Effect of organic substances on the efficiency of Fe(II) to Fe(III) oxidation and removal of iron compounds from groundwater in the sedimentation process

Krupińska, I.

doi:10.1515/ceer-2017-0032

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Effect of organic substances on the efficiency of Fe(II) to Fe(III) oxidation and removal of iron compounds from groundwater in the sedimentation process

Autorzy

Krupińska I.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

DOI

10.1515/ceer-2017-0032

Warianty tytułu

Wpływ substancji organicznych na skuteczność utleniania Fe(II) do Fe(III) oraz usuwania związków żelaza z wody podziemnej w procesie sedymentacji

Języki publikacji

Abstrakty

One of the problems with iron removal from groundwater is organic matter. The article presents the experiments involved groundwater samples with a high concentration of total iron - amounting to 7.20 mgFe/dm ₃ and an increased amount of organic substances (TOC from 5.50 to 7.50 mgC/dm₃). The water samples examined differed in terms of the value of the ratio of the TOC concentration and the concentration of total iron (D). It was concluded that with increase in the coexistence ratio of organic substances and total iron in water (D = [TOC]/[Fe_tot]), efficiency of Fe(II) to Fe(III) oxidization with dissolved oxygen decreased, while the oxidation time was increasing. This rule was not demonstrated for potassium manganate (VII) when used as an oxidizing agent. The application of potassium manganate (VII) for oxidation of Fe(II) ions produced the better results in terms of total iron concentration reduction in the sedimentation process than the oxidation with dissolved oxygen.

Przedmiotem badań była woda podziemna charakteryzująca się wysokim stężeniem żelaza ogólnego do 7,20 mgFe/dm₃ oraz podwyższoną zawartością substancji organicznych (OWO od 5,50 do 7,50 mgC/dm₃ ). Badane próbki wody różniły się wartością ilorazu stężenia OWO do stężenia żelaza ogólnego (D), udziałem stężenia Fe(II) w stężeniu Fe_og (C), a jej mętność i intensywność barwy wskazywały na obecność koloidalnych oraz rozpuszczonych połączeń żelaza ze związkami organicznymi. Celem badań było określenie wpływu stężenia substancji organicznych w wodzie podziemnej na skuteczność utleniania Fe(II) do Fe(III) tlenem rozpuszczonym w wodzie lub manganianem (VII) potasu, a także na skuteczność usuwania związków żelaza w procesie sedymentacji. Wykazano, że wraz ze wzrostem wartości współczynnika współwystępowania substancji organicznych i żelaza ogólnego w wodzie surowej (D) zmniejszała się skuteczność utleniania Fe(II) do Fe(III) tlenem rozpuszczonym. W próbkach wody, w których do utleniania Fe(II) stosowano manganian (VII) potasu nie stwierdzono wpływu wartości współczynnika D na skuteczność utlenienia Fe(II) do Fe(III). Zastosowanie manganianu (VII) potasu jako utleniacza zapewniło większą skuteczność usuwania związków żelaza z wody podziemnej w procesie sedymentacji niż napowietrzanie.

Słowa kluczowe

groundwater treatment organic substances aeration potassium manganate Fe(II) oxidation removal of iron

oczyszczanie wód podziemnych substancje organiczne napowietrzanie manganian potasu utlenianie Fe(II) usuwanie żelaza

Wydawca

Oficyna Wydawnicza Uniwersytetu Zielonogórskiego

Czasopismo

Civil and Environmental Engineering Reports

Rocznik

2017

Tom

No. 26(3)

Strony

15--29

Opis fizyczny

Bibliogr. 33 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Krupińska I.

i.krupinska@iis.uz.zgora.pl

University of Zielona Góra, Zielona Góra, Poland

Bibliografia

1. Albrektiene R., Rimeika M., Lubyte E.: The removal of iron-organic complexes from drinking water using coagulation process, The 8 th International Conference May 19-20, Vilnius, Lithuania 2011.
2. Ciupa R., Dzienis L.: Zastosowanie KMnO4 i ClO2 do usuwania organicznych form żelaza i manganu z wód podziemnych, Ochrona Środowiska, 1/60 (1996) 25-26.
3. Civardi J., Tompeck M.: Iron and manganese removal handbook. Second Edition. Denver, CO: American Water Works Association 2015.
4. Ficek K., Vella P.: Potasium permanganate the oxidation solution to many water treatment problems, Zaopatrzenie w Wodę Miast i Wsi, Jakość i Ochrona Wód, Kraków 2000, 673-684.
5. Gonczarow T.O., Kołosow I. W., Kaplin W.: O formach nachorzdjenija metallow w powjerchnostnych wodach, Gidrometeoizdat, 77 (1982) 73-89.
6. Grabińska-Łoniewska A.: Biologiczne przemiany żelaza i manganu w środowisku oraz urządzeniach wodociągowych i ciepłowniczych. Wyd. Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Warszawa 2000.
7. Kabsch-Korbutowicz M., Urbanowska A.:Comparison of polymeric and ceramic ultrafiltration membranes for separation of natural organic matter from water, Environment Protection Engineering, 36 (2010) 125-135.
8. Kalkowska I., Giemza B., Nawrocki J.: Powstawanie aldehydów w procesie ozonowania wody, Ochrona Środowiska, 4/59 (1995) 37-39.
9. Knocke W.R., Van Benschoten J. E., Kearney M.J., Soborski A.W., Reckhow D. A.: Kinetics of manganese and iron oxidation by potassium permanganate and chlorine dioxide, JAWWA, 6 (1991) 80-87.
10. Knocke W.R., Shorney H.L., Bellamy J.D.: Examining the reactions between soluble iron. DOC and alternative oxidants during conventional treatment, JAWWA, 1 (1994) 117-127.
11. Kowal A. L., Świderska-Bróż M.: Oczyszczanie wody, PWN, Warszawa-Wrocław 2009.
12. Kowalski T.: Proces utleniania w technologii oczyszczania wody, Ochrona Środowiska, 3/50(1993) 33-36.
13. Krupińska I., Świderska-Bróż M.: Effect of the presence of organic substances on the extent of iron compound removal from water via oxidation and sedimentation processes, Ochrona Środowiska, 30(2008) 3-7.
14. Krupińska I.: Suitability of Coagulation for Treatment of Groundwater, Rocznik Ochrona Środowiska, 14 (2012) 491-501.
15. Krupińska I.: Effect of Temperature and pH on the Effectiveness of Pollutant Removal from Groundwater in the Process of Coagulation, Ochron Środowiska, 37(2015) 35-42.
16. Krupińska I.: The impact of the oxidising agent type and coagulant type on the effectiveness of coagulation in the removal of pollutants from underground water with an increased content of organic substances, Journal of Environmental Engineering and Landscape Management, 24 (2016) 70-78.
17. Macioszczyk A., Dobrzyński D.: Hydrogeochemia strefy aktywnej wód podziemnych, PWN, Warszawa 2002.
18. Munter R., Overbeck P., Sutt J.: Which is the Best Oxidant for Complexed Iron Removal from Groundwater: The Kogalym Case, Ozone: Science and Engineering, 30 (2008) 73-80.
19. Nawrocki J., Biłozor S., Kalkowska I.: Uboczne produkty utleniania domieszek wód, Ochrona Środowiska, 3/50 (1993) 37-40.
20. Nawrocki J., Biłozor S.: Uzdatnianie wody, procesy chemiczne i biologiczne, Wyd. Nauk. PWN, Warszawa-Poznań 2010.
21. Nowacka A., Włodarczyk-Makuła M., Macherzyński B.: Comparison of effectiveness of coagulation with aluminum sulfate and pre-hydrolyzed aluminum coagulants, Desalination and Water Treatment, 52 (2014) 3843-3851.
22. Pandey A. K., Pandey S. D., Mstra V.: Stability constants of metal-humic acid complexes and its role in environmental detoxification, Ecotoxicology and Environmental Safety, 47(2000)195-200.
23. Perchuć M.: Współudział żelaza i kwasów humusowych w kształtowaniu sposobu uzdatniania barwnych wód podziemnych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2004.
24. Sawiniak W.: Badania nad zastosowaniem wodorotlenku żelazowego do usuwania dużych ilości żelaza i manganu z wód podziemnych, Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, Gliwice 1990.
25. Schnitzer M., Skinner S. I. M.: Organo-metallic interactions in soils. Stability constants of Cu2+, Fe2+ and Zn2+ fullvic acids complexes. Soil Science 102 (1966) 102-361.
26. Sharma, S.K.: Adsorptive Iron Removal from Groundwater, Swets &Zeitlinger B.V, Lisse, The Netherlands 2001.
27. Skoczko I., Piekutin J., Roszczenko A.: Usuwanie z wody związków żelaza i manganu metodą filtracji na wybranych złożach, Rocznik Ochrona Środowiska, 17(2015) 1587-1608.
28. Świderska–Bróż M.: Usuwanie organicznych połączeń żelaza z wód podziemnych, GWiTS, 1(1991) 18-21.
29. Świderska–Bróż M.: Interakcja związków humusowych z wybranymi metalami ciężkimi oraz jej wpływ na usuwanie badanych metali z wody. Wydawnictwo Politechniki Wrocławskiej. Wrocław 1985.
30. Urbanowska A., Kabsch-Korbutowicz M.: Influence of operating conditions on performance of ceramic membrane used for water treatment, Chemical Papers, 68(2014) 190-196.
31. Urbanowska A., Kabsch-Korbutowicz M.: Characteristics of natural organic matter removed from water along with its treatment, Environment Protection Engineering, 42(2016) 183-195.
32. Urbanowska A., Kabsch-Korbutowicz M.: The properties of NOM particles removed from water in ultrafiltration, ion exchange and integrated processes, Desalination and Water Treatment, 57(2016) 13453-13461.
33. Water quality-Examination and determination of colour. International standard ISO 7887, 2011.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017)

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-d63e82ef-f8b2-4aed-89a1-53ecaaea01e7