Usuwanie prekursorów biodegradowalnych substancji organicznych w procesie biofiltracji

Raczyk-Stanisławiak, U.; Ciemniecka, E.; Świetlik, J.; Nawrocki, J.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Usuwanie prekursorów biodegradowalnych substancji organicznych w procesie biofiltracji

Autorzy

Raczyk-Stanisławiak U. , Ciemniecka E. , Świetlik J. , Nawrocki J.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

Warianty tytułu

Removal of the Precursors of Biodegradable Organic Substances via Biofiltration

Języki publikacji

Abstrakty

Stosowanie w oczyszczaniu wody zarówno dwutlenkiem chloru, jak i chlorem powoduje powstawanie łatwo biodegradowalnych związków, w tym krótkołańcuchowych kwasów organicznych. Najczęściej stosowaną metodą usuwania biodegradowalnych substancji organicznych z wody jest proces biofiltracji, często poprzedzony ozonowaniem. Dezynfekcja końcowa wody po procesie ozonowania-biofiltracji powoduje powstanie dodatkowych ilości biodegradowalnych substancji organicznych, z czego wynika, że filtracja biologiczna nie usuwa w pełni ich prekursorów. W badaniach modelowych wykazano wpływ biofiltracji wody poprzedzonej ozonowaniem oraz bez ozonowania na usuwanie prekursorów biodegradowalnych substancji organicznych. Wodę po biofiltracji poddano działaniu dwutlenku chloru lub chloru, a następnie oznaczono zawartość biodegradowalnego rozpuszczonego węgla organicznego (BRWO) oraz powstających w tym procesie kwasów organicznych. Badania wykazały, że chlorowanie wody po ozonowaniu i biofiltracji z krótszymi czasami kontaktu z węglem aktywnym powodowało powstanie większych ilości kwasów organicznych. Wydłużenie czasu kontaktu wody ze złożem do 30 min wyraźnie zmniejszyło zawartość BRWO w wodzie i obniżyło ilość prekursorów organicznych, co spowodowało powstanie niewielkich ilości organicznych produktów utleniania. Stwierdzono, że zastosowanie dwutlenku chloru po ozonowaniu-biofiltracji powoduje powstanie większych ilości kwasów organicznych w porównaniu z chlorowaniem wody.

The use of chlorine dioxide or chlorine as disinfectants in water treatment induces the formation of easily biodegradable compounds, and these include short-chain organic acids. Of the available methods for the removal of biodegradable organic substances from water bodies, biofiltration (frequently combined with ozonation as a prior step) has gained widespread acceptance. Final disinfection which follows the ozonation-biofiltration process produces additional quantities of biodegradable organic species, and thus makes it clear that biological filtration fails to provide complete removal of their precursors. The model investigations reported in this paper address the problem of how the biofiltration process (with and without ozonation as a prior stage) influences the removal of the precursors of biodegradable organic substances. Following biofiltration, the water samples were exposed to chlorine dioxide or chlorine. Then the concentration of biodegradable dissolved organic carbon (BDOC), as well as the concentrations of the organic acids that form in the course of the process, was determined. The results of the study have revealed the following findings. Chlorination of the water after ozonation and biofiltration involving shorter times of contact with active carbon accounted for the formation of larger organic acid quantities. The extension of the water-biofilter contact time to 30 min visibly reduced the BDOC content in the water and the quantity of organic precursors, thus generating insignificant amounts of organic oxidation products. The application of chlorine dioxide after ozonation-biofiltration produced larger quantities of organic acids as compared to the application of chlorine.

Słowa kluczowe

substancja organiczna biofiltracja dezynfekcja kwas organiczny dwutlenek chloru

organic substances biofiltration disinfection organic acids chlorine dioxide

Wydawca

Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski

Czasopismo

Ochrona Środowiska

Rocznik

2007

Tom

R. 29, nr 3

Strony

59--64

Opis fizyczny

Bibliogr. 26 poz.

Twórcy

autor

Raczyk-Stanisławiak U.

autor

Ciemniecka E.

autor

Świetlik J.

autor

Nawrocki J.

Uniwersytet im. A. Mickiewicza, Poznań, stanisl@amu.edu.pl

Bibliografia

1. B.E. RITTMANN, Y.L. SNOEYINK: Aehieving biologically stable drinking water. Journal AWWA, 1984, Vol. 76, No. 10, pp. 106-114.
2. B.E. RITTMANN, P.M. HUCK: Biological treatrnent of public water supplies. Critical Reviews in Environmental Control, 1989, Vol. 19,pp. 119-189.
3. c.I. ESCOBAR, A. RANDALL, A. TAYLOR: Baeterial growth in distribution systems: Effeet of assimilable organie carbon and biodegradable dissolved organie carbon. Environ. Sel. Technol., 2001, Vol. 35, No. 17, pp. 3442-3447.
4. W. LIU, H. WU, Z. WANO, S.L. ONO, J.Y. HU, W.J. NO: Investigation of assirnilable organie carbon (AOC) and baeterial regrowth in drinking water distribution system. Wat. Res., 2002, Vol. 36, No. 4, pp. 891-898.
5. P. SERVAIS, O. BILLEN, P. LAURENT, y. LEVI, O. RANDON: Baeterial re-growth in distribution systems. Proeeedings AWWA WQTC Conferenee, Miami, FI, 7-10 November 1993.
6. M.J. LEHOTOLA, I.T. MIETTINEN, T. VARTIAINEN, T. MYLLYKANOAS, P. MARTIKAINEN: Mierobially available organie carbon, phosphorous and mierobial growth in ozonated drinking water. Wat. Res., 2001, Vol. 35, No. 7, pp. 1635-1640.
7. S. SRINIVASAN, GW. HARRINOTON: Biostability analysis for drinking water distribution systems. Wat. Res., 2007, Vol. 41, pp. 2127-2138.
8. J.P. CHANDY, M.L. ANOLES: Determination of nutrients limiting biofilm formation and the subsequent impaet on disinfeetant deeay. Wat. Res., 2001, Vol. 35, No. II, pp. 2677.
9. N.B. HALLAM, J.R. WEST, C.F. FORSTER, J. SIMMS: The potential for biofilm growth in water distribution systems. Wat. Res., 2001, Vol. 35, No. 17, p. 4063.
10. O.M. ZACHEUS, E.K. IIVANAINEN, T.K. NISSINEN, M.J. LEHTOLA, P.J. MARTIKAINEN: Baeterial biofi1m formation on polyvinyl chloride, polyethylene and stainless steel exposed to ozonated water. Wat. Res., 2000, Vol. 34, No. I, p. 63.
11. V. LUND, K. ORMEROD: The influence of disinfection processes on biofilm formation in water distribution systems. Wat. Res., 1995, Vol. 29, No. 4, p. 1013.
12. P.w. BUTTERFIELD, A.K. CAMPER, JA BIEDERMAN, A.M. BAROMEYER: Minimizing biofilm in the presence of iron oxides and humic substances. Wat. Res., 2002, Vol. 36, p.3898.
13. P. SERVAIS, P. LAUREAT, O. RADON: Comparison ofthe bacterial dynamies in various French distribution system. Journal of Water SRT Aqua, 1995, Vol. 44, No. I, pp. 10-17.
14. M. ŚWIDERSKA-BRÓŻ: Skutki braku stabilności biologicznej wody wodociągowej. Ochrona Środowiska, 2003, nr 4, ss. 7-12.
15. J. NAWROCKI, S. BIŁOZOR [red.]: Uzdatnianie wody. Procesy chemiczne i biologiczne. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa- Poznań 2000.
16. U. RACZYK-STANISŁAWIAK, 1. ŚWIETLIK, 1. NAWROCKI: Badanie biodegradowalnej materii organicznej w wodzie po biologicznie aktywnych filtrach węglowych w trakcie dlugotrwalej eksploatacji. Mat. konf. "Zaopatrzenie w wodę, jakość i ochrona wód", PZlTS, Zakopane 2006, ss.725-737.
17. U. RACZYK-STANISŁAWIAK, 1. ŚWIETLIK, A. DĄBROWSKA, J. NAWROCKI: Biodegradability of organic by-products after natural organic matter oxidation with Cl02 - case study. Wat. Res., 2004, Vol. 38, No. 4, pp. 1044-1054.
18. U. RACZYK-STANISŁAWIAK, J. ŚWIETLIK, J. NAWROCKI: Disinfection and formation biodegradable organie carbon. Wat. Res., 2007 (submitted for publication).
19. U. RACZYK-STANISŁAWIAK, J. ŚWIETLIK, J. NAWROCKI: Badanie wpływu chloru, dwutlenku chloru i ozonu na stabilność biologiczną wody. Ochrona Środowiska, 2005, nr 3, ss. 33-39.
20. J. ŚWIETLIK, U. RACZYK-STANISŁAWIAK, J. NAWROCKI: Wpływ procesów utleniania i biodegradacji na zmianę struktury substancji organicznych naturalnie występujących w wodzie. Ochrona Środowiska, 2005, nr 3, ss. 29-32.
21. W. SCHMIDT, B. HAMBSCH, H. PETZOLD: Classification of algogenic organic matter concerning its contribution to the bacterial regrowth potential and by-product formation. Water Science and Technology, 1998, Vol. 37, No. 2, pp. 91-96.
22. J. ŚWIETLIK, U. RACZYK-STANISŁAWIAK, S. BIŁOZOR, W. ILECKI, J. NAWROCKI: Effect of oxidation with chlorine dioxide on the adsorption of natural organic matter on granular activated carbon. PoIish Journal of Environmental Studies, 2002, Vol. II, No. 4, pp. 435-439.
23. Standard Methods for Examination of Water and Wastewater, 18th Edition. American Public Health Association American Water Works Association Water Environment Federation, Washington DC 1992.
24. CJ. VOLK: Biodegradable organic matter measurement and bacterial regrowth in potable water. Methods in Enzymology, 2001, Vol. 337,pp. 144-170.
25. A.A. YAVICH, K-H. LEE, K-C. CHEN, L. PAPE, SJ. MASTEN: Evaluation of biodegradability of NOM after ozonation. Wat. Res., 2004, VoL 38, pp. 2839-2846.
26. F. HAMMES, E. SALHI, O. KOSTER, H-P. KAISER, T. EOL, U. VON OUNTEN: Mechanistie and kinetic evaluation of organie disinfection by-product and assimilable organic carbon (AOC) formation during the ozonation of drinking water. Wat. Res., 2006, Vol. 40, pp. 2275-2286.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BPOK-0007-0011