Analiza konsekwencji przedawkowania koagulantu wstępnie zhydrolizowanego

• Autorzy: Gumińska J. , Kłos M.

Warianty tytułu

EN

Analyzing the consequences of pre-hydrolyzed coagulant overdosage

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Podczas koagulacji siarczanem glinu występuje niebezpieczeństwo jego przedawkowania, powodujące pogorszenie skuteczności usuwania zarówno cząstek mineralnych, jak i rozpuszczonych związków organicznych, a także zwiększenie zawartości glinu pozostałego w wodzie oczyszczonej. Dotychczasowe doświadczenia eksploatacyjne nie wykazały natomiast negatywnych skutków przedawkowania koagulantów wstępnie zhydrolizowanych. Jednak wyniki badań laboratoryjnych z zastosowaniem licznika cząstek wykazały, że nadmierna dawka koagulantu zawierającego produkty jego wstępnej hydrolizy powoduje powstanie dużej liczby bardzo drobnych cząstek (<5 žm) w wodzie, jednak pomiary mętności wody po koagulacji i sedymentacji nie wskazywały na przedawkowanie koagulantu. Aby określić formy tych cząstek, przeprowadzono testy ferronometryczne, które umożliwiają analizę specjacyjną glinu. W celu przeanalizowania problemu przedawkowania koagulantów wstępnie zhydrolizowanych przeprowadzono pomiary w zakładzie oczyszczania wody powierzchniowej, w którym do koagulacji stosuje się koagulant wysokospolimeryzowany. Opierając się na analizie jakości wody po poszczególnych procesach jednostkowych stwierdzono, że mimo wysokiej skuteczności oczyszczania wody, mierzonej za pomocą standardowych procedur, liczba cząstek w wodzie ulegała dużym wahaniom. Towarzyszyło temu okresowe przekroczenie ilości glinu resztkowego w wodzie, który ze względu na formę występowania nie był oznaczalny standardową metodyką. Analiza specjacyjna przeprowadzona na podstawie wartości stałych szybkości reakcji i zmierzone wartości absorbancji w nadfiolecie (lambda=370 nm) wykazała, że glin resztkowy występował wówczas głównie w postaci polimeru Al13.

EN

Coagulation with aluminum sulfate is associated with the potential risk of overdosing on the coagulant, which leads to a reduction in the efficiency of mineral organic matter and dissolved organic compound removal, as well as to an increase in the residual aluminum content of the treated water. No such effects have been observed so far in the case of overdosing on pre-hydrolyzed alum coagulants. However, laboratory tests involving particle counters have revealed that an excessive dose of a coagulant which contains the products of its hydrolysis induces the formation of a large number of fine particles (<5 žm) in the water. On the other hand, the results of turbidity measurements performed upon coagulation and sedimentation were not indicative of overdosage. To determine the form of these particles, ferronometry tests were conducted, which enabled Al species analysis. The problem of pre-hydrolyzed coagulant overdosage was analyzed based on the measurements performed in a surface water treatment plant where conventional coagulation is conducted with a highly-polymerized coagulant. Water quality analyses after particular unit processes have demonstrated that despite the high treatment efficiency (measured using standard procedures) the number of particles in the water was highly variable. This variability was concomitant with periods when residual aluminum occurred in excess and, owing to the form of occurrence, could not be measured with standard methods. Aluminum speciation analysis (based on the values of the reaction rate constants and the measured values of UV absorbance; [lambdha]=370 nm) has shown that residual aluminum then occurred predominantly in the form of polymer Al13.

Słowa kluczowe

PL

koagulant wstępnie zhydrolizowany; przedawkowanie; licznik cząstek; analiza specjacyjna glinu

EN

pre-hydrolyzed coagulant; overdosage; particle counter; Al species analysis

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 33, nr 3
• Strony: 15--18
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., wykr.

Twórcy

autor

Gumińska J.

autor

Kłos M.

• Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, Zakład Technologii Wody i Ścieków, ul. S. Konarskiego 18, 44-100 Gliwice,

Bibliografia

• 1. J. GUMIŃSKA: Zastosowanie pomiaru liczby cząstek do analizy mechanizmu i skuteczności procesu koagulacji zanieczyszczeń wody. Ochrona Środowiska 2010, vol. 32, nr 2, ss. 21–26.
• 2. M. KŁOS, J. GUMIŃSKA: Wykorzystanie pomiaru liczby cząstek do optymalizacji dawki koagulantu w oczyszczaniu wód powierzchniowych. Ochrona Środowiska 2009, vol. 31, nr 3, ss. 25–28.
• 3. J. GUMIŃSKA: Wpływ transformacji form glinu na skuteczność oczyszczania wody z zastosowaniem koagulantów spolimeryzowanych. Ochrona Środowiska 2011, vol. 33, nr 2, ss. 17–21.
• 4. M. KŁOS, J. GUMIŃSKA: New approach to evaluation of effectiveness of 'in-bed' coagulation. Architecture, Civil Engineering, Environment 2010, Vol. 3, No. 1, pp. 103–108.
• 5. J. GUMIŃSKA: Wpływ rozbicia kłaczków pokoagulacyjnych podczas flokulacji na skuteczność usuwania naturalnych substancji organicznych z wody. Ochrona Środowiska 2009, vol. 31, nr 2, ss. 31–34.
• 6. M. KŁOS, J. GUMIŃSKA: Badania nad określeniem stopnia spolimeryzowania wstępnie zhydrolizowanych koagulantów glinowych. Ochrona Środowiska 2007, vol. 29, nr 2, ss. 27–31.
• 7. C. FENG, H. TANG, D. WANG: Differentiation of hydroxyl-aluminum species at lower OH/Al ratios by combination of 27Al NMR and Ferron assay improved with kinetic resolution. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 2007, Vol. 305, No. 1–3, pp. 76–82.
• 8. C. YE, D. WANG, X. WU, J. QU: k-Value-based ferron assay and its application. Journal of Colloid and Interface Science 2009, Vol. 335, No. 1, pp. 44–49.
• 9. Z. CHEN, Z. LUAN, Z. JIA, X. LI: Study on the hydrolysis precipitation behavior of Keggin Al13 and Al30 polymers in polyaluminum solutions. Journal of Environmental Management 2009, Vol. 90, No. 8, pp. 2831–2840.
• 10. D. WANG, W. SUN, Y. XU, H. TANG, J. GREGORY: Speciation stability of inorganic polymer flocculant–PACl. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 2004, Vol. 243, No. 1–3, pp. 1–10.
• 11. W. ZHOU, B. GAO, Q. YUE, L. LIU, Y. WANG: Al-Ferron kinetics and quantitative calculations of Al(III) species in polyaluminum chloride coagulants. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 2006, Vol. 278, No. 1–3, pp. 235–240.