Zmiana składu wody przeznaczonej do spożycia po jej stagnacji w sieci w warunkach modelowych i rzeczywistych

• Autorzy: Laskowski T. , Świetlik J. , Raczyk-Stanisławiak U. , Sroka M. , Olejnik A. , Nawrocki J.

Warianty tytułu

EN

Drinking water composition variation following its stagnation in pipes under model and actual flow conditions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono sposób modelowania korozji sieci wodociągowej z wykorzystaniem opiłków żeliwnych w warunkach przepływu wody i jej stagnacji w rurociągach. Rozdrobnienie żeliwa do postaci opiłków (0,8÷1,0 mm) o dużej powierzchni właściwej pozwoliło na obserwację zmian jakości wody przy zastosowaniu niewielkiej ilości materiału. Porównanie wyników uzyskanych w warunkach modelowych z otrzymanymi na rzeczywistym odcinku rurociągu potwierdziło, że opiłki mogą służyć jako materiał symulujący proces korozji w sieciach wodociągowych. Po czasie stagnacji wody zarówno w układzie modelowym, jak i w sieci rzeczywistej stwierdzono znaczące pogorszenie jakości wody w czasie. Mała objętość wody w stosunku do dużej powierzchni żeliwa w układzie modelowym pozwoliła dodatkowo na śledzenie zjawisk wywołanych procesem korozji, niemożliwych do zaobserwowania przy standardowych badaniach na odcinkach rzeczywistych. W układzie modelowym wraz ze wzrostem czasu stagnacji wody stwierdzono wzrost pH oraz zmniejszenie przewodności właściwej, zasadowości oraz zawartości wapnia i magnezu w wodzie. W warunkach rzeczywistych wskaźniki te nie ulegały zmianom lub zmieniały się w niewielkim stopniu po długim czasie stagnacji.

EN

Corrosion modeling method using cast iron filings was proposed for water distribution system under typical flow and stagnant conditions. Use of iron filings (0.8–1.0 mm) of large specific surface area allowed water quality variations monitoring using relatively small amounts of material. Comparison of results obtained under model and actual pipe flow conditions confirmed that the process of corrosion can be reliably approximated by experiments with iron filings. Following period of stagnation, both under model and actual flow conditions, significant water quality deterioration was observed over time. Additionally, relatively small water volume to large cast iron surface area allowed monitoring in the model system the corrosion-induced phenomena, impossible to observe in standard studies on the actual pipe sections. The increase in pH as well as decrease in conductivity, alkalinity and in calcium and magnesium content were observed in the model system with the increasing stagnation time. Under actual flow conditions these parameters have not changed or changed only to a small extent following long stagnation periods.

Słowa kluczowe

PL

sieć wodociągowa; korozja; żeliwo; jakość wody; model dynamiczny

EN

water distribution network; corrosion; cast iron; water quality; dynamic model

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 35, nr 3
• Strony: 59--62
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz.

Twórcy

autor

Laskowski T.

• Uniwersytet im. Adama Mickiewicza, Wydział Chemii, Zakład Technologii Uzdatniania Wody, ul. Umultowska 89 b, 61-614 Poznań

autor

Świetlik J.

• Uniwersytet im. Adama Mickiewicza, Wydział Chemii, Zakład Technologii Uzdatniania Wody, ul. Umultowska 89 b, 61-614 Poznań

autor

Raczyk-Stanisławiak U.

• Uniwersytet im. Adama Mickiewicza, Wydział Chemii, Zakład Technologii Uzdatniania Wody, ul. Umultowska 89 b, 61-614 Poznań

autor

Sroka M.

• Miejskie Przedsiębiorstwo Wodociągów i Kanalizacji w m.st. Warszawie SA, pl. Sokratesa Starynkiewicza 5

autor

Olejnik A.

• Miejskie Przedsiębiorstwo Wodociągów i Kanalizacji w m.st. Warszawie SA, pl. Sokratesa Starynkiewicza 5

autor

Nawrocki J.

• Uniwersytet im. Adama Mickiewicza, Wydział Chemii, Zakład Technologii Uzdatniania Wody, ul. Umultowska 89 b, 61-614 Poznań

Bibliografia

• 1. J.R. BAYLIS: Prevention of corrosion and “red water”. Journal American Water Works Association 1926, Vol. 15, pp. 598–633.
• 2. Internal Corrosion of Water Distribution Systems. 2nd ed. AWWA Foundation, DVGW-Technologiezentrum Wasser, Denver 1996.
• 3. P. Sarin, A. Clement, V.L. Snoeyink, W.M. Kriven: Iron release from corroded, unlined cast iron pipe. Journal American Water Works Association 2003, Vol. 95, No. 11, pp. 85–96.
• 4. P. Sarin, V.L. Snoeyink, J. Bebee, K.K. Jim, M.A. Beckett, W.M. Kriven, J.A. Clement: Iron release from corroded iron pipes in drinking water distribution systems: Effect of dissolved oxygen. Water Research, 2004 Vol. 38, No. 5, pp. 1259–1269.
• 5. HEALTH CANADA: Guidance on Controlling Corrosion in Drinking Water Distribution Systems. Water, Air and Climate Change Bureau, Healthy Environments and Consumer Safety Branch, Health Canada, Ottawa (Ontario) 2009 (Catalogue No. H128-1/09-595E).
• 6. L. Kiéné, W. Lu, Y. Lévi: Relative importance of the phenomena responsible for chlorine decay in drinking water distribution system. Water Science and Technology 1998, Vol. 38, No. 6, pp. 219–227.
• 7. P.W. Butterfield, A.K. CAMPER, J.A. BiedermaN, A.M. Bargmeyer: Minimizing biofilm in the presence of iron oxides and humic substances. Water Research 2002, Vol. 36, No. 15, pp. 3898–3910.
• 8. A.K. CAMPER: Involvement of humic substances in regrowth. International Journal of Food Microbiology 2004, Vol. 92, No. 3, pp. 355–364.
• 9. A.O. Al-Jasser: Chlorine decay in drinking-water transmission and distribution systems: Pipe service age effect. Water Research 2007, Vol. 41, No. 2, pp. 387–396.
• 10. Z. ZHANG, J.E. STOUT, V.L. YU, R. VIDIC: Effect of pipe corrosion scales on chlorine dioxide consumption in drinking water distribution systems. Water Research, 2008 Vol. 42, No. 1–2, pp. 129–136.
• 11. J.D. Eisnor, G.A. Gagnon: A framework for implementation and design of pilot-scale distribution system. Journal of Water Supply: Research and Technology – Aqua 2003, Vol. 52, No. 7, pp. 501–519.
• 12. J. ŚWIETLIK, U. RACZYK-STANISŁAWIAK, T. LASKOWSKI, J. NAWROCKI: Badania modelowe migracji wybranych pierwiastków z żeliwa i stali do wody na skutek korozji przewodów wodociągowych (Model investigations into the migration of some elements from cast iron and steel into water due to pipe corrosion). Ochrona Środowiska 2011, vol. 33, nr 3, ss. 71–76.
• 13. J. Nawrocki, U. Raczyk-Stanisławiak, J. Świetlik, A. Olejnik, M. Sroka: Corrosion in a distribution system. Steady water and its composition. Water Research 2010, Vol. 44, No. 6, pp. 1863–1862.
• 14. J. Świetlik, U. Raczyk-Stanisławiak, J. Nawrocki: The influence of disinfection on aquatic biodegradable organic carbon formation. Water Research 2009, Vol. 43, pp. 463–473.
• 15. P. SARIN, V.L. SNOEYINK, D.A. LYTLE, W.M. KRIVEN: Iron corrosion scales: Model for scale growth, iron release and colored water formation. Journal of Environmental Engineering 2004, Vol. 130, No. 4, pp. 364–373.
• 16. T. LASKOWSKI, J. Świetlik, U. Raczyk-Stanisławiak, M. Sroka, A. Olejnik, J. Nawrocki: Cast iron filings based model for dynamic investigation of corrosion and its compatibility with the real water distribution network. Materials and Corrosion (submitted).
• 17. S.C. Morton, Y. Zhang, M.A. Edwards: Implication of nutrient release from iron metal for microbial regrowth in water distribution systems. Water Research 2005, Vol. 39, pp. 2883–2892.
• 18. T.L. Gerke, J.B. Maynard, M.R. Schock, D.L. Lytle: Physiochemical characterization of five iron tubercles from a single drinking water distribution system: Possible new insights on their formation and growth. Corrosion Science 2008, Vol. 50, No. 7, pp. 2030–2039.
• 19. P. SARIN, V.L. SNOEYINK, J. BEBEE, M. KRIVEN, J.A. CLEMENT: Physico-chemical characteristics of corrosion scales in old iron pipes. Water Research 2001, Vol. 35, No. 12, pp. 2961–2969.