Wielkość cząstek wodorotlenku żelaza powstającego w procesie koagulacji koagulantami żelazowymi

• Autorzy: Bray R. T. , Fitobór K.

Warianty tytułu

EN

Sizes of iron hydroxide particles formed during ferric coagulation processes

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy było wykorzystanie granulometru laserowego do pomiaru wielkości cząstek powstających w procesie koagulacji z zastosowaniem koagulantów żelazowych w wodzie niezawierającej znacznych ilości substancji organicznych. Badania przeprowadzono z wykorzystaniem wody wodociągowej pochodzącej z ujęć podziemnych. Do wody dozowano koagulant żelazowy PIX112 (siarczan żelaza(III) – Fe2(SO4)3) w dawkach o 2,0 do 10 mg Fe/dm3. Już w kilka sekund po dozowaniu koagulantu w wodzie pojawiały się drobne cząstki o wymiarach od 0,03 µm do ok 0,5 µm. Następnie następował stały wzrost wielkości kłaczków, do rozmiarów około 130÷500 µm, przy którym proces osiągał stan ustalony. Prędkość zwiększania się wymiarów kłaczków oraz czas, po którym kłaczki osiągały maksymalne rozmiary, był zależny od dawki siarczanu żelaza. Wraz ze zwiększaniem dawki koagulantu kłaczki szybciej powiększały swoje wymiary i szybciej osiągały maksymalne rozmiary. Pomimo systematycznego wzrostu kłaczków w początkowym okresie, w roztworze nadal utrzymywały się najdrobniejsze cząstki, które stopniowo wbudowywane były w większe aglomeraty. Proces ten trwał od kilku sekund do kilku minut i był zależny od dawki koagulantu. Im mniejsza była dawka, tym dłuższy był czas utrzymywania się najmniejszych cząstek.

EN

The aim of the work was to use a laser granulometer to measure the size of particles produced by coagulation using ferric coagulants in water containing no significant amounts of organic substances. The research was carried out using tap water, coming from underground water intakes. PIX112 coagulant was dosed into the water at doses of 2.0 to 10 mg Fe/dm3. Already a few seconds after dosing the coagulant, small particles of size from 0.03 μm to about 0.5 μm appeared in the water. Then there was a constant increase in the size of flocks, to the size of about 130÷500 μm, at which the process reached steady state. The rate of increase in the size of the flocs and the time after which the flocs reached the maximum size was dependent on the dose of iron sulphate. With increasing the dose of coagulant, the floccules increased their size faster and reached their maximum sizes faster. Despite the systematic growth of flocs in the initial period, the smallest particles, which were gradually incorporated into larger agglomerates, still remained in the solution. The process lasted from a few seconds to several minutes and was dependent on the dose of the coagulant. The smaller the dose, the longer the time of maintaining the smallest particles.

Słowa kluczowe

PL

koagulanty żelazowe; wodorotlenek żelaza; flokulacja; wielkość cząstek; granulometr laserowy

EN

iron coagulants; iron hydroxide; flocculation; particle size; laser granulometer

• Wydawca: Wydawnictwo 2K TECHNOLOGIE s.c.
• Czasopismo: Technologia Wody
• Rocznik: 2018
• Tom: Nr 3 (59)
• Strony: 16--21
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys.

Twórcy

autor

Bray R. T.

• Politechnika Gdańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska, ul. Gabriela Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk

autor

Fitobór K.

• Politechnika Gdańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska, ul. Gabriela Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk

Bibliografia

• 1. Kowal A.L., Świderska-Bróż M.: Oczyszczanie wody. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2007, ISBN 978-83-01-15179-9.
• 2. Nawrocki J.: Uzdatnianie wody. Procesy fizyczne, chemiczne i biologiczne. Wydawnictwo Naukowe UAM, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2010, ISBN978-83-01-164-2.
• 3. Komorowska-Kaufman M., Pruss A., Jeż-Walkowiak J., Postawa A., Wątor K.: Usuwanie żelaza, manganu i arsenu z wód podziemnych okolic Lublina, XXII Międzynarodowa Konferencja „Zaopatrzenie w Wodę i Jakość Wód”, Poznań 2012, tom II, ss. 371-382.
• 4. Dziubek J.: Badania technologiczne nad usuwaniem związków arsenu ze ścieków przemysłowych, Ochrona Środowiska 2006, vol. 28, nr 4, ss. 41-44.
• 5. Bray R. T.: Zastosowanie koagulantów żelazowych do usuwania arsenu z wód podziemnych w procesie koagulacji powierzchniowej, Technologia Wody 5/2013, ss. 26-29.
• 6. Sobesto J., Stoever T.: Usuwanie arsenu z wody pitnej na drodze koagulacji powierzchniowej, Materiały Konferencji Naukowo-Technicznej „Zaopatrzenie w wodę miast i wsi”, Poznań 1998, Tom 3, ss. 195-198.
• 7. Bodzek M., Konieczny K.: Usuwanie zanieczyszczeń nieorganicznych ze środowiska wodnego metodami membranowymi, Wydawnictwo Seidel-Przywecki 2011, ISBN 978-83-60956-18-2.
• 8. Bray R. T.: Usuwanie arsenu z wody podziemnej w zintegrowanym procesie koagulacja/mikrofiltracja, Ochrona Środowiska 2013, vol. 35, nr 4, s. 33-37.
• 9. Bray R., Fitobór K.: Application of ferric chloride for arsenic removal in the integrated process: coagulation/microfiltration, Membranes and Membrane Processes in Environmental Protection, ed. Michał Bodzek, Jacek Pelczar Warsaw, Gliwice: Environmental Engineering Committee Polish Academy of Sciences, 2014, pp.131-141.
• 10.Bodzek M., Konieczny K.: Wykorzystanie technik membranowych w uzdatnianiu wody do picia. Część I. Usuwanie związków nieorganicznych, Technologia Wody 1/2010, (03), ss. 9-21.
• 11. Bodzek M., Konieczny K.: Technologie membranowe w uzdatnianiu wody do picia, Międzynarodowa Konferencja „Zaopatrzenie w wodę, jakość i ochrona wód’’, Poznań 2010, ss. 315-338.
• 12. Rajca M., Bodzek M., Konieczny K.: Modelowanie wydajności ultrafiltracji i mikrofiltracji w oczyszczaniu wód naturalnych w układzie hybrydowym z koagulacją, Ochrona Środowiska 2008, vol. 30, nr 1, ss. 13-20.
• 13. Rajca M.: Usuwanie zanieczyszczeń z wody w procesie MIEX®DOC połączonym z ultrafiltracją w reaktorze membranowym z zanurzonym modułem kapilarnym, Ochrona Środowiska 2013, vol. 35, nr 4, ss. 39-42.
• 14. Jefferson B. Jarvis P., Parsons S. A.: The effect of coagulant type on natural organic matter floc structure and strength, Chemical Water and Wastewater Treatment, IWA Publishing, London 2004, ss. 151-159.
• 15. Lerсh A., Panglisch S., Nahrstedt A., Gimbel R.: The influence of temperature on size and structure of flocs in the hybrid process coagulation/ultrafiltration, Chemical Water and Wastewater Treatment, IWA Publishing, London 2004, ss. 265-273.
• 16. J. Gumińska, M. Kłos: Analiza konsekwencji przedawkowania koagulantu wstępnie zhydrolizowanego. Ochrona Środowiska 2011, nr 3, vol. 33, ss. 15-18.
• 17. Zhang P., Hahn H. H., Hoffmann E.: Study on flocculation kinetics of silica particle suspensions, Chemical Water and Wastewater Treatment, IWA Publishing, London 2004, ss. 277-285.: Modelowanie reaktorów wielofunkcyjnych w układach oczyszczania wody, Ochrona Środowiska 2001, vol. 83, nr 4, ss. 9-12.
• 18. Pruss A., Pruss P.: Usuwanie zanieczyszczeń organicznych z wody powierzchniowej o małej zasadowości, Ochrona Środowiska 2013, vol. 35, nr 4, ss. 47-50.
• 19. Rozporządzenie Ministra Zdrowia, z 20 kwietnia 2010 r., zmieniające rozporządzenie w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi (Dz. U. nr 72, poz. 466 z 2010 r.).
• 20. Kemipol, Karta charakterystyki Kemira PIX 112, Kemipol 2013, http://www.kemipol.com.pl.
• 21. Vitton S. J., Sadler L. Y.: Particle size analysis of soils using laser light scattering and X- ray absorption technology, ASTM, Geotech. Test J. 1997/20, ss. 63-73.
• 22. De Boer G., De Weerd C., Thoenes D., Goossens H.: Laser diffraction spectrometry: Fraunhofer versus Mie scattering. Particle and Particle Syst Charact. 1987/4, ss. 14-19.
• 23. Bushell G.: Forward light scattering to characterize structure of flocs composed of large particles, Chem. Eng. J. 2005/11, ss. 145-149.
• 24. Dereszewska A., Tuszyńska A., Cytawa S.: Granulometric analysis to estimate influence of anionic surfactant on activated sludge structure, Ecol. Chem. Eng. A. 2015; 22(1), ss. 51-61.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).