Usuwanie azotanów z wody podziemnej na przykładzie ujęcia „Wierzchowisko” eksploatowanego przez Wodociągi Częstochowskie

• Autorzy: Mizera J. , Szymaniec B. , Folwaczny M.

Warianty tytułu

EN

Groundwater nitrate removal in the example of Wierzchowisko water intake exploited by ‘Wodociagi Czestochowskie’ waterworks

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono doświadczenia z siedmioletniej eksploatacji instalacji do usuwania azotanów z wody podziemnej metodą denitryfikacji biologicznej. Proces usuwania azotanów wdrożono w stacji wodociągowej „Wierzchowisko” (gm. Mykanów, woj. śląskie) ujmującej wodę z górnojurajskich utworów węglanowych. Ujmowana woda podziemna spełnia wymagania jakościowe wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi z wyjątkiem azotanów (NO₄^–), które osiągają zawartość około 80 gNO₃^–/m³ (wart. dop. 50 gNO₃^–/m³). Oddana do użytku w 2006 r. stacja usuwania azotanów ma wydajność 500m³/h i składa się z następujących urządzeń technologicznych: biofiltry (keramzyt; dawkowanie C₂H₅OH i H₃PO₄), aeratory (dawkowanie FeCl₃), filtry pospieszne (keramzyt) oraz filtry sorpcyjne (węgiel aktywny WG-12). Układ procesów realizowanych w tych urządzeniach pozwala na uzyskanie 80% skuteczności usuwania azotanów z wody. Z uwagi na końcową dezynfekcję wody ozonem, zwrócono uwagę na możliwość utleniania bromków obecnych w wodzie (ok. 35 mgBr^–/m³) do bromianów. W celu ograniczenia tego niekorzystnego zjawiska zmniejszono dawkę ozonu uzyskując ograniczenie zawartości bromianów w wodzie oczyszczonej do <3 mgBrO₃^–/m³ (wart. dop. 10 mgBrO₃^-/m³).

EN

The paper presents lessons learnt from seven-year exploitation of a system for groundwater nitrate removal by biological denitrification. This process was implemented at Wierzchowisko (Mykanow, Silesian Voivodship) withdrawing water from upper Jurassic carbon deposits. Raw underground water complies with the quality recommendations for drinking water except nitrates (NO₃^–), which amount to about 80 gNO₃^–/m³ (permissible limit 50 gNO₃^–/m³). Nitrate removal plant opened in 2006, with capacity of 500 m³/h, comprises of the following technological installations: biofilters (kermesite bed; C₂H₅OH and H₃PO₄ dosing), aerators (FeCl₃  dosing), rapid filters (kermesite bed) as well as sorption filters (WG-12 active carbon). The set of processes performed at these facilities allows 80% effectiveness in regard to groundwater nitrate removal. Due to the final ozone water disinfection, a possibility of bromate formation was noted as a result of oxidation of bromides present in the water (approx. 35 mgBr^–/m³). The ozone dose was lowered in order to limit this unfavorable phenomenon and thus the bromate concentration in the purified water was reduced to <3 mgBrO₃^–/m³ (permissible limit 10 mgBrO₃^–/m³).

Słowa kluczowe

PL

oczyszczanie wody podziemnej; usuwanie azotanów; denitryfikacja heterotroficzna; bromki; ozonowanie

EN

groundwater treatment; bromide; ozonation

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 35, nr 3
• Strony: 35--38
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz.

Twórcy

autor

Mizera J.

• Przedsiębiorstwo Wodociągów i Kanalizacji Okręgu Częstochowskiego SA w Częstochowie, ul. Jaskrowska 14/20, 42-202 Częstochowa

autor

Szymaniec B.

• Przedsiębiorstwo Wodociągów i Kanalizacji Okręgu Częstochowskiego SA w Częstochowie, ul. Jaskrowska 14/20, 42-202 Częstochowa

autor

Folwaczny M.

• Przedsiębiorstwo Wodociągów i Kanalizacji Okręgu Częstochowskiego SA w Częstochowie, ul. Jaskrowska 14/20, 42-202 Częstochowa

Bibliografia

• 1. M. SHRIMALI, K.P. SINGH: New methods of nitrate removal from water. Environmental Pollution 2001, Vol. 112, No. 3, pp. 351–359.
• 2. E.J. McADAM, S.J. JUDD: A review of membrane bioreactor potential for nitrate removal from drinking water. Desalination 2006, Vol. 196, pp. 135–148.
• 3. A.M. DZIUBEK: Some problems concomitant with the removal of nitrogen compounds in Poland. Environment Protection Engineering 2012, Vol. 38, No. 4, pp. 163–169.
• 4. Rozporządzenie Ministra Zdrowia z 29 marca 2007 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi. Dz. U. nr 61, poz. 417; rozporządzenie Ministra Zdrowia z 20 kwietnia 2010 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi. Dz. U. nr 72, poz. 466.
• 5. C. Della ROCCA, V. BELGIORNO, S. MERIÇ: An heterotrophic/autotrophic denitrification (HAD) approach for nitrate removal from drinking water. Process Biochemistry 2006, Vol. 41, No. 5, pp. 1022–1028.
• 6. M. ZHOU, W. FU, H. GU, L. LEI: Nitrate removal from groundwater by a novel three-dimensional electrode biofilm reactor. Electrochimica Acta 2007, Vol. 52, No. 19, pp. 6052–6059.
• 7. J. MAĆKIEWICZ, A.M. DZIUBEK: Usuwanie azotanów z wód podziemnych na selektywnych żywicach anionowymiennych IONAC. Ochrona Środowiska 2005, vol. 27, nr 4, ss. 45–47.
• 8. L.A. SCHIPPER, M. VOJVODIĆ-VUKOVIĆ: Five years of nitrate removal, denitrification and carbon dynamics in a denitrification wall. Water Research 2001, Vol. 35, No. 14, pp. 3473–3477.
• 9. A.M. DZIUBEK, J. MAĆKIEWICZ: Removal of nitrates from water by selective ion exchange. Environment Protection Engineering 2009, Vol. 35, No. 1, pp. 171–177.
• 10. M.A. GÓMEZ, E. HONTORIA, J. GONZÁLEZ-LÓPEZ: Effect of dissolved oxygen concentration on nitrate removal from groundwater using a denitrifying submerged filter. Journal of Hazardous Materials 2002, Vol. 90, No. 3, pp. 267–278.
• 11. A. SZCZEPAŃSKI, Z. KACZOROWSKI, W. MALICKI, A. WIDERSKA-KOWALCZYK: Analiza zanieczyszczenia wód podziemnych w celu określenia sterowania pracą ujęć Wodociągów Częstochowskich w aspekcie zagrożenia jakości wód przez ogniska zanieczyszczeń i określenie strategii rozwoju ujęć położonych na terenie górnojurajskiego zbiornika wód podziemnych GZWP 326 N. Hydrogeotechnika, Kielce 1999 (praca niepublikowana).
• 12. T.P. BONACQUISTI: A drinking water utility’s perspective on bromide, bromate, and ozonation. Toxicology 2006, Vol. 221, No. 2–3, pp. 145–148.
• 13. F. SACHER, A. MATSCHI, H.-J. BRAUCH: Analysis and occurrence of bromate in raw water and drinking water. Acta Hydrochimica et Hydrobiologica 1995, Vol. 23, pp. 26–30.
• 14. H.S. WEINBERG, C.A. DELCOMYN, V. UNNAM: Bromate in chlorinated drinking waters: Occurrence and implications for future regulation. Environmental Science & Technology 2003, Vol. 37, No. 14, pp. 3104–3110.
• 15. B. LEGUBE, B. PARINET, K. GELINET, F. BERNE, J.-P. CROUE: Modeling of bromate formation by ozonation of surface waters in drinking water treatment. Water Research 2004, Vol. 38, No. 8, pp. 2185–2195.
• 16. U. von GUNTEN, J. HOIGNE: Bromate formation during ozonization of bromide-containing waters: Interaction of ozone and hydroxyl radical reactions. Environmental Science & Technology 1994, Vol. 28, No. 7, pp. 1234–1242.
• 17. T. MYLLYKANGAS, T. NISSINEN, T. VARTIAINEN: Bromate formation during ozonation of bromide containing drinking water – a pilot scale study. Ozone: Science & Engineering 2000, Vol. 22, No. 5, pp. 487–499.
• 18. S. HAJIZADEH, H. KIRSEBOM, I.Y. GALAEV, B. MATTIASSON: Evaluation of selective composite cryogel for bromate removal from drinking water. Journal of Separation Science 2010, Vol. 33, No. 12, pp. 1752–1759.