Wpływ pylistego węgla aktywnego na usuwanie mało- i wielkocząsteczkowych związków organicznych w procesie koagulacji siarczanem glinu

• Autorzy: Szlachta M. , Adamski A.

Warianty tytułu

EN

Effect of powdered active carbon on the removal of low- and high-molecular-weight organic compounds by alum coagulation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Na podstawie wykonanych badań określono skuteczność wspomagania procesu koagulacji adsorpcją na pylistym węglu aktywnym w usuwaniu mało- i wielkocząsteczkowych związków organicznych z wody naturalnej. W pracy dokonano oceny wpływu ilości dawkowanego koagulantu na skuteczność procesu. Wykazano, że dawkowanie większych ilości koagulantu pozwala na uzyskanie lepszej skuteczności oczyszczania wody oraz że dzięki realizacji procesu koagulacji łącznie z adsorpcją na PWA można znacznie zmniejszyć dawkę koagulantu i równocześnie uzyskać wysoką skuteczność procesu, porównywalną ze skutecznością koagulacji konwencjonalnej, z tym że realizowanej z dawką koagulantu większą o ponad 50%. Skuteczność usuwania substancji organicznych, mierzonych zawartością RWO i absorbancją w UV, uwarunkowana była również ilością dawkowanego węgla pylistego; wraz ze wzrostem jego ilości skuteczność procesu rosła. W całym zakresie testowanych dawek PWA odnotowano wyraźne zmniejszenie wartości SUVA po procesie, co wskazywało na zmniejszenie udziału reaktywnych form RWO, a tym samym na spadek ryzyka powstawania ubocznych produktów dezynfekcji. Analiza skuteczności procesu koagulacji-adsorpcji z udziałem PWA i koagulacji realizowanej bez adsorbentu w usuwaniu z wody zarówno mało-, jak i wielkocząsteczkowych substancji organicznych wykazała, że koagulacja była skuteczna w usuwaniu substancji organicznych o większych masach cząsteczkowych (2,1÷5,3 kDa), podczas gdy wzrost stopnia usunięcia małocząsteczkowych frakcji (1,0÷1,5 kDa) był widoczny dopiero podczas procesu koagulacji łącznie z adsorpcją na PWA.

EN

Experiments were conducted to assess the efficiency of the coagulation-adsorption process in removing low- and high-molecular-weight organic compounds from natural water. The extent of removal achieved in the combined process, where alum coagulation was aided by adsorption on powdered active carbon (PAC), was related to the quantity of the coagulant dose applied. The study has produced the following findings. The increase in the coagulant dose was concomitant with an enhancement of the removal efficiency; when the quantity of the coagulant dose increased, this led to an improvement in the quality of the treated water; the combined process of alum coagulation and PAC adsorption made it possible to reduce substantially the coagulant dose and attain a high efficiency of organic matter removal; the removal efficiency of the combined process was not only comparable with that of the conventional coagulation, but had been achieved with a notably lower coagulant dose than the one required for the conventional process. The removal of organic substances expressed in terms of dissolved organic carbon (DOC) and UV absorbance also depended on the quantity of the PAC dosed; as the PAC dose increased, so did the efficiency of the process. Over the entire range of the PAC doses tested, a substantial decrease in the SUVA value was observed after the process. This is an indication that the proportion of the reactive DOC forms has been reduced and, consequently, the risk that disinfection by-products will form. A comparison of the removal efficiency of the alum coagulation-PAC adsorption process with that of the coagulation conducted without an adsorbent has revealed that coagulation as a single process provides efficient removal of high-molecular-weight organic substances (2.1 to 5.3 kDa); an enhanced extent of low-molecular-weight fraction removal (1.0 to 1.5 kDa) was only observed during coagulation combined with PAC adsorption.

Słowa kluczowe

PL

woda powierzchniowa; substancje organiczne; koagulacja; siarczan glinu; adsorpcja; węgiel aktywny; masa cząsteczkowa

EN

surface water; organic matter; coagulation; alum; adsorption; active carbon; molecular weight

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 30, nr 4
• Strony: 39--43
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Szlachta M.

autor

Adamski A.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Inżynierii Środowiska, Instytut Inżynierii Ochrony Środowiska, Wybrzeże S. Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław,

Bibliografia

• 1. E.M. THURMAN: Organic Geochemistry of Natural Waters. Nijhoff/Junk Publishers, Boston 1985.
• 2. J.K. EDZWALD, J.E. VAN BENSCHOTEN: Aluminum coagulation of natural organic matter. In: Water Chemical Water and Wastewater Treatment. 4th Gothenburg Symposium, Springer-Verlag, 1990, pp. 341–359.
• 3. M.C. WHITE, J.D. THOMPSON, G.W. HARRINGTON, P.C. SINGER: Evaluating criteria for enhanced coagulation compliance. Journal of the American Water Works Association 1997, Vol. 89, No. 5, pp. 64–77.
• 4. C. VOLK, K. BELL, E. IBRAHIM, D. VERGES, G. AMY, M. LECHEVALLIER: Impact of enhanced and optimized coagulation on removal of organic matter and its biodegradable fraction in drinking water. Water Research 2000, Vol. 34, No. 12, pp. 3247–3257.
• 5. R.C. CHENG, S.W. KRASNER, J.F. GREEN, K.L. WATTIER: Enhanced coagulation: A preliminary evaluation. Journal of the American Water Works Association 1995, Vol. 87, No. 2, pp. 91–103.
• 6. I.N. NAJM, V.L. SNOEYINK, B.W. LYKINS, J.Q. ADAMS: Using powdered activated carbon: A critical review. Journal of the American Water Works Association 1991, Vol. 83, No. 1, pp. 65–76.
• 7. 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.
• 8. M. SZLACHTA, W. ADAMSKI: Ocena skuteczności usuwania naturalnych związków organicznych z wody w procesie koagulacji objętościowej. Ochrona Środowiska, 2008, vol. 30, nr 3, ss. 9–13.
• 9. M. SZLACHTA, W. ADAMSKI: Effects of NOM removal by integrated processes – alum coagulation and PAC-adsorption. 4th International Water Association Young Water Professionals Conference, University of California, Berkeley 2008.
• 10. K. BELL-AJY, M. ABBASZADEGAN, E. IBRAHIM, D. VERGES, M. LECHEVALLIER: Conventional and optimized coagulation for NOM removal. Journal of the American Water Works Association 2000, Vol. 92, No. 10, pp. 44–58.
• 11. J.J. QIN, M.H. OO, K.A. KEKRE, F. KNOPS, P. MILLER: Impact of coagulation pH on enhanced removal of natural organic matter in treatment of reservoir water. Separation and Purification Technology 2006, Vol. 49, No. 3, pp. 295–298.
• 12. J. GUMIŃSKA, M. KŁOS: Wpływ recyrkulacji osadu pokoagulacyjnego na skuteczność oczyszczania wody o dużej intensywności barwy. Ochrona Środowiska 2008, vol. 30, nr 1, ss. 9–12.
• 13. M. SZLACHTA: Analiza zjawisk w koagulacji objętościowej wspomaganej pylistym węglem aktywnym. Rozprawa doktorska, Politechnika Wrocławska, Instytut Inżynierii Ochrony Środowiska, Wrocław 2007 (praca niepublikowana).
• 14. J.K. EDZWALD, J.E. TOBIASON: Enhanced coagulation: USA requirements and a broader view. Water Science and Technology 1999, Vol. 40, No. 9, pp. 63–70.
• 15. J. CHOMA, M. JARONIEC, M. KLOSKE: Zastosowanie uporządkowanych nanomateriałów krzemionkowych i węglowych w inżynierii środowiska. Ochrona Środowiska 2007, vol. 29, nr 3, ss. 3–12.