg/m³ and the concentration of CHCl₂Br ranged from 14 to 24 mg/m³. These were values by 51-61% lower than THM concentration obtained in untreated surface water subjected to chlorination.

Słowa kluczowe

PL

materia organiczna; koagulacja; chlorek poliglinu; woda powierzchniowa

EN

organic matter; coagulation; polyaluminium chloride; surface water

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 11, No. 2
• Strony: 489--496
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., fot., wykr., tab.

Twórcy

autor

Dąbrowska L.

• Wydział Infrastruktury i Środowiska, Politechnika Częstochowska, ul. J.H. Dąbrowskiego 73, 42-201 Częstochowa, tel. [phone]

Bibliografia

• [1] Hrudey SE, Fawell J. 40 years on: what do we know about drinking water disinfection by-products (DBPs) and human health? Water Sci Techn - Water Supply. 2015;15(4):667-674. DOI: 10.2166/ws.2015.036.
• [2] Golea DM, Upton A, Jarvis P, Moore G, Sutherland S, Parsons SA, et al. THM and HAA formation from NOM in raw and treated surface waters. Water Res. 2017;112:226-235. DOI: 10.1016/j.waters.2017.01.051.
• [3] Alexander JT, Hai FI, Al-aboud TM. Chemical coagulation-based processes for trace organic contaminant removal: Current state and future potential. J Environ Manage. 2012;111:195-207. DOI: 10.1016/j.jenvman.2012.07.023.
• [4] Wang D, Zhao Y, Xie J, Chow ChWK, van Leeuwen J. Characterizing DOM and removal by enhanced coagulation: A survey with typical Chinese source waters. Sep Purif Technol. 2013;110:188-195. DOI: 10.1016/j.seppur.2013.03.020.
• [5] Zhang Y, Zhao X, Zhang X, Peng S. A review of different drinking water treatments for natural organic matter removal. Water Sci Techn - Water Supply. 2015;15(3):442-455. DOI: 10.2166/ws.2015.011.
• [6] Yan M, Wang D, Ni J, Qu J, Chow ChWK, Liu H. Mechanism of natural organic matter removal by polyaluminum chloride: Effect of coagulant particle size and hydrolysis kinetics. Water Res. 2008;42:3361-3370. DOI: 10.1016/j.watres.2008.04.017.
• [7] Machi J, Mołczan M. Metody charakterystyki naturalnych organicznych składników wód ujmowanych z przeznaczeniem do spożycia przez ludzi (Methods for natural organic matter characterization in water taken and treated for human consumption). Ochr Środ. 2016;38(4):25-32. www.os.not.pl.
• [8] Matilainen A, Vepsäläinen M, Sillanpää M. Natural organic matter removal by coagulation during water treatment: A review. Adv Colloid Interfac. 2010;159:189-197. DOI: 10.1016/j.cis.2010.06.007.
• [9] Tubić A, Agbaba J, Molnar Jazić J, Watson M, Dalmacija B. Pilot scale investigation of coagulation combined with ozonation and pH adjustment in treatment of NOM rich water. Water Sci Techn - Water Supply. 2016;16(3):837-844. DOI: 10.2166/ws.2016.004.
• [10] Yang Z, Gao B, Wang Y, Wang Q, Yue Q. Aluminum fractions in surface water from reservoirs by coagulation treatment with polyaluminum chloride (PAC): Influence of initial pH and OH-/Al3+ ratio. Chem Eng J. 2011;170:107-113. DOI: 10.1016/j.cej.2011.03.036.
• [11] Kristiana I, Joll C, Heitz A. Powdered activated carbon coupled with enhanced coagulation for natural organic matter removal and disinfection by-product control: Application in a Western Australian water treatment plant. Chemosphere. 2011;83:661-667. DOI: 10.1016/ j.chemosphere.2011.02.017.
• [12] Ramavandi B, Farjadfard S, Ardjmand M, Dobaradaran S. Effect of water quality and operation parameters on trihalomethanes formation potential in Dez River. Water Res Industry. 2015;11:1-12. DOI: 10.1016/j.wri.2015.03.002.
• [13] Wang F, Gao B, Yue Q, Bu F, Shen X. Effects of ozonation, powdered activated carbon adsorption, and coagulation on the removal of disinfection by-product precursors in reservoir water. Environ Sci Pollut Res. 2017;24:17945-17954. DOI:10.1007/s11356-017-9451-1.

Uwagi

PL

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