Wykorzystanie pomiaru liczby cząstek do optymalizacji dawki koagulantu w oczyszczaniu wód powierzchniowych

• Autorzy: Kłos M. , Gumińska J.

Warianty tytułu

EN

Optimizing the coagulant dose for surface water treatment by means of particle number measurement

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Standardowe procedury doboru dawki optymalnej koagulantu opierają się na sprawdzonej metodyce testów naczyniowych. Do oceny skuteczności działania koagulantu wykorzystuje się podstawowe parametry jakościowe wody, jak mętność, barwa, absorbancja w nadfiolecie oraz zawartość pozostałego koagulantu. Jednak zarówno w przypadku koagulantów hydrolizujących, jak i coraz powszechniej stosowanych do oczyszczania wody koagulantów wstępnie zhydrolizowanych, dawkę ustaloną według kryteriów jakościowych nie zawsze można uznać za optymalną. W pracy dokonano analizy wiarygodności procedury testów naczyniowych prowadzonych w celu wyznaczenia dawki optymalnej koagulantów hydrolizujących i wstępnie zhydrolizowanych w oparciu o pomiar liczby cząstek. Wyniki przeprowadzonych badań potwierdziły, ze mechanizm działania koagulantów wstępnie zhydrolizowanych i hydrolizujących zależał w głównej mierze od zawartości form polimerowych glinu. Wraz ze wzrostem stopnia polimeryzacji wzrastała zdolność koagulantów do neutralizacji potencjału elektrokinetycznego zanieczyszczeń obecnych w oczyszczanej wodzie, co powodowało zmniejszenie wymaganej dawki koagulantu do usuwania koloidów i zawiesin. Dawki skuteczne koagulantów zawierających duży udział spolimeryzowanych form glinu były znacznie mniejsze niż reagentów zhydrolizowanych, a ich dokładna wartość zależała od tego, czy proces koagulacji był optymalizowany jest pod kątem usuwania zawiesin, czy usuwania związków organicznych z wody.

EN

The standard procedures commonly used for the determination of the optimal coagulant dose involve the well-tried jar test method. To assess the efficiency of the coagulant, it is conventional to use the following water quality parameters: turbidity, color, UV absorbance and residual coagulant concentration. However, regardless of whether use is made of the hydrolyzing or of the frequently preferred pre-hydrolyzed coagulant, their doses determined according to water quality criteria can not be regarded as optimal in every instance. In the present study the jar test method was analyzed for reliability when used for determining the optimal dose of the coagulant (both hydrolyzing and pre-hydrolyzed) on the basis of particle number measurement. The results have demonstrated that the mechanism governing the performance of both the coagulant types depended primarily on the content of the polymerized aluminum forms. As the degree of polymerization increased, so did the capacity of the coagulants for neutralizing the electrokinetic potential of the pollutants that were present in the water being treated. This is what enabled a reduction of the coagulant dose required for the removal of colloids and suspended solids. The doses required for efficient removal were substantially lower when the coagulant contained a higher proportion of polymerized aluminum forms than when use was made of the hydrolyzed reagent. The exact value of the dose depended on whether the optimization of the coagulation process was aimed at the removal of suspended solids or at NOM removal.

Słowa kluczowe

PL

koagulacja; koagulant wstępnie zhydrolizowany; licznik cząstek

EN

coagulation; pre-hydrolyzed coagulant; particle counter

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 31, nr 3
• Strony: 25--28
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz.

Twórcy

autor

Kłos M.

autor

Gumińska J.

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

Bibliografia

• 1. J. DUAN, J. GREGORY: Coagulation by hydrolyzing metal salts. Adv. Coll. Interf. Sci. 2003, Vol. 100–102, pp. 475–502.
• 2. J. GREGORY, V. DUPONT: Properties of flocs produced by water treatment coagulants. Water Science & Technology 2001, Vol. 44, No. 10, pp. 231–236.
• 3. J. GREGORY: Fundamentals of flocculation. Critical Reviews in Environmental Control 1989, Vol. 19, No. 3, pp. 185–230.
• 4. H.A. BUSTAMANTE, S.R. SHANKER, R.M. PASHLEY, M.E. KARAMAN: Interaction between Cryptosporidium oocysts and water treatment coagulants. Water Research 2001, Vol. 35, No. 13, pp. 3179–3189.
• 5. J. NAWROCKI, S. BIŁOZOR [red.]: Uzdatnianie wody. Procesy chemiczne i biologiczne. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa–Poznań 2000.
• 6. M. KŁOS, J. GUMIŃSKA, W. SAWINIAK: Zastosowanie koagulantów hydrolizujących oraz wstępnie zhydrolizowanych w procesie koagulacji kontaktowej. Mat. konf. „Zaopatrzenie w wodę, jakość i ochrona wód”, PZITS Oddział Wielkopolski, Zakopane 2006, t. I, ss. 539–551.
• 7. A.L. KOWAL, M. ŚWIDERSKA-BRÓŻ: Oczyszczanie wody. Podstawy teoretyczne i technologiczne, procesy i urządzenia. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2007.
• 8. J. GREGORY: Turbidity and beyond. Filtration and Separation 1998, Vol. 35, No. 1, pp. 63–67.
• 9. M. KŁOS: Zastosowanie detektora prądu strumieniowego do oceny efektywności działania koagulantów. Mat. konf. „Aktualne zagadnienia w uzdatnianiu i dystrybucji wody”, Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, Szczyrk 2007, ss. 133–141.
• 10. M. KŁOS, J. GUMIŃSKA: Badania nad określeniem stopnia spolimeryzowania wstępnie zhydrolizowanych koagulantów glinowych. Ochrona Środowiska 2007, vol. 29, nr 2, ss. 27–31.
• 11. P. ZHANG, Z. WU, G. ZHANG, G. ZENG, H. ZHANG, J. LI, J. DONG: Coagulation characteristics of polyaluminum chlorides PAC-Al30 on humic acid removal from water. Separation and Purification Technology 2008, Vol. 63, No. 3, pp. 642–647.
• 12. J.-L. LIN, C.-J.M. CHIN, J.R. PAN, D. WANG: Coagulation behavior of Al13 aggregates. Water Research 2008, Vol. 42, No. 16, pp. 4281–4290.
• 13. S.-H. KIM. B.-H. MOON, H.-I. LEE: Effects of pH and dosage on pollutant removal and floc structure during coagulation. Microchemical Journal 2001, Vol. 68, pp. 197–203.