Intensification of the contact clarifiers work during the drinking water preparation

• Autorzy: Dushkin Stanislav S. , Martynov Serhii , Dushkin Stanislav S.

Identyfikatory

DOI

10.2478/jwld-2019-0027

Warianty tytułu

PL

Intensyfikacja funkcjonowania zbiornika kontaktowego do uzdatniania wody do picia

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this paper we studied the intensification of the water clarification process on contact clarifiers with quartz sand filtering bed, which was modified with a solution of aluminum sulphate coagulant. The modification of the quartz sand filtering bed was carried out by applying to the surface of grains of quartz sand solution of coagulant aluminum sulphate with different doses. Investigation of the electrokinetic potential of the filtering material (quartz sand) was carried out by the percolation potential method. The influence of electrical properties (size and sign of the charge) of the filtering bed itself and suspended solids in the water on the filtration process was studied. The filter material – quartz sand used in contact clarifiers has a negative electric charge. When the electric charge of the particles decreases, that is, as the ζ-potential decreases, the repulsive forces decrease and it the adhesion of particles becomes possible. This is the process of coagulation of the colloid. The forces of mutual gravity between the colloidal particles begin to predominate over the electric repulsive forces at the ζ-potential of the system less than 0.03 V. Modification of quarts filtering bed with a solution of coagulant aluminum sulphate recommended for the purification of surface water allows: to intensify the process of water clarification, to reduce the consumption of reagents by 25–30%, with the obtaining purified water of the required quality, to reduce the production areas necessary for reagent management of treatment facilities, and to reduce the cost of water treatment by 20–25%.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań intensyfikacji procesu klarowania wody na urządzeniach kontaktowych ze złożem filtrującym z piasku kwarcowego, które zmodyfikowano roztworem koagulantu (siarczanu glinu). Modyfikację złoża przeprowadzono, aplikując roztwór koagulantu w różnych dawkach na powierzchnię ziaren złoża piaskowego. Potencjał elektrokinetyczny materiału filtrującego oznaczono metodą perkolacji. Badano wpływ właściwości elektrycznych (wielkość i znak ładunku) samego złoża i cząstek zawiesiny w wodzie na proces filtracji. Materiał filtrujący (piasek kwarcowy) ma ujemny ładunek elektryczny. Kiedy ładunek elektryczny cząstek maleje, to znaczy, kiedy maleje potencjał ζ, maleją siły odpychania i adhezja cząstek staje się możliwa. Oznacza to proces koagulacji koloidu. Siły wzajemnego przyciągania cząstek koloidalnych zaczynają dominować nad siłami elektrycznego odpychania, gdy potencjał ζ systemu jest mniejszy od 0,03 V. Modyfikacja złoża kwarcowego siarczanem glinu jako koagulantem zalecana w oczyszczaniu wody powierzchniowej umożliwia: intensyfikację procesu klarowania wody, ograniczenie zużycia odczynników o 25–30% i jednocześne uzyskanie wody o wymaganej jakości, redukcję powierzchni niezbędnej dla urządzeń uzdatniających, a także zmniejszenie kosztów uzdatniania o 20–25%.

Słowa kluczowe

EN

aluminum sulphate; contact clarifier; filtering bed; intensification of purification; quartz sand; surface water purification; water filtration

PL

filtracja wody; intensyfikacja oczyszczania; kontaktowe urządzenie klarujące; kwarcowe złoże filtracyjne; siarczan glinu; wody powierzchniowe

• Wydawca: Wydawnictwo ITP
• Czasopismo: Journal of Water and Land Development
• Rocznik: 2019
• Tom: no. 41
• Strony: 55--60
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Dushkin Stanislav S.

• O.M. Beketov National University of Urban Economy in Kharkiv, Ukraine

autor

Martynov Serhii

• National University of Water and Environmental Engineering, str. Soborna 11, 33000, Rivne, Ukraine

autor

Dushkin Stanislav S.

• O.M. Beketov National University of Urban Economy in Kharkiv, Ukraine

Bibliografia

• BENRABAH S., ATTOUI B., HANNOUCHE M. 2016. Characterization of groundwater quality destined for drinking water supply of Khenchela city (eastern Algeria). Journal of Water and Land Development. No. 30 p. 13–20. DOI 10.1515/jwld-2016-0016.
• BERGEL T., SZELĄG B., WOYCIECHOWSKA O. 2017. Influence of a season on hourly and daily variations in water demand patterns in a rural water supply line case study. Journal of Water and Land Development. No. 34 p. 59–64. DOI 10.1515/jwld-2017-0038.
• DUSHKIN S.S. 2012. Metodologicheskiye aspekty provedeniya issledovaniy pri ispolzovanii aktivirovannykh rastvorov koagulyanta v protsesse ochistki vody [Methodological aspects of conducting studies using activated coagulant solutions in the process of water purification]. Komunalne hospodarstvo mist. Vol. 105 p. 320–334.
• DUSHKIN S.S., BLAHODARNA H.I., KOVALENKO O.M., YEVDOSHENKO V.V., HRES O.V. 2017. Sposib ochystky pryrodnykh i stichnykh vod [Method of surface water and wastewater treatment]. Patent of Ukraine. Patent specification UA 118596. IPC S02 F1/48. Appl. no. а 2017 02868. Date of filing 27.03.2017. Date of publ. 10.08.2017 (Bulletin No 15).
• DUSHKIN S.S., BLAHODARNA H.I., TYKHONIUK V.O. 2002. Sposib modyfikatsiyi filtruyuchoho zavantazhennya dlya osvitlennya pryrodnykh i stichnykh vod [Method of modification of filter loading for clarifying of surface and sewage waters]. Patent of Ukraine. Patent specification UA 45258. IPC S02 F1/48. Date of publ. 15.03.2002 (Bulletin No. 3).
• EPOYAN S., KARAHIAUR A., VOLKOV V., BABENKO S. 2018. Research into the influence of vertical drainage elements on the operational efficiency of rapid filters. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. Vol. 1. No. 10 (91) p. 62–69. DOI 10.15587/1729-4061.2018.123559.
• EPOYAN S.M., DUSHKIN S.S. 2013. Snizhenie agregativnoy ustoychivosti kolloidnov primesi prirodnykh vod aktivirovannym rastvorom koagulyanta sulfata alyuminiya [Reduction of aggregative stability of colloidal impurity of surface waters by activated solution of aluminum sulphate coagulant]. MOTROL. Vol. 15. No. 5 p. 11–16.
• HAMMOURI L., AL-QINNA M., SALAHAT M., ADAMOWSKI J., PRASHER S.O. 2015. Community based adaptation options for climate change impacts on water resources: The case of Jordan. Journal of Water and Land Development. No. 26 p. 3–17. DOI 10.1515/jwld-2015-0013.
• JAWECKI B., PAWĘSKA K., SOBOTA M. 2017. Operating household wastewater treatment plants in the light of binding quality standards for wastewater discharged to water bodies or to soil. Journal of Water and Land Development. No. 32 p. 31–39. DOI 10.1515/jwld-2017-0004.
• KULYKOV N.Y., NAIMANOV A.Ya., OMELCHENKO N.P., CHERNISHEV V.N. 2009. Teoreticheskie osnovy ochistki vody [Theoretical basis of water treatment]. Donetsk, Ukraine. Knowledge. ISBN 978-966-1571-22-7 pp. 298.
• ŁABĘDZKI L. 2016. Actions and measures for mitigation drought and water scarcity in agriculture. Journal of Water and Land Development. No. 29 p. 3–10. DOI 10.1515/jwld-2016-0007.
• MARZEC M., PIEŃKO A., GIZIŃSKA-GÓRNA M., PYTKA A., JÓŹWIAKOWSKI K., SOSNOWSKA B., KAMIŃSKA A., LISTOSZ A. 2017. The use of carbonate-silica rock (opoka) to remove iron, manganese and indicator bacteria from groundwater. Journal of Water and Land Development. No. 34 p. 197–204. DOI 10.1515/jwld-2017-0054.
• MINTS D.M., KASTALSKIY A.A. 1984. Podhotovka vody dlia pitevoho i promyshlennoho vodosnabzheniya [Preparation of water for drinking and industrial water supply]. Moscow. Vysshaya shkola pp. 386.
• MŁYŃSKI D., CHMIELOWSKI K., MŁYŃSKA A. 2016. Analysis of hydraulic load of a wastewater treatment plant in Jasło. Journal of Water and Land Development. No. 28 p. 61–67. DOI 10.1515/jwld-2016-0006.
• ORLOV V., MARTYNOV S., KUNYTSKIY S. 2016. Energy saving in water treatment technologies with polystyrene foam filters. Journal of Water and Land Development. No. 31 p. 119–122. DOI 10.1515/jwld-2016-0042.
• POLYAKOV V.L. 2011. The engineering calculation of filtering a suspension through a two-layer medium in linear kinetics of mass exchange. Journal of Water Chemistry and Technology. Vol. 33. No. 4 p. 367–380.
• TATARI K., SMETS B.F., ALBRECHTSEN H.-J. 2016. Depth investigation of rapid sand filters for drinking water production reveals strong stratification in nitrification biokinetic behavior. Water Research. Vol. 101 p. 402–410. DOI 10.1016/j.watres.2016.04.073.
• VASYLENKO O.A., HRABOVSKYI P.O., LARKINA H.M., POLISHCHUK O.V., PROHULNYI V.I. 2010. Rekonstruktsiya i intensyfikatsiya sporud vodopostachannya ta vodovidvedennya. [Reconstruction and intensification of water supply and wastewater facilities]. Kyiv, Ukraine. Ukrgelіoteh. ISBN 978-966-2216-05-9 pp. 272.
• VEITSER YU.Y., KOLOBOVA Z.A., SAFONOVA H.M. 1974. Vliyaniye znaka elektricheskogo zaryada zagruzki i vzveshennykh veshchestv na protsess filtrovaniya [Impact of the electric charge sign of downloads and suspended solids for the filtration process]. Nauchnye trudy AKKh im. K.D. Pamfylova. No. 97 p. 33–42.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).