Modelowanie skuteczności procesu adsorpcji na pylistym węglu aktywnym w układzie technologicznym oczyszczania wody

• Autorzy: Szlachta M. , Adamski W.

Warianty tytułu

EN

Modeling the efficiency of adsorption onto powdered active carbon in a water treatment train

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Określono skuteczność usuwania frakcji substancji organicznych z wody naturalnej metodą adsorpcji na pylistym węglu aktywnym (PWA). Jako miarę zawartości rozpuszczonych związków organicznych w oczyszczanej wodzie przyjęto rozpuszczony węgiel organiczny (RWO). W przypadku realizacji adsorpcji łącznie z procesem koagulacji objętościowej, większa ilość dawkowanego koagulantu i adsorbentu dała większą skuteczność procesu oczyszczania wody. Z kolei skuteczność adsorpcji realizowanej jako wydzielony proces uwarunkowana była nie tylko dawką PWA, ale także czasem kontaktu adsorbentu z oczyszczaną wodą. Wyniki badań wykorzystano do wyznaczenia współczynników empirycznych w sformułowanym modelu matematycznym opisującym skuteczność adsorpcji związków organicznych na PWA. W zakresie przeprowadzonych badań technologicznych skuteczność usuwania substancji organicznych metodą adsorpcji, realizowanej jako wydzielony proces, uzależniono od czasu kontaktu i dawki PWA, natomiast przy realizacji adsorpcji łącznie z koagulacją - dodatkowo od dawki koagulantu. Ponadto określono współczynnik szybkości przenoszenia masy adsorbatu, którego wartość zmieniała się w funkcji czasu trwania procesu oraz jego sprawności, wyrażonej jako stosunek RWO pozostałego w wodzie po procesie do jego zawartości początkowej. Przedstawione modele matematyczne mogą przyczynić się do skutecznej kontroli procesu oczyszczania wody, a tym samym do zwiększenia stopnia usuwania rozpuszczonych substancji organicznych z wód powierzchniowych.

EN

The aim of the study was to examine the efficiency of removing organic matter fractions from natural water by adsorption onto powdered active carbon (PAC). Dissolved organic carbon (DOC) was adopted as a measure of the dissolved organic matter content in the treated water. When adsorption was conducted simultaneously with the process of volume coagulation, an increased coagulant and adsorbent dose upgraded the efficiency of the water treatment process. However, when adsorption was performed separately, the efficiency of the treatment process depended not only on the size of the PAC dose, but also on the time of contact between the adsorbent and the water being treated. On the basis of the experimental results, the empirical coefficients were determined for the mathematical model describing the efficiency of organic compound adsorption onto the PAC. Within the scope of technological investigations, the efficiency of organic matter removal was related to contact time and PAC dose when adsorption was performed as a single process; when adsorption was conducted in combination with the coagulation process, removal efficiency was additionally related to coagulant dose. Furthermore, technological investigations enabled the coefficient of the adsorbate mass transfer rate to be determined, which was found to depend on the duration of the process and on its efficiency expressed as the ratio of the DOC persisting in the water after the completion of the process to the initial DOC value. The mathematical models presented in the paper will improve the control of the water treatment process and thus enhance the efficiency of dissolved organic matter removal from water.

Słowa kluczowe

PL

adsorpcja; koagulacja; węgiel organiczny; węgiel aktywny

EN

adsorption; coagulation; organic carbon; active carbon

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 30, nr 2
• Strony: 57--60
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz.

Twórcy

autor

Szlachta M.

autor

Adamski W.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Inżynierii Ochrony Środowiska,

Bibliografia

• 1. J.P. CROUE, J.F. DEBROUX, G.R. AIKEN, J.A. LEENHEER, G.L. AMY: Natural organic matter: Structural characteristics and reactive properties. In: Formation and Control of Disinfection By-products in Drinking Water. P.C. SINGER [Ed.], AWWA, Denver 1999, pp. 65–93.
• 2. H.-C. KIM, M.-J. YU: Characterization of natural organic matter in conventional water treatment processes for selection of treatment processes focused on DBPs control. Water Research, 2005, Vol. 39, No. 19, pp. 4779–4789.
• 3. A. MATILAINEN, N. LINDQVIST, S. KORHONEN, T. TUHKANEN: Removal of NOM in the different stages of the water treatment process. Environment International, 2002, Vol. 28, No. 6, pp. 457–465.
• 4. R. FABRIS, C.W.K. CHOW, M. DRIKAS: Practical application of a combined treatment process for removal of recalcitrant NOM – alum and PAC. Water Science and Technology: Water Supply, 2004, Vol. 4, No. 4, pp. 89–94.
• 5. G. NEWCOMBE, J. MORRISON, C. HEPPLEWHITE: Simultaneous adsorption of MIB and NOM onto activated carbon. I. Characterization of the system and NOM adsorption. Carbon, 2002, Vol. 40, No. 12, pp. 2135–2146.
• 6. G. NEWCOMBE, J. MORRISON, C. HEPPLEWHITE, D.R.U. KNAPPE: Simultaneous adsorption of MIB and NOM onto activated carbon: II. Competitive effects. Carbon, 2002, Vol. 40, No. 12, pp. 2147–2156.
• 7. C. PELEKANI, V.L. SNOEYINK: Competitive adsorption in natural water: role of activated carbon pore size. Water Research, 1999, Vol. 33, No. 5, pp. 1209–1219.
• 8. Pylisty węgiel aktywny Norit SA Super. Katalog firmowy Norit (praca niepublikowana).
• 9. M. SZLACHTA: Analiza zjawisk w koagulacji objętościowej wspomaganej pylistym węglem aktywnym. Rozprawa doktorska, Politechnika Wrocławska, Instytut Inżynierii Ochrony Środowiska, Wrocław 2007 (praca niepublikowana).
• 10. W. ADAMSKI: Analiza zjawisk przenoszenia masy w układach adsorpcyjnych oczyszczania wody. Wydawnictwo Politechniki Wrocławskiej, Seria: Monografie nr 29, Wrocław 1988.
• 11. W. ADAMSKI, E. GROCHULSKA-SEGAL, J. MARKIEWICZ: Modelowanie zjawisk procesu koagulacji–adsorpcji w złożu granulowanego węgla aktywnego. Ochrona Środowiska, 2002, vol. 24, nr 3, ss. 3–7.