Ocena możliwości stosowania promieniowania nadfioletowego w uzdatnianiu wody basenowej – studium przypadku

• Autorzy: Włodyka-Bergier A. , Bergier T. , Zając W.

Warianty tytułu

EN

Assessment of applicability of UV irradiation in swimming pool water treatment – a case study

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Badano wpływ zastosowania technologii UV w połączeniu z chlorowaniem na jakość wody basenowej, a także przeprowadzono analizę kosztów eksploatacyjnych takiego systemu. Badania przeprowadzono na rzeczywistym obiekcie, jakim jest basen sportowy Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie. W obiekcie tym dezynfekcja wody jest prowadzona z wykorzystaniem podchlorynu wapnia, a proces ten jest wspomagany naświetlaniem wody promieniami nadfioletowymi (UV). Wyłączenie lamp UV na określony czas pozwoliło na przeprowadzenie badań porównawczych jakości wody basenowej dezynfekowanej tylko chlorem oraz z zastosowaniem układu UV/Cl2. Przeanalizowano szereg wskaźników mikrobiologicznych oraz fizyczno-chemicznych, w tym produktów ubocznych chlorowania, w obu wariantach dezynfekcji wody basenowej. W analizie kosztów uwzględniono zużycie chemikaliów oraz koszty promiennika UV. Stwierdzono, że technologia UV nie spowodowała oczekiwanej poprawy jakości wody basenowej pod względem usuwania chloru związanego, natomiast wpłynęła na zwiększenie ilości niektórych organicznych ubocznych produktów chlorowania. Włączenie lampy UV w system uzdatniania wody basenowej spowodowało również wzrost zapotrzebowania wody na chlor, a w rezultacie większe zużycie podchlorynu wapnia, co w połączeniu z koniecznością wymiany żarników lampy zwiększyło koszty eksploatacyjne technologii uzdatniania wody basenowej.

EN

Influence of UV-chlorination sequence application on swimming pool water quality was investigated. In addition, an analysis of operating costs of such system was conducted. The study was based on a real facility, i.e. the swimming pool of AGH University of Science and Technology in Krakow. In the facility, water disinfection with calcium hypochlorite was carried out, assisted by UV irradiation. Switching the UV lamps temporarily off allowed for comparative studies on the quality of pool water disinfected by pure chlorination and by the UV and chlorination sequence. For these two variants of the swimming pool water disinfection several physico-chemical and microbiological parameters were analyzed, including the disinfection by-products. Cost analysis included the consumption of chemical agents and the UV lamp operation. It was established that the UV technology did not contribute to the expected improvement in the pool water quality in terms of the combined chlorine removal, however it did cause an increase in the concentration of selected organic chlorination by-products. Moreover, application of the UV lamp to the pool water treatment system increased the chlorine demand and, consequently, the consumption of calcium hypochlorite. Combined with the need to exchange lamp fi laments, it raised the operating costs of the pool water treatment technology.

Słowa kluczowe

PL

woda basenowa; uzdatnianie wody; promieniowanie UV; produkty uboczne dezynfekcji; koszty eksploatacji

EN

swimming pool water; water treatment; UV irradiation; disinfection by-products; operating costs

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 39, nr 1
• Strony: 53--56
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., tab.

Twórcy

autor

Włodyka-Bergier A.

• AGH w Krakowie, Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska, Katedra Kształtowania i Ochrony Środowiska, al. Adama Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Bergier T.

• AGH w Krakowie, Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska, Katedra Kształtowania i Ochrony Środowiska, al. Adama Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Zając W.

• AGH w Krakowie, Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska, Katedra Kształtowania i Ochrony Środowiska, al. Adama Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• 1. M. LEHTOLA, I. MIETTININEN, T. VARTIAINEN, P. RANTAKOKKO, A. HIRVONEN, P. MARTIKAINEN: Impact of UV disinfection on microbially available phosphorus, organic carbon and microbial growth in drinking water. Water Research 2003, Vol. 37, pp. 1065–1070.
• 2. N. CIMETIERE, J. de LAAT: Effects of UV-dechloramination of swimming pool water on the formation of disinfection by-products: A lab-scale study. Microchemical Journal 2014, Vol. 112, pp. 34–41.
• 3. B. LYON, A. DOTSON, K. LINDEN, H. WEINBERG: The effect of inorganic precursors on disinfection byproduct formation during UV-chlorine/chloramines drinking water treatment. Water Research 2012, Vol. 46, pp. 4653–4664.
• 4. A. BEYER, H. WORNER, R. van de LIEROP: The use of UV for destruction of combined chlorine (technical note). Wallace & Tiernan, 2004.
• 5. J. WYCZARSKA-KOKOT: Effect of disinfection methods on microbiological water quality in indoor swimming pools. Architecture Civil Engineering Environment 2009, Vol. 4, pp. 145–152.
• 6. W. LIU, L. CHEUNG, X. YANG, C. SHANG: THM, HAA and CNCl formation from UV irradiation and chlor(am)ination of selected organic waters. Water Research 2006, Vol. 40, pp. 2033–2043.
• 7. C.-H. HSU, W.-L. JENG, R.-M. CHANG, L.-C. CHIEN, B.-C. HAN: Estimation of potential lifetime cancer risk for trihalomethanes from consuming chlorinated drinking water in Taiwan. Environmental Research 2001, Vol. 85, pp. 77–82.
• 8. A. KANAN, T. KARANFIL: Formation of disinfection by products in indoor swimming pool water: The contribution from filling water natural organic matter and swimmer body fluids. Water Research 2011, Vol. 45, pp. 926–932.
• 9. Y. HOU, W. CHU, M. MA: Carbonaceous and nitrogenous disinfection by-product formation in the surface and ground water treatment plants using Yellow River as water source. Journal of Environmental Sciences 2012, Vol. 24, pp. 1204–1209.
• 10. S. C. LEE, H. GUO, S. M. J. LAM, S. L. A. LAU: Multipathway risk assessment on disinfection by product of drinking water in Hong Kong. Environmental Research 2004, Vol. 94, pp. 47–56.
• 11. S. CHOWDHURY, M. J. RODRIGUEZ, R. SADIQ: Disinfection by product in Canadian provinces: Associated cancer risk and medical expenses. Journal of Hazardous Materials 2011, Vol. 187, pp. 574–584.
• 12. Y. CHOI, Y.-J. CHOI: The effects of UV disinfection on drinking water quality in distribution systems. Water Research 2010, Vol. 44, pp. 115–122.
• 13. W. LIU, Z. ZHANG , X. YANG, Y. XU, Y. LIANG: Effects of UV irradiation and UV/chlorine co-exposure on natural organic matter in water. Science of the Total Environment 2012, Vol. 414, pp. 576–584.
• 14. A. WŁODYKA-BERGIER, T. BERGIER: Wpływ dezynfekcji wody promieniami nadfioletowymi na potencjał tworzenia halogenowych produktów chlorowania w sieci wodociągowej (Influence of UV disinfection on halogen water chlorination by-product formation potential in water distribution system). Ochrona Środowiska 2013, vol. 35, nr 3, ss. 53–57.
• 15. A. WŁODYKA-BERGIER, T. BERGIER: Charakterystyka prekursorów lotnych ubocznych produktów chlorowania wody w sieci wodociągowej Krakowa (Characterization of precursors to volatile water chlorination by-products in the Krakow distribution system). Ochrona Środowiska 2011, vol. 33, nr 3, ss. 29–33.
• 16. A. WŁODYKA-BERGIER, T. BERGIER: The influence of organic matter quality on the potential of volatile organic water chlorination products formation. Archives of Environmental Protection 2011, Vol. 37, pp. 25–35.
• 17. A. WŁODYKA-BERGIER: Wpływ promieniowania UV254 na powstawanie halogenowych organicznych ubocznych produktów dezynfekcji w wodzie basenowej. Wydawnictwa AGH w Krakowie, Kraków 2016.
• 18. Q. HAN, Y. WANG, H. YAN, B. GAO, D. MA, S. SUN, J. LING, Y. CHU: Photocatalysis of THM precursors in reclaimed water: the application of TiO2 in UV irradiation. Desalination and Water Treatment 2016, Vol. 57, pp. 9136–9147.
• 19. X. ZHANG, W. LI, E. BLATCHLEY III, X. WANG, P. REN: UV/chlorine process for ammonia removal and disinfection by-product reduction: Comparison with chlorination. Water Research 2015, Vol. 68, pp. 804–811.
• 20. D. CASSAN, B. MERCIER, F. CASTEX, A. RAMBAUD: Effects of medium-pressure UV lamps radiation on water quality in a chlorinated indoor swimming pool. Chemosphere 2006, Vol. 62, pp. 1507–1513.
• 21. Rozporządzenie Ministra Zdrowia z 9 listopada 2015 r. w sprawie wymagań, jakim powinna odpowiadać woda na pływalniach. Dziennik Ustaw RP 2015, poz. 2016.
• 22. G. H. KRISTENSEN, M. M. KLAUSEN, H. R. ANDERSEN, L. ERDINGER, F. R. LAURITSEN, E. ARVIN, H.-J. ALBRECHTSEN. Full scale test of UV-based water treatment technologies at Gladsaxe Sportcentre – with and without advanced oxidation mechanisms. Proc. of "The Third International Swimming Pool and Spa Conference", London 2009.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).