Usuwanie substancji organicznych z wody w procesach wymiany jonowej, koagulacji i adsorpcji

• Autorzy: Mołczan M. , Biłyk A.

Warianty tytułu

EN

Removal of organic substances from water in the ion exchange, coagulation and adsorption processes

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Domieszki organiczne wód naturalnych uznawane są za zanieczyszczenie z powodu ich podatności na reakcje z utleniaczami, w których powstają niebezpieczne dla zdrowia halogenowe związki organiczne. Obok tradycyjnych metod usuwania substancji organicznych z wody, takich jak adsorpcja i koagulacja, pojawiają się nowe, do których zaliczyć należy wymianę jonową. Przydatność żywic anionowych wynika z częstego występowania w cząsteczkach organicznych ujemnie zdysocjowanych grup karboksylowych lub fenolowych. Celem wykonanych badań była ocena roli wymiany jonowej w usuwaniu organicznych domieszek wody w ciągu technologicznym, opartym na tradycyjnych technikach koagulacji i adsorpcji oraz na stosowaniu nowej metody MIEX®DOC. Badania prowadzono w trzech sekwencjach procesów: koagulacja-adsorpcja (1), wymiana jonowa-adsorpcja (2), wymiana jonowa-koagulacja-adsorpcja (3). Wyniki badań wskazują, że adsorpcja i wymiana anionowa (proces MIEX®DOC) odgrywają podobnie ważną rolę w usuwaniu rozpuszczonego węgla organicznego (RWO), zaś koagulacja jest procesem uzupełniającym. Proces MIEX®DOC ma tę przewagę nad adsorpcją, że daje trwały w czasie efekt usuwania RWO, czego nie zapewnia adsorpcja kolumnowa. Połączenie obu metod tworzy nową jakość w usuwaniu organicznych domieszek wody. Przy odpowiednio dobranym rozkładzie ładunków RWO usuwanych w każdym z procesów możliwe jest utrzymanie wartości wskaźników RWO oraz SUVA254 znacznie poniżej zalecanego poziomu, nawet w fazie plateau cyklu pracy kolumny adsorpcyjnej. Robocza zdolność usuwania RWO sięga wówczas 50%.

EN

Organic components of natural water are regarded as pollutants because of reactions with chlorine or other oxidants, which produce harmful to health products. Besides conventional treatment methods like granular activated carbon (GAC) adsorption and coagulation, new processes like ion exchange are examined. Usefulness of anion exchange resins results from presence of negatively charged carboxyl and phenolic groups in most of organic molecules. Research on the efficiency of cooperation of coagulation, anion exchange and adsorption processes for organics removal were performed on raw water intake of "Mokry Dwor" water treatment plant. "Mokry Dwor" takes water from the River Olawa and produces about 40% of the distributed drinking water for the city of Wroclaw, Poland. Investigations were performed between March and April 2005. Three sequences of treatment processes were examined: coagulation-adsorption, anion exchange-adsorption and anion exchange-coagulation-adsorption. Anion exchange resin MIEX®, alum coagulant PAX XL3 and granular activated carbon WG-12 were used in the experiments. The potential abilities of organic contaminants removal were estimated on 17% for coagulation, 82% for anion exchange and 90% for GAC adsorption. GAC adsorption followed by alum coagulation gave 91.5% removal of raw water dissolved organic carbon (DOC). However the operating abilities of anion exchange and adsorption processes were lower indeed and rather did not exceed respectively 40 and 30% of DOC removal. Results of research show that adsorption and anion exchange (MIEX®DOC process) can play a similarly important role in DOC removal, and coagulation may be rather a supplementary process. MIEX®DOC method gives constant and time-independent efficiency of DOC removal, that cannot be ensured in GAC adsorption column system. The sequence of anion exchange and adsorption processes creates a new quality of organics removal. DOC removal based on both MIEX®DOC and GAC adsorption processes enables getting both DOC and SUVA (specific ultraviolet absorbance) indicators below recommended values, even during the plateau phase of adsorption. The effective removal of DOC achieves then about 50%.

Słowa kluczowe

PL

czyszczenie wody; usuwanie substancji organicznych; wymiana jonowa; koagulacja; adsorpcja; żywica MIEX; węgiel aktywny

EN

water treatment; organics removal; ion exchange; coagulation; adsorption; MIEX® resin; activated carbon

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2006
• Tom: T. 9, nr 2
• Strony: 185--195
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz.

Twórcy

autor

Mołczan M.

autor

Biłyk A.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Inżynierii Ochrona Środowiska, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław

Bibliografia

• [1] Mołczan M., Biłyk A., Adamski W., Usuwanie substancji organicznych z wody w technologii MIEX®DOC, Gaz Woda i Technika Sanitarna 2006, 2, 14-18.
• [2] Mołczan M, Biłyk A., Slunjski M., Siciński T., Stróż J., Badania pilotowe skuteczności oczyszczania wody w procesie MIEX®DOC, Ochrona Środowiska 2005, 4, 19-26.
• [3] Mołczan M., Czarniecka J., Rola węgla aktywnego w przygotowaniu wody do dezynfekcji dwutlenkiem chloru, Inżynieria i Ochrona Środowiska 2000, 3, 3-4, 389-394.
• [4] Traczewska T., Biłyk A., Czarniecka J., Piekarska K., Trusz A., Ocena potencjalnej mutagenności wody pitnej metodą biotestu, Raporty Inst. Inż. Ochr. Śr. PWr. 2004, SPR nr 30.
• [5] Karanfil T., Schlautman M.A., Erdogan I., Survey of DOC and UV measurement practices with implications for SUVA determination, Journal AWWA 2002, 94, 12, 68-80.
• [6] White M.C et al., Evaluating Criteria for Enhanced Coagulation Compliance, Journal AWWA 1997, 89, 5, 64-77.
• [7] Edzwald J.K., Van Benschoten J.E., Chemical Water and Wastewater Treatment, Aluminum Coagulation of Natural Organie Matter, Springer-Verlag, Berlin 1990.
• [8] Korshin G.V., Li C.W., Benjamin M.M., Monitoring of properties of natural organie matter through UV speetroscopy: A Consistent Theory, Water Research 1997, 31, 7, 1787-1795.
• [9] Reckhow D.A., Singer P.C., Malcolm R.L., Chlorination of Humic Materials: By-product Formation and Chemical Interpretations, Envir. Sci & Technol. 1990, 24, 11, 1655-1664.
• [10] National Primary Drinking Water Regulations: Disinfectants and Disinfection By-Products, Finał Rule. Fed. Reg., 63:241:69390, US EPA, Dec. 16, 1998.
• [11] Materiały własne firmy ORICA: M. Slunjski, M. Bourke, B. O'leary, MIEX®DOC Process for Removal of Humics in Water Treatment. www.miexresin.com.