Wpływ temperatury i pH na skuteczność usuwania zanieczyszczeń z wody podziemnej w procesie koagulacji

• Autorzy: Krupińska I.

Warianty tytułu

EN

Effect of temperature and pH on the effectiveness of pollutant removal from groundwater in the process of coagulation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedmiotem badań była woda podziemna z utworów czwartorzędowych o zwiększonej zawartości substancji organicznych, której oczyszczanie w układzie konwencjonalnym stwarza problemy technologiczne. Przeprowadzone badania laboratoryjne wykazały, że koagulanty wstępnie zhydrolizowane (Flokor 1, Flokor 1ASW) zapewniły większą skuteczność usuwania zanieczyszczeń organicznych (OWO, RWO) i nieorganicznych (Fe, Mn) z wody podziemnej niż siarczan(VI) glinu, ze względu na większą zawartość polimerowych form glinu. Zakwaszenie wody przed procesem koagulacji do pH=6, bez względu na rodzaj testowanego koagulantu, zwiększyło skuteczność usuwania substancji organicznych oraz zanieczyszczeń powodujących barwę wody, natomiast alkalizacja wody do pH=8,5 zwiększyła skuteczność usuwania związków żelaza, manganu oraz cząstek powodujących mętność wody. Wykazano, że wraz ze wzrostem stopnia polimeryzacji testowanych koagulantów glinowych zmniejszała się zawartość glinu pozostałego w oczyszczonej wodzie, a także wrażliwość koagulantu na zmiany temperatury i pH oczyszczanej wody.

EN

The subject of this research was groundwater from Quaternary formations with the increased concentration of organic substances. Successful treatment of such water generates technological problems and is practically impossible by means of traditional groundwater treatment processes. Laboratory tests showed that the prehydrolyzed aluminum coagulants (Flokor 1, Flokor 1ASW) had higher efficacy of organic (TOC, DOC) and inorganic (Fe, Mn) compound removal from groundwater than alum due to higher content of polymeric aluminum species. Water acidification up to pH=6 prior to coagulation, regardless of the coagulant type, led to an increased efficacy of organic substances and color impurities removal. Moreover, alkalization of water up to pH=8.5 resulted in more efficient removal of iron, manganese and particles being a measure of water turbidity. It was demonstrated that with an increase in polymerization degree of aluminum coagulants both the remaining aluminum concentration in treated water as well as the coagulant sensitivity to changes in temperature and pH of the treated water decreased.

Słowa kluczowe

PL

oczyszczanie wody; pH; siarczan glinu; chlorek poliglinu

EN

water treatment; pH value; alum; polyaluminum chloride

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 37, nr 3
• Strony: 35--42
• Opis fizyczny: Bibliogr. 33 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Krupińska I.

• Uniwersytet Zielonogórski, Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska, ul. prof. Z. Szafrana 15, 65-516 Zielona Góra

Bibliografia

• 1. M. ŚWIDERSKA-BRÓŻ, M. RAK: Wpływ wybranych parametrów oczyszczanych wód na skuteczność procesu koagulacji. Ekotechnika 2002, nr 2, ss. 10–13.
• 2. J.E. van BENSCHOTEN, J.K. EDZWALD: Chemical aspects of coagulation using aluminum salts – II. Coagulation of fulvic Acid using alum and polyaluminum chloride. Water Research 1990, Vol. 24, No. 12, pp. 1527–1535.
• 3. A.M. ANIELAK: Chemiczne i fizyko-chemiczne oczyszczanie ścieków. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2000.
• 4. A.L. KOWAL, M. ŚWIDERSKA-BRÓŻ: Wpływ odczynu wody na skuteczność redukcji barwy i utlenialności w procesie koagulacji. Gaz, Woda i Technika Sanitarna 1979, nr 9, ss. 272–276.
• 5. A.L. KOWAL, M. ŚWIDERSKA-BRÓŻ: Oczyszczanie wody. Podstawy teoretyczne, procesy i urządzenia. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2009.
• 6. W.P. CHENG, F.H. CHI: A study of coagulation mechanisms of polyferric sulfate reacting with humic acid using a fluorescence-quenching method. Water Research 2002, Vol. 36, pp. 4583–4591.
• 7. C. HUANG, H. SHIU: Interactions between alum and organics in coagulation. Colloids and Surface 1996, Vol. 113, No. 1–2, pp. 155–163.
• 8. M.R. JEKEL: Interactions of humic acids and aluminum salts in the flocculation process. Water Research 1986, Vol. 12, pp. 1535–1542.
• 9. B. LIBECKI, J. DZIEJOWSKI: Optimization of humic acids coagulation with aluminum and iron(III) salts. Polish Journal of Environmental Study 2008, Vol. 17, No. 3, pp. 397–403.
• 10. B. LIBECKI, J. DZIEJOWSKI: Changes in iron(II) and iron(III) content in solution of humic acids during coagulation by means of monomeric iron(III) salts. Polish Journal of Environmental Study 2010, Vol. 19, No. 5, pp. 1089–1093.
• 11. M. RAK, M. ŚWIDERSKA-BRÓŻ: Przydatność wstępnie zhydrolizowanych koagulantów glinowych w usuwaniu zanieczyszczeń organicznych z wody. Mat. konf. „Mikrozanieczyszczenia w środowisku człowieka”, Politechnika Częstochowska, Częstochowa–Ustroń 2002, ss. 9–19.
• 12. A. KARCZEWSKA: Skuteczność koagulacji grup związków barwnych w wodach. Rozprawa doktorska. Politechnika Wrocławska, Instytut Inżynierii Ochrony Środowiska, Wrocław 1985 (praca niepublikowana).
• 13. M. ŚWIDERSKA-BRÓŻ: Usuwanie substancji humusowych z wody w środowisku alkalicznym (Humic substances removal from natural water in an alkaline medium). Ochrona Środowiska 1988, vol. 10, nr 2, ss. 3–5.
• 14. M. PERCHUĆ: Współudział żelaza i kwasów humusowych w kształtowaniu sposobu uzdatniania barwnych wód podziemnych. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2004.
• 15. M. RAK, M. ŚWIDERSKA-BRÓŻ: Możliwość minimalizacji niepożądanych skutków procesu koagulacji siarczanem glinu (Minimizing the adverse effects of alum coagulation). Ochrona Środowiska 2001, vol. 23, nr 3, ss. 13–16.
• 16. M. ŚWIDERSKA-BRÓŻ: Mętność: istotny wskaźnik jakości wody oraz jej wpływ na przebieg koagulacji. Gaz, Woda i Technika Sanitarna 1995, nr 5, ss. 154–156.
• 17. M.R. JEKEL: Interactions of humic acids and aluminium salts in the flocculation process. Water Research 1986, Vol. 20, No. 12, pp. 1535–1542.
• 18. B.A DEMPSEY, R.M. GANHO, C.R O’MELIA: The coagulation of humic substances by means of aluminum salts. Journal American Water Works Association 1984, Vol. 76, pp. 141–150.
• 19. J. MAĆKIEWICZ: Flokulacja w procesach koagulacji i filtracji wód. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1987.
• 20. M. ŚWIDERSKA BRÓŻ: Wpływ pH na usuwanie kwasów humusowych z wody. Gaz, Woda i Technika Sanitarna 1984, nr 10, ss. 153–157.
• 21. D.K. EDZWALD, D.J. PERNITSKY, W.L. PARMENTER: Polyaluminum coagulants for drinking water treatment, chemistry and selection. Chemical Water and Wastewater Treatment VI, Springer-Verlag 2000, pp. 3–14.
• 22. A. NOWACKA, M. WŁODARCZYK-MAKUŁA: Wpływ wybranych koagulantów glinowych wstępnie zhydrolizowanych na poprawę jakości uzdatnianej wody (Impact of selected pre-hydrolyzed aluminum coagulants on improving of treated water quality). Rocznik Ochrona Środowiska 2014, vol. 16, ss. 336–350.
• 23. B.A. DEMPSEY, H. SHEU, T.M. TANZEER AHMED, J. MENTINK: Polyaluminum chloride and alum coagulation of clay-fulvic acid suspensions. Journal American Water Works Association 1985, Vol. 77, pp. 74–80.
• 24. B.A. DEMPSEY, R.M. GANHO, C.R. O’MELIA: The coagulation of humic substances by means of aluminium salts. Journal American Water Works Association 1984, Vol. 76, No. 4, pp. 141–151.
• 25. J.K. EDZWALD, J.E. van BENSCHOTEN: Aluminum coagulation of natural organic matter. Chemical Water and Wastewater Treatment, Springer-Verlag 1990.
• 26. I. KRUPIŃSKA: Przydatność koagulacji w oczyszczaniu wody podziemnej ze szczególnym uwzględnieniem usuwania związków żelaza. Rozprawa doktorska. Politechnika Wrocławska, Instytut Inżynierii Ochrony Środowiska, Wrocław 2006 (praca niepublikowana).
• 27. Koagulant siarczan(VI) glinu. Informacja katalogowa, Kemipol sp. z o.o.
• 28. Koagulanty Flokor 1A i Flokor 1ASW. Informacja katalogowa, Dempol-Eco.
• 29. Z. WEIZHI, G. BAOYU, Y.QINYAN, L. LILI, W. YAN: Al-Ferron kinetics and quantitative calculations of Al(III) species in polyaluminium chloride coagulants. Colloids and Surfaces 2006, Vol. 278, pp. 235–240.
• 30. I.M. SOLOMENTSEVA, S. BARANY, J. GREGORY: Surface properties and aggregation of basic aluminium sulphate hydrolysis products. Electrokinetic potential and hydration of BAS hydrolysis product particles. Colloids and Surfaces 2004, Vol. 230, pp. 117–129.
• 31. Rozporządzenie Ministra Zdrowia z 29 marca 2007 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi. Dz. U. nr 61, poz. 417.
• 32. 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.
• 33. I. KRUPIŃSKA, W. KOWALCZYK, G. SZCZEPANIAK: Wpływ wartości współczynnika współwystępowania substancji organicznych i żelaza ogólnego w wodzie podziemnej na skuteczność jej oczyszczania (Effect of coexistence ratio of organic substances and total iron in groundwater on its treatment efficacy). Ochrona Środowiska 2013, vol. 35, nr 3, ss. 27–34.