Usuwanie arsenu z wody podziemnej w zintegrowanym procesie koagulacja/mikrofiltracja

• Autorzy: Bray R. T.

Warianty tytułu

EN

Arsenic removal in integrated coagulation/microfiltration process

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki badań przeprowadzonych w skali ułamkowo-technicznej nad zastosowaniem procesu koagulacji zintegrowanej z mikrofiltracją do usuwania arsenu z wody podziemnej zawierającej 40 mgAs/m³, 0,7 gFe/m³ oraz 0,1 gMn/m³. Jako koagulant zastosowano wodny roztwór siarczanu żelaza(III) – PIX 112 w dawkach 0,5÷19gFe/m³. W badaniach wykorzystano rurowe membrany mikrofiltracyjne z PVDF o granicznej rozdzielczości (cut off) 400 kDa. Zastosowano przepływ jednokierunkowy (dead-end) przy ciśnieniu transmembranowym 0,1÷0,2 MPa. Wykazano, że już przy dawce koagulantu około 2,0 gFe/m³ uzyskano usunięcie arsenu do wartości mniejszej niż dopuszczalna w wodzie przeznaczonej do spożycia (10 mgAs/m³), a współczynnik retencji arsenu przekraczał 76 %. Dalsze zwiększanie dawki koagulantu skutkowało tylko niewielkim zmniejszeniem zawartości arsenu w wodzie oczyszczonej. Zawartość związków żelaza w permeacie, w całym zakresie zastosowanych dawek, była śladowa. Usuwaniu arsenu towarzyszyło zmniejszenie intensywności barwy wody, absorbancji w nadfiolecie oraz utlenialności. Badany proces był natomiast nieskuteczny w usuwaniu związków manganu z wody podziemnej.

EN

Pilot plant results of studies on arsenic removal from groundwater that contained 40 mgAs/m³, 0.7 gFe/m³, and 0.1 gMn/m³, using integrated coagulation/microfiltration process were presented. Iron sulfate(III) (PIX 112) water solution was used as coagulant in doses ranging from 0.5 to 19 gFe/m³. For the experimental purposes PVDF tubular microfiltration membrane with cut-off of 400 kDa was used. One direction (dead-end) flow was applied with pressure ranging from 0.1 to 0.2 MPa. It was demonstrated that at coagulant dose of 2.0 gFe/m³ arsenic was brought down to below target value (<10 mgAs/m³), accepted for human consumption, while the retention coefficient exceeded 76%. Further increase in the coagulant dose led to only insignificant reduction in arsenic content in the purified water. In the dose range applied, there was only a trace amount of iron in the permeate. Arsenic removal was accompanied by reduction in water color intensity, UV-absorbance and chemical oxygen demand (COD). The process, however, was not effective for groundwater manganese removal.

Słowa kluczowe

PL

oczyszczanie wody; pierwiastek śladowy; proces membranowy; membrany rurowe

EN

water treatment; trace element; membrane process; tubular membranes

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 35, nr 4
• Strony: 33--37
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz.

Twórcy

autor

Bray R. T.

• Politechnika Gdańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska, Katedra Technologii Wody i Ścieków, ul. Gabriela Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk

Bibliografia

• 1. A. KABATA-PENDIAS, H. PENDIAS: Biogeochemia pierwiastków śladowych. PWN, Warszawa 1999.
• 2. Katalog wybranych fizycznych i chemicznych wskaźników zanieczyszczeń wód podziemnych i metod ich oznaczania. Inspekcja Ochrony Środowiska, Warszawa 2013.
• 3. A. MACIOSZCZYK, D. DOBRZYŃSKI: Hydrogeochemia. Strefy aktywnej wymiany wód podziemnych. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2007.
• 4. M. JABŁOŃSKA, M. KOSTECKI, S. SZOPA, A. ŁYKO, R. MICHALSKI: Specjacja nieorganicznych form arsenu i chromu w wybranych zbiornikach zaporowych Górnego Śląska (Speciation of inorganic arsenic and chromium forms in selected water reservoirs of Upper Silesia). Ochrona Środowiska 2012, vol. 34, nr 3, ss. 25–32.
• 5. M. KOMOROWSKA-KAUFMAN, A. PRUSS, J. JEŻ-WALKOWIAK, A. POSTAWA, K. WĄTOR: Usuwanie żelaza, manganu i arsenu z wód podziemnych okolic Lublina. W: Z. DYMACZEWSKI, J. JEŻ-WALKOWIAK [red.]: Zaopatrzenie w Wodę, Jakość i Ochrona Wód. PZITS Oddział Wielkopolski, Poznań 2012, t. II, ss. 371–381.
• 6. A. POSTAWA, J. JEŻ-WALKOWIAK, A. PRUSS, K. WĄTOR: Arsen w wodach podziemnych okolic Lublina. Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego 2011, nr 445, ss. 13–21.
• 7. A.L. KOWAL, M. ŚWIDERSKA-BRÓŻ: Oczyszczanie wody. Podstawy teoretyczne i technologiczne, procesy i urządzenia. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2007.
• 8. R. BRAY: Zastosowanie koagulantów żelazowych do usuwania arsenu z wód podziemnych w procesie koagulacji powierzchniowej. Technologia Wody 2013, nr 5, ss. 26–29.
• 9. S. OUVRARD, M. SIMONNOT, M. SARDIN: Removal of arsenate from drinking water with a natural manganese oxide in the presence of competing anions. Conf. proc. “Water Supply and Water Quality”, PZITS Oddział Wielkopolski, Kraków 2000, pp. 903–913.
• 10. J. SOBESTO, T. STÖVER: Usuwanie arsenu z wody pitnej na drodze koagulacji powierzchniowej. Mat. konf. „Zaopatrzenie w Wodę Miast i Wsi”, PZITS Oddział Wielkopolski, Poznań 1998, t. 3, ss. 195–198.
• 11. A. PRUSS, J. JEŻ-WALKOWIAK, M.M. SOZAŃSKI: Arsenic in groundwater at Poland and possibilities of its removal. Proc. “Cost Action 637 Int. Conf.”, Ioannina (Greece) 2009.
• 12. M. BODZEK, K. KONIECZNY: Usuwanie zanieczyszczeń nieorganicznych ze środowiska wodnego metodami membranowymi. Wydawnictwo Seidel-Przywecki 2011.
• 13. M. BODZEK, K. KONIECZNY: Wykorzystanie technik membranowych w uzdatnianiu wody do picia. Cz. I. Usuwanie związków nieorganicznych. Technologia Wody 2010, nr 1, ss. 9–21.
• 14. M. BODZEK, K. KONIECZNY: Technologie membranowe w uzdatnianiu wody do picia. W: M.M. SOZAŃSKI [red.]: Zaopatrzenie w Wodę, Jakość i Ochrona Wód. PZITS Oddział Wielkopolski, Poznań 2010, t. I, ss. 315–338.
• 15. P. BRAUNDHUBER, G. AMY: Alternative methods for membrane filtration of arsenic from drinking water. Desalination 1998, Vol. 117, pp. 1–10.
• 16. L.S. McNEILL, M.A. EDWARDS: Soluble arsenic removal at water treatment plants. Journal American Water Works Association 1995, Vol. 87, No. 4, pp. 105–113.
• 17. H.W. CHEN, M.M. FREY, D. CLIFFORD, L.S. McNEILL, M. EDWARDS: Arsenic treatment considerations. Journal American Water Works Association 1999, Vol. 91, No. 3, pp. 74–85.
• 18. S. CANIYILMAZ: Arsenic removal from groundwater by Fe-Mn oxidation and microfiltration. Diploma for degree of MSc, University of Pittsburgh (USA), Pittsburgh 2005.
• 19. 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.
• 20. Karta charakterystyki Kemira PIX 112. Kemipol 2013 (http://www.kemipol.com.pl).
• 21. Treatment Technologies for Arsenic Removal. National Risk Management. U.S. EPA, Research Laboratory, Cincinnati 2005, EPA/600/S-05/006.
• 22. J.D. CHWIRKA, C. COLVIN, J.D. GOMEZ, P.A. MUELLER: Arsenic removal from drinking water using the coagulation/microfiltracion process. Journal American Water Works Association 2004, Vol. 96, No. 3, pp. 106–114.
• 23. G. GHURYE, D. CLIFFORD, A. TRIPP: Iron coagulation and direct microfiltration to remove arsenic from groundwater. Journal American Water Works Association 2004, Vol. 96, No. 4, pp. 143–152.
• 24. B. HAN, T. RUNNELLS, J. ZIMBRON, R. WICKRAMASINGHE: Arsenic removal from drinking water by flocculation and microfiltration. Desalination 2002, Vol. 145, pp. 293–298.
• 25. V.T. NGUYEN, S. VIGNESWARAN, H.H. NGO, H.K. SHON, J. KANDASAMY: Arsenic removal by a membrane hybrid filtration system. Desalination 2009, Vol. 236, pp. 363–369.
• 26. A. JAIN, K.P. RAVEN, R.H. LOEPPERT: Arsenite and arsenate adsorption on ferrihydrite: Surface charge reduction and net OH– release stoichiometry. Environmental Science & Technology 1999, Vol. 33, 8, pp 1179–1184.
• 27. S.R. WICKRAMASINGHE, B. HAN, J. ZIMBRON, Z. SHEN, M.N. KARIM: Arsenic removal by coagulation and filtration: Comparison of groundwaters from the United States and Bangladesh. Desalination 2004, Vol. 169, pp. 231–244.