Niepożądane zmiany jakości wody podczas jej oczyszczania i dystrybucji

• Autorzy: Świderska-Bróż M.

Warianty tytułu

EN

Undesirable water quality changes during its treatment and distribution

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Warunkiem właściwej jakości wody wodociągowej dostarczanej odbiorcom jest nie tylko zapewnienie wymaganego składu fizyczno-chemicznego i bakteriologicznego wody wprowadzanej do sieci wodociągowej, ale również zabezpieczenie jej przed wtórnym zanieczyszczeniem podczas dystrybucji. Istnieją wiec dwa systemy, w których kształtowana jest ostateczna jakość wody. Zarówno w jednym, jak i w drugim układzie istnieje potencjalne niebezpieczeństwo niekorzystnych zmian składu wody. Zanieczyszczenia powstające podczas oczyszczania wody zależą od rodzaju stosowanych procesów oraz reagentów. Natomiast o zmianach jakości wody podczas transportu współdecydują głównie stabilność chemiczna i biologiczna wody wprowadzanej do sieci wodociągowej oraz zachodzące w niej zjawiska następcze, stan techniczny i sanitarny systemu dystrybucji, panujące w nim warunki hydrauliczne oraz rodzaj materiałów, z którymi kontaktuje się woda. Do zanieczyszczeń mogących powstawać w układach oczyszczania wody należą przede wszystkim uboczne produkty utleniania chemicznego (UPU) i dezynfekcji (UPD), a także nadmierne stężenia kationów stosowanych koagulantów oraz jonów H+ i agresywnego dwutlenku węgla - będących powodem braku stabilności chemicznej wody. Niestabilność chemiczna wody wprowadzanej do sieci wodociągowej jest przyczyną korozji/rozpuszczania materiałów budujących system dystrybucji, a w konsekwencji wtórnego zanieczyszczenia wody produktami korozji. Rodzaj tych produktów zależy od niszczonego materiału. Najczęściej jednak są to związki żelaza i towarzysząca im brunatna barwa i zwiększona mętność wody, ale mogą to być również związki metali ciężkich, np. cynku, ołowiu i miedzi. Natomiast brak stabilności biologicznej wody, tj. obecność nieorganicznych i organicznych substancji pokarmowych i równoczesny brak dezynfektanta (w całym systemie dystrybucji), umożliwia wtórny rozwój mikroorganizmów, w tym tworzących biofilmy na wewnętrznych powierzchniach rurociągów -szczególnie tych, w których zdeponowane są osady, będące głównie produktami korozji. Zarówno mikroorganizmy rozwijające się w systemie dystrybucji, jak i zgromadzone w nim produkty korozji są najczęstszym powodem wtórnego zanieczyszczenia wody, które stwierdza się głównie w warunkach nagłego wzrostu prędkości przepływu wody. Uwarunkowania niepożądanych zmian jakości wody są liczne, a eliminacja wszystkich przyczyn jest bardzo trudna, a czasami wręcz niemożliwa, szczególnie w przypadku układów oczyszczania wód powierzchniowych oraz bardzo rozległych i eksploatowanych przez długi czas systemów dystrybucji wody.

EN

The quality of water supplied to the users depends not only on its physicochemical and bacteriological composition at the point of entry to the water-pipe network but also on water quality variations in the distribution system. Undesirable water quality changes are possible in the water treatment train as well as during water transportation to consumers. These unwished changes during water treatment depend both on the kind of used unit process and reactant. The factors that contribute to the deterioration of water quality in distribution system are the following: chemical and biological water stability, hydraulic, sanitary, technical and service conditions of water-pipe network, kind of pipe material and its age as well as type and intensity of phenomena taking place in distribution system. To the main pollutants which could be generated during water treatment belong oxidation and final disinfection by-products, cations of used coagulants, aggressive carbon dioxide and excessive H+ ions concentration. The two last parameters cause that water exerts a strong corrosive influence on distribution system (owing to the lack of carbonate-calcium equilibrium). In such conditions tap water is polluted by corrosion by-products, which kind depends on type of corrodible material. Generally ,,rusty" water is characterized by high colour, turbidity and ferric concentration, but sometimes lead, zinc and copper could be present among corrosion by-products. The lack of biological stability of water (i.e. presence of organic and inorganic nutrient elements and too low residual disinfectant concentration in distributed water) creates the microbial regrowth and forming bacterial biofilms in water-pipe network. Deposits within distribution system provide good habitat for bacterial regrowth. So, the lack of chemical and biological stability of distributed water seems to be the main reason of water quality deterioration. Undesirable water quality changes are dependent upon a complex interaction of many chemical, physical, biological and operational parameters. The elimination of all grounds of unwished water quality variations is very difficult and sometimes even impossible, especially in case of surface water treatment trains and very large and old water distribution systems.

Słowa kluczowe

PL

woda; stabilność biologiczna; stabilność chemiczna; korozyjność; jakość; koagulant; system dystrybucji; uboczny produkt dezynfekcji; uboczny produkt utleniania; układ oczyszczania wody; wtórny rozwój mikroorganizmów

EN

biological water stability; chemical water stability; coagulant; corrosion by-product; disinfection by-product; distribution system; microbial regrowth; oxidation by-products; water corrosivity; water quality deterioration; water treatment train

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2001
• Tom: T. 4, nr 3-4
• Strony: 283--300
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Świderska-Bróż M.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Inżynierii Ochrony Środowiska, ul. Wybrzeże Wyspiańskiego 27,50-370 Wrocław

Bibliografia

• [1] Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 4 września 2000 r. w sprawie warunków, jakim powinna odpowiadać woda do picia i na potrzeby gospodarcze, woda w kąpieliskach, oraz zasad sprawowania kontroli jakości wody przez organy Inspekcji Sanitarnej, DzU Nr 82, poz. 937.
• [2] Uzdatnianie wody, Procesy chemiczne i biologiczne, praca zbiorowa pod redakcją J. Nawrockiego i S. Biłozora, WN PWN, Warszawa-Poznań 2000.
• [3] Nawrocki J., Andrzejewski P.A., MX- silnie mutagenny produkt uboczny chlorowania wody, występowanie, analityka, Mat. Konf. nt. Mikrozanieczyszczenia w środowisku człowieka, Wyd. Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 1999, 11-16.
• [4] Zbiec E., Dojlido J.R., Oznaczanie halogenoacetonitryli w wodzie do picia, Ochr. Śród. 2001, 4(83), 27-30.
• [5] Biłozor S., Dąbrowska A., Raczyk-Stanislawiak U., Świetlik J., Nawrocki J., Wpływ parametrów ozonowania wody podziemnej na charakterystykę substancji organicznych i powstawanie produktów ubocznych, Ochr. Śród. 2001, 3(82), 37-40.
• [6] Mossakowska A., Dezynfekcja wody dwutlenkiem chloru - doświadczenia Zakładu Wodociągu Praskiego, Ochr. Śród. 1999, 4(75), 49-51.
• [7] Aieta A.E., Roberts P.V., Hernandez M., Determination of chlorine dioxide, chlorine, chlorite and chlorate in water, JAWWA 1984, 76, 1, 64-70.
• [8] Grabowski Z., Rzeszycka B., Grabowska H., Wybór M., Cyran J., Solnica J., Wstępne utlenianie domieszek wody dwutlenkiem chloru i usuwanie produktów utleniania na przykładzie Wodociągu Sulejów-Łódź, Ochr. Śród. 2001, 3(82), 45-48.
• [9] Wichrowska B., Kozłowski J., Jankowska D., Ocena ryzyka zdrowotnego w świetle przepisów polskich i Unii Europejskiej dotyczących jakości wody do picia, Ochr. Śród. 2001, 4(83), 19-22.
• [10] Zbiec E., Dojlido J., Aldehydy w wodzie do picia jako uboczne produkty ozonowania, znaczenie, metoda oznaczania, Gaz, Woda i Technika Sanitarna 2000, 1, 17-20.
• [11] Szumielewicz J., Łepkowski Z., Badania w stacji modelowej „Mokry Dwór”, Warszawa 2001, praca niepublikowana.
• [12] Kowal A.L., Świderska-Bróż M., Oczyszczanie wody, WN PWN, Warszawa-Wrocław 1997.
• [13] Świderska-Bróż M., Interakcja kwasów humusowych z kationami koagulantów oraz wybranymi metalami ciężkimi, Arch. Ochr. Śród. 1992, 1, 181-192.
• [14] Rak M., Wpływ alkaliczności koagulantów glinowych na ich skuteczność oraz agresywność kwasowęglową wody po koagulacji, praca doktorska (niepublikowana), Wrocław 2001.
• [15] Rak M., Świderska-Bróż M., Możliwość minimalizacji niepożądanych skutków procesu koagulacji siarczanem glinu, Ochr. Śród. 2001, 3(82), 13-16.
• [16] Percival S. i in., Biofilm development on stainless steel in mains water, Wat. Res. 1998, 1, 243-253.
• [17] Świderska-Bróż M., Zmiany jakości wody wodociągowej w systemie dystrybucji, Problemy inżynierii środowiska u progu nowego tysiąclecia, Oficyna Wyd. Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2000, 689-694.
• [18] Le Chevallier M.W., Coliform regrowth in drinking water, JAWWA 1990, 11, 74-85.
• [19] Lund V., Ormerod K., The influence of disinfection processes on biofilm formation in water distribution system, Wat. Res. 1995,4,1013-1021.
• [20] Rudnicka Ł., Świderska-Bróż M., Skład chemiczny osadów z wrocławskiej sieci wodociągowej, Ochr. Śród. 1995, 3, 63-65.
• [21] Le Chevallier M.W., The case for maintaining a disinfectant residual, JAWWA 1991, 1, 86-94.
• [22] Levi Y. i in., Chlorine demand of biofilms in water distribution system, Wat. Res. 1993, 3, 827-835.
• [23] Wąsowski J., Grabińska-Łoniewska A., Wtórne zanieczyszczenie wody w warszawskiej sieci wodociągowej, Ochr. Śród. 1995, 3(58), 59-62.
• [24] Skaden J., Nitrification in a distribution system, JAWWA 1993, 7, 95-105.
• [25] Miettinen I.K. i in., Phosphorus and bacterial growth in drinking water, Applied and Environ. Microbiology 1997, 8, 3242-3245.
• [26] Dera H., Możliwości obniżenia korozyjności wody z ujęć infiltracyjnych na przykładzie Przedsiębiorstwa Wodociągów i Kanalizacji w Oświęcimiu, Ochr. Śród. 2001, 3(82), 49-51.
• [27] Norton Ch.D., Le Chevallier M.W., Chloramination: its effect on distribution system water quality, JAWWA 1997, 7, 66-77.
• [28] Kuś К., Gamrot В., Malicka К., Ścieranka G., Wpływ eksploatacji i stanu technicznego sieci na jakość wody wodociągowej, Ochr. Śród. 2001, 3(82), 17-20.
• [29] Power K.N., Nagy L.A., Relationship between bacterial regrowth ana some physical and chemical parameters within Sydney’s drinking water distributions system, Wat. Res. 1999, 3, 741-750.