Wpływ aktywności biologicznej złóż węglowych na skuteczność usuwania związków organicznych z wody

• Autorzy: Pruss A. , Maciołek A. , Lasocka-Gomuła I.

Warianty tytułu

EN

Effect of the biological activity of carbon filter beds on organic matter removal from water

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Omówiono wyniki badań przeprowadzonych w skali technicznej w stacji oczyszczania wody w Gruszczynie, zaopatrującej w wodę Poznań i Swarzędz. Oczyszczana woda podziemna charakteryzowała się podwyższoną zawartością związków żelaza i manganu oraz substancji organicznych (OWO, barwa, utlenialność, absorbancja w nadfiolecie). Technologia oczyszczania wody obejmuje procesy napowietrzania otwartego, filtrację Io (złoża antracytowo-piaskowe), filtrację IIo (złoża granulowanego węgla aktywnego) oraz dezynfekcję. Badaniom poddano próbki węgla z różnych głębokości filtrów sorpcyjnych oraz wodę dopływającą i odpływającą z tych filtrów. W próbkach złoża węglowego oznaczono aktywność mikrobiologiczną metodą testu aktywności esteraz (EA) z dwuoctanem fluoresceiny (test FDA). W próbkach wody dopływającej i odpływającej z filtru sorpcyjnego oznaczono tlen rozpuszczony, wolny dwutlenek węgla, pH, zasadowość ogólną, OWO, utlenialność, absorbancję w nadfiolecie ( =254 nm) oraz ogólną liczbę bakterii w temperaturze 22 oC. Badania wykazały, że wszystkie pracujące w stacji oczyszczania wody złoża węgla aktywnego w filtrach sorpcyjnych były biologicznie aktywne. Stwierdzono, że aktywność mikrobiologiczna złóż węglowych była uzależniona od czasu pracy filtru po płukaniu złoża. Płukanie złóż filtrów sorpcyjnych powodowało przejściowe zmniejszenie aktywności biologicznej węgla aktywnego, która następnie zwiększała się wraz z upływem czasu trwania cyklu filtracyjnego Skuteczność usuwania substancji organicznych z wody w złożach filtrów węglowych nie przekraczała 40%, co prawdopodobnie miało związek z brakiem procesu utleniania (ozonowania) przed filtrami z węglem aktywnym.

EN

A full-scale study was conducted at the Water Treatment Plant of Gruszczyn, which supplies water to the municipalities of Poznan and Swarzedz. The groundwater treated there is characterized by elevated concentrations of manganese, iron and organic compounds (TOC, permanganate COD, color, UV absorbance). The water treatment train applied includes: open aeration, filtration Io (anthracite-sand bed), filtration IIo (granular active carbon bed; GAC bed) and disinfection. GAC samples collected at various depths of the adsorption columns, as well as samples of the influent to, and the effluent from, the adsorption columns were made subject to analysis. GAC samples were analyzed for esterase activity (EA) using the fluorescein diacetate (FDA) test. The samples of influent and effluent water were analyzed for dissolved oxygen, free carbon dioxide, pH, total alkalinity, TOC, permanganate COD, UV absorbance (?=254 nm) and total number of bacteria at 22 oC. The study has revealed that all the GAC beds in the adsorption columns operated by the Gruszczyn Water Treatment Plant were biologically active. The biological activity of the GAC beds was found to depend on the duration of the filter cycle after backwash. Backwash produced a periodic reduction in the biological activity of the GAC beds, which was followed by a gradual increase with the duration of the filter cycle. The efficiency of organic matter removal from the water in the GAC beds failed to exceed 40%, which seems to be attributable to the fact that the treatment train applied does not include ozonation as a prior step to filtration IIo which involves GAC beds.

Słowa kluczowe

PL

oczyszczanie wody; filtracja; adsorpcja; węgiel aktywny; filtr węglowy; aktywność biologiczna; błona biologiczna

EN

water treatment; filtration; sorption; carbon filter; biological activity; biofilm

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2009
• Tom: vol. 31, nr 4
• Strony: 31--34
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys.

Twórcy

autor

Pruss A.

autor

Maciołek A.

autor

Lasocka-Gomuła I.

• Politechnika Poznańska, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Instytut Inżynierii Środowiska, ul. Piotrowo 3a, 60-965 Poznań,

Bibliografia

• 1. L. RECZEK: Oznaczanie liczebności i aktywności enzymatycznej mikroorganizmów zasiedlających granulowane węgle aktywne stosowane w procesie uzdatniania wody. Mat. konf. „Zaopatrzenie w wodę, jakość i ochrona wód”, PZITS Oddział Wielkopolski, Kraków 2000, ss. 509–518.
• 2. P.M. HUCK, B.M. COFFEY, A. AMIRTHARAJAH, E.J. BOUWER: Optimizing filtration in biological filters. AWWA Research Foundation and AWWA, 2000.
• 3. M. LESZCZYŃSKA, A. PRUSS: Współczesne standardy jakości wody do picia – stan wiedzy, kierunki zmian. Mat. konf. „Zaopatrzenie w wodę, jakość i ochrona wód”, PZITS Oddział Wielkopolski, Zakopane 2006, t. I, ss. 245–259.
• 4. K. WILMAŃSKI: Usuwanie substancji organicznych z wód podziemnych na pylistym węglu aktywnym. Ochrona Środowiska 2005, vol.27, nr 3, ss. 13–16.
• 5. A. WOLBORSKA, R. ZARZYCKI, J. CYRAN, H. GRABOWSKA, M. WYBÓR: Ocena biologicznej aktywności filtrów węglowych w uzdatnianiu wód powierzchniowych na przykładzie wodociągu „Sulejów-Łódź”. Ochrona Środowiska 2003, vol.25, nr 4, ss. 27–32.
• 6. Z. SOZAŃSKA, S. BIŁOZOR: Biologicznie aktywne filtry węglowe w uzdatnianiu wody. Mat. konf. „Zagadnienie zaopatrzenia w wodę miast i wsi”, PZITS Oddział Wielkopolski, Poznań 1986, ss. 59–69.
• 7. M.M. SOZAŃSKI., Z. SOZAŃSKA, T. SOCZYŃSKI: Usuwanie mikrozanieczyszczeń w biologicznie aktywnych filtrach węglowych w warunkach podwyższonego zasolenia wody. Ochrona Środowiska 1993, vol. 15, nr 3, ss. 57–60.
• 8. L. KIEDRYŃSKA: Zasiedlanie granulowanych węgli aktywnych przez mikroorganizmy w procesie uzdatniania wody. Ochrona Środowiska 2004, vol. 26, nr 1, ss. 39–42.
• 9. M. LESZCZYŃSKA: Proces adsorpcji we współczesnych technologiach uzdatniania wody. Mat. konf. „Zaopatrzenie w wodę, jakość i ochrona wód”, PZITS Oddział Wielkopolski, Zakopane 2006, t. I, ss. 607–620.
• 10. A. PRUSS: Badania wpływu zmian grubości błony biologicznej na ziarnach złoża filtracyjnego na zużycie tlenu podczas usuwania azotu amonowego z wody. Ochrona Środowiska 2007, vol. 29, nr 1, ss. 35–39.
• 11. A. PRUSS: Wpływ przerw w eksploatacji filtrów węglowych na ich aktywność biologiczną. Ochrona Środowiska 2007, vol.29, nr 3, ss. 55–58.
• 12. P. GRUNWALD, M. PERCHUĆ: Usuwanie związków humusowych na biologicznie aktywnych filtrach węglowych. Mat. konf. „Zaopatrzenie w wodę miast i wsi”, PZITS Oddział Wielkopolski, Poznań 1996, t. III, ss. 185–199.
• 13. M. ŁEBKOWSKA, J. WĄSOWSKI, U. WOJSA-ŁUGOWSKA: Zastosowanie analizy mikrobiologicznej do oceny biologicznej aktywności węgli aktywnych. Ochrona Środowiska 1997, vol. 19, nr 3, ss.43–46.
• 14. B. FALKUS, A. HANDZLIK, E. KAJDAS: Liczebność mikroorganizmów zasiedlających złoża filtrów węglowych w ZPW Dziećkowice. Ochrona Środowiska 1999, vol. 21, nr 2, ss. 29–34.
• 15. D.P. WILCOX, E. CHANG, K.L. DICKSON, K.R. JOHAN-SSON: Microbial growth associated with granular activated carbon in a pilot water treatment facility. Applied and Environmental Microbiology 1983, Vol. 46, No. 8, pp. 406–416.
• 16. M. MOŁCZAN: Podstawy modelowania matematycznego procesu adsorpcji–biodegradacji w biologicznie aktywnych złożach granulowanych węgli aktywnych Ochrona Środowiska 2006, vol. 28, nr 3, ss. 9–14.
• 17. A. PRUSS, M. BŁAŻEJEWSKI: The influence of velocity gradient on removal of ammonia nitrogen from water. Proc. "Second National Congress of Environmental Engineering", London 2007, pp. 159–164.
• 18. A. PRUSS, M. BŁAŻEJEWSKI: Wpływ gradientu prędkości na grubość błony biologicznej na ziarnach złoża filtracyjnego i usuwanie z wody azotu amonowego. Mat. konf. „II Kongres Inżynierii Środowiska”, Lublin 2005, ss. 261–269.
• 19. A. MACIOŁEK, I. LASOCKA-GOMUŁA: Modernizacja SUW Gruszczyn przy zachowaniu ciągłości produkcji wody. Mat. konf. „Woda–Człowiek–Środowisko”, PZITS Oddział Wielkopolski, Licheń 2007, ss. 107–116.
• 20. I. LASOCKA-GOMUŁA, P. KANIA, A. MACIOŁEK: Stabilność chemiczna wody podziemnej ze stacji oczyszczania w Gruszczynie. Mat. konf. „Zaopatrzenie w wodę, jakość i ochrona wód”, PZITS Oddział Wielkopolski, Gniezno 2008, t. 1, ss. 545–554.
• 21. E. KIJOWSKA, M. LESZCZYŃSKA, M.M. SOZAŃSKI: Metabolic activity test in investigation of biodegradation in biological filters. Water Science and Technology: Water Supply 2001, Vol. 1, No. 2, pp. 151–158.
• 23. E. KIJOWSKA, M. LESZCZYŃSKA, M.M. SOZAŃSKI: Test aktywności metabolicznej w badaniach biodegradacji materii organicznej w złożach biologicznych filtrów węglowych. Mat. konf. „Zaopatrzenie w wodę, jakość i ochrona wód”, PZITS Oddział Wielkopolski, Kraków 2000, ss. 477–488.
• 24. Rozporządzenie Ministra Zdrowia z 29 marca 2007r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi. DzU nr 61, poz. 417.