Wpływ dezynfekcji wody promieniami nadfioletowymi na potencjał tworzenia halogenowych produktów chlorowania w sieci wodociągowej

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

Warianty tytułu

EN

Influence of UV disinfection on halogen water chlorination by-product formation potential in water distribution system

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Badano zmiany potencjału tworzenia halogenowych produktów ubocznych chlorowania po dezynfekcji promieniami nadfioletowymi (UV) w czterech zakładach oczyszczania wody. Przeanalizowano potencjał tworzenia związków z grupy trójhalometanów (trichlorometan, bromodichlorometan, dibromochlorometan i tribromometan), kwasów halogenooctowych (monochlorooctowy, monobromooctowy, dichlorooctowy, trichlorooctowy, bromochlorooctowy i dibromooctowy), halogenoacetonitryli (trichloroacetonitryl, dichloroacetonitryl, bromochloroacetonitryl i dibromoacetonitryl), halogenoketonów (1,1-dichloropropanon i 1,1,1-trichloropropanon) oraz wodzianu chloralu i chloropikryny. Próbki wody przed i po dezynfekcji promieniami nadfioletowymi chlorowano podchlorynem sodu taką dawką, aby uzyskać w wodzie po 24 h kontaktu zawartość pozostałego chloru wolnego w ilości 3÷5 gCl₂/m³. Największy przyrost potencjału tworzenia wszystkich analizowanych produktów ubocznych chlorowania zaobserwowano w wodzie, gdzie dawka promieniowania UV była największa. Stwierdzono również, że wcześniejsze utlenianie chemiczne może wpływać na zwiększenie potencjału tworzenia tych związków w wodzie. Wykazano, że dezynfekcja promieniami UV może również zwiększać ilość bromowych pochodnych produktów w przypadku wody o dużej zawartości bromków. W próbkach wody po procesie naświetlania promieniami UV stwierdzono także nitrację związków organicznych, co może powodować wzrost ilości ubocznych produktów chlorowania zawierających azot.

EN

Variations in halogen chlorination by-product formation potential after UV disinfection in four water treatment plants were studied. Formation potential of the following compounds has been examined: trihalomethanes (trichloromethane, bromodichloromethane, dibromochloromethane, tribromomethane), haloacetic acids (monochloroacetic acid, monobromoacetic acid, dichloroacetic acid, trichloroacetic acid, bromochloroacetic acid, dibromoacetic acid), haloacetonitriles (trichloroacetonitrile, dichloroacetonitrile, bromochloroacetonitrile, dibromoacetonitrile), haloketones (1,1-dichloropropanone, 1,1,1-tri-chloropropanone), chloral hydrate and chloropicrin. Water samples prior to and after UV irradiation were chlorinated with sodium hypochlorite at a dose resulting in 3÷5 gCl₂/m³ of free residual chlorine after 24 h. The highest increase in the formation potential of all examined chlorination by-products was observed in water where the highest UV irradiation dose was applied. Additionally, it was stated that prior chemical oxidation may lead to increase in the examined product formation potential. It was proved that UV disinfection may also lead to increase in the amount of product bromide derivatives in water of high bromide content. Finally, nitration of organic compounds was demonstrated for water samples after UV irradiation. This phenomenon may lead to increase in nitrogen-containing chlorination by-product content.

Słowa kluczowe

PL

oczyszczanie wody; utlenianie; dezynfekcja; produkt uboczny dezynfekcji

EN

water treatment; oxidation; disinfection

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 35, nr 3
• Strony: 53--57
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz.

Twórcy

autor

Włodyka-Bergier A.

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. Hugona Kołłątaja w Krakowie, Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska, Katedra Kształtowania i Ochrony Środowiska, al. Adama Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Bergier T.

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. Hugona Kołłątaja w Krakowie, Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska, Katedra Kształtowania i Ochrony Środowiska, al. Adama Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• 1. B.A. LYON, A.D. DOTSON, K.G. LINDEN, H.S. WEINBERG: The effect of inorganic precursors on disinfection byproduct formation during UV-chlorine/chloramine drinking water treatment. Water Research 2012, Vol. 46, No. 15, pp. 4653–4664.
• 2. W. LIU, L.-M. CHEUNG, X. YANG, C. SHANG: THM, HAA and CNCl formation from UV irradiation and chlor(am)ination of selected organic waters. Water Research 2006, No. 10, Vol. 40, pp. 2033–2043.
• 3. Y. CHOI, Y-J. CHOI: The effects of UV disinfection on drinking water quality in distribution systems. Water Research 2010, Vol. 44, No. 1, pp. 115–122.
• 4. S. WENG, J. LI, E.R. BLATCHLEY III: Effects of UV254 irradiation on residual chlorine and DBPs in chlorination of model organic-N precursors in swimming pools. Water Research 2012, Vol. 46, No. 8, pp. 2674–2682.
• 5. K.G. LINDEN, A.D. DOTSON, H.S. WEINBERG, B. LYON, W.A. MITCH, A. SHAH: Impact of UV Location and Sequence on By-Product Formation. Water Research Foundation, Denver 2012.
• 6. 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.
• 7. D. CASSAN, B. MERCIER, F. CASTEX, A. RAMBUD: Effects of medium-pressure UV lamps radiation on water quality in a chlorinated indoor swimming pool. Chemosphere 2006, Vol. 62, pp. 1507–1513.
• 8. X. HUANG, N. GAO, Y. DENG: Bromate ion formation in dark chlorination and ultraviolet/chlorination processes for bromide-containing water. Journal of Environmental Science 2008, Vol. 20, pp. 246–251.
• 9. 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, No. 4, pp. 25–35.
• 10. 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 water distribution system). Ochrona Środowiska 2011, vol. 33, nr 3, ss. 29–33.
• 11. A. WŁODYKA-BERGIER, T. BERGIER: The Occurrence of Haloacetic Acids in Krakow Water Distribution System. Archives of Environmental Protection 2011, Vol. 37, No. 3, pp. 21–29.
• 12. 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 Science 2012, Vol. 24, No. 7, pp. 1204–1209.
• 13. R.A. FRANCIS, M.J. SMALL, J.M. VanBRIESEN: Multivariate distributions of disinfection by-products in chlorinated drinking water. Water Research 2009, Vol. 43, No. 14, pp. 3453–3468.
• 14. E.H. GOSLAN, S.W. KRASNER, M. BOWER, S.A. ROCKS, P. HOLMES, L.S. LEVY, S.A. PARSONS: A comparison of disinfection by-products found in chlorinated and chloraminated drinking waters in Scotland. Water Research 2009, Vol. 43, No. 18, pp. 4698–4706.