Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The Possibility of Using UV Absorbance Measurements to Interpret the Results of Organic Matter Removal in the Biofiltration Process

Holc D., Pruss A., Komorowska-Kaufman M.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2018

|

Tom 20, cz. 1

326--341

EN

Natural organic matter (NOM) found in natural waters, is a heterogeneous mixture of compounds, still undiscovered from a chemical point of view. Standard water quality indicators, such as chemical oxygen demand (COD), dissolved organic carbon (DOC), UV254, pH and others, do not provide information about the nature of NOM, such as molar mass or hydrophobicity. UV absorbance at different wavelengths is becoming more and more useful for characterizing NOM. UV absorption is a popular and relatively simple indicator determining the content of organic pollutants in water. The functional groups of organic compounds absorbing UV and VIS radiation are chromophores. It is believed that different chromophores are identified by different wavelengths. The UV absorbance at 220 nm is associated with both carboxylic and aromatic chromophores, while UV absorption at 254 nm is typical of aromatic groups with different degrees of activity. From the absorbance it is possible to determine the total content of dissolved organic carbon and organic compounds with a high content of aromatic rings that are precursors of by-products of disinfection or oxidation. It was also noticed that the relationships between two different wavelengths, such as: 254 nm/204 nm, 254 nm/436 nm, or 250 nm/365 nm, can characterize NOM. This article, presents the results of research on the use of UV absorbance at different wavelengths to interpret transformations of organic compounds in biologically active carbon filters (BAF). The analysis of these results complements the information published in 2016 (Holc et al 2016a, b). Research on the effectiveness of organic compounds removal in the biofiltration process was carried out on a pilot scale. The test stand consisted of two filtration columns with a diameter of 100 mm and a height of 3.0 m, filled with granulated activated carbon WG-12. The filters were fed with dechlorinated tap water. The filter columns differed from each other in the manner of activation of the filter bed. The effectiveness of organic substances elimination from water was assessed using the following parameters: pH, dissolved oxygen (DO) concentration, alkalinity, chemical oxygen demand (COD KMnO4), total organic carbon (TOC) and UV absorbance for the following wavelengths: 204 nm, 254 nm, 365 nm and 436 nm.In the research, it was noticed that as a result of filtration of water through the BAF bed, the absorbance value of UV254 decreased even to 0 cm-1, which indicates very high efficiency of removing organic pollutants. During the research, was observed the correlation between the absorbance value measured at different wavelengths. There were very low values of the absorbance ratio: UV254/UV204 and UV254/UV436in both filter columns, which indicates effective removal of aromatic organic compounds from water through biodegradation.

PL

Naturalna materia organiczna (NOM), czyli substancje organiczne występujące w wodach naturalnych, to heterogeniczna mieszanina związków, wciąż nieodkryta z chemicznego punktu widzenia. Standardowe wskaźniki jakości wody, takie jak chemiczne zapotrzebowanie na tlen (ChZT), rozpuszczony węgiel organiczny, absorbancja UV254, pH i inne, nie dostarczają wystarczających informacji o charakterze NOM, takich jak masa molowa, czy hydrofobowość. Do scharakteryzowania NOM coraz bardziej przydatna okazuje się absorbancja UV dla różnych długości fal. Absorpcja UV jest popularnym i względnie prostym wskaźnikiem określającym zawartość zanieczyszczeń organicznych w wodzie. Grupy funkcyjne związków organicznych pochłaniających promieniowanie UV i VIS to chromofory. Uważa się, że różne chromofory są identyfikowane przez różne długości fal. Absorbancja UV przy długości 220 nm jest związana zarówno z chromoforami karboksylowymi jak i aromatycznymi, podczas gdy absorpcja UV przy długości 254 nm jest typowa dla grup aromatycznych o różnych stopniach aktywności. Na podstawie wartości absorbancji można określić całkowitą zawartość rozpuszczonego węgla organicznego i związków organicznych o wysokiej zawartości pierścieni aromatycznych, które uważa się za prekursory ubocznych produktów dezynfekcji lub utleniania. Zauważono także, że zależności występujące między dwoma różnymi długościami fal, jak na przykład: 254 nm/204 nm, 254 nm/436 nm, czy 250 nm/365 nm, pomagają w charakteryzowaniu NOM. W artykule przedstawiono wyniki badań nad wykorzystaniem absorbancji UV o różnych długościach fal do interpretacji przekształceń związków organicznych w biologicznie aktywnych filtrach węglowych (BAF). Analiza tych wyników stanowi uzupełnienie informacji opublikowanych w 2016 roku (Holc i in. 2016a, b). Badania nad efektywnością usuwania związków organicznych w procesie biofiltracji prowadzono w skali pilotowej. Stanowisko badawcze stanowiły dwie kolumny filtracyjne o średnicy 100 mm oraz wysokości 3,0 m, wypełnione granulowanym węglem aktywnym WG-12. Filtry zasilano dechlorowaną wodą wodociągową. Kolumny filtracyjne różniły się między sobą sposobem aktywacji złoża filtracyjnego. Skuteczność eliminacji substancji organicznych z wody oceniano za pomocą następujących parametrów: pH, tlen rozpuszczony, zasadowość, utlenialność, OWO, absorbancję UV dla kilku długości fal: 204 nm, 254 nm, 365 nm i 436 nm. W trakcie prowadzonych badań zauważono, że w wyniku filtracji wody przez złoże BAF, wartość absorbancji UV254 obniżyła się nawet do 0 cm-1, co świadczy o bardzo wysokiej efektywności usuwania zanieczyszczeń organicznych. W trakcie przeprowadzonych badań zaobserwowano także korelację między wartościami absorbancji mierzonymi dla różnych długości fal. W obu kolumnach filtracyjnych odnotowano bardzo niskie wartości stosunku absorbancji: UV254/UV204 i UV254/UV436, co wskazuje na skuteczne usuwanie aromatycznych związków organicznych z wody poprzez biodegradację.

2

Comparative studies of coagulation in a batch and continuous mode systems

Mołczan M., Wolska M., Szerzyna S., Żółtowska M., Wiśniewski J., Adamski W.

Archives of Environmental Protection

|

2018

|

Vol. 44, no. 3

99--105

EN

Coagulation studies were carried out simultaneously in a batch and continuous mode systems. Four coagulants of varied properties were used. Both test procedures contained the same process phases (rapid mixing, flocculation, sedimentation) and a corresponding coagulant dosage range (1.7–3.3 gAl/m3). In the batch mode test, the raw water composition was stable, while in the continuous mode test it was subject to changes resulting from natural variation in source water properties. The main process effectiveness measures were: color, absorbance at 254 nm, and dissolved organic carbon content. Studies in the batch mode system showed clear linear relationships between coagulant dosage and effectiveness of analyzed water contamination indicators values reduction. Tests in flow conditions confirmed the relationships found in the batch test, albeit with lesser agreement with a linear effectiveness – coagulant dosage model. Due to a comparison of coagulation results from both test systems, it was possible to determine the relationships between coagulation effectiveness obtained in continuous and batch mode systems. The linear relationships obtained show a dependence on current raw water properties and the type of coagulant used. However, in many cases, these relationships do not differ significantly as with respect to analyzed water quality indicators. The general rule is that the effectiveness observed in the continuous mode system is larger than that for the batch mode process, which is justified due to different process conditions. Determining the relationship between coagulation results obtained for different experimental procedures allows for predicting effects of changes in technical systems based on laboratory results.

PL

Prowadzono jednoczesne badania koagulacji w układzie porcjowym oraz przepływowym. Korzystano z czterech koagulantów o zróżnicowanych właściwościach (polimeryzacja, zasadowość, zawartość glinu, koszt zakupu). Obie procedury badawcze zawierały te same fazy procesu (szybkie mieszanie, flokulację, sedymentację) oraz analogiczny zakres dawek koagulantów (1,7-3,3 gAl/m3). W teście porcjowym skład wody surowej był ustalony natomiast w badaniu przepływowym podlegał zmianom wynikającym z naturalnej zmienności charakterystyki ujmowanej wody powierzchniowej. Głównymi wskaźnikami oceny skuteczności procesu były: barwa, absorbancja w 254 nm oraz zawartość rozpuszczonego węgla organicznego. Badania w układzie porcjowym pokazały wyraźne liniowe zależności wiążące dawkę koagulantu ze skutecznością zmniejszania wartości analizowanych wskaźników zanieczyszczenia wody. Badania w warunkach przepływowych potwierdziły prawidłowości odnotowane w układzie porcjowym, jednak przy mniejszej zgodności uzyskanych wyników z liniowym modelem zależności skuteczności procesu od dawki koagulantu. Dzięki zestawieniu wyników koagulacji w obu układach doświadczalnych możliwe było określenie związków skuteczności koagulacji osiąganych w układzie przepływowym i porcjowym. Uzyskane liniowe przebiegi wykazują zależność od aktualnej charakterystyki oczyszczanej wody oraz rodzaju stosowanego koagulantu. Natomiast w wielu wypadkach nie różnią się istotnie w odniesieniu do analizowanych wskaźników jakości wody. Za regułę uznać można większą skuteczność koagulacji obserwowaną w układzie przepływowym wobec układu porcjowego, co znajduje uzasadnienie w różnych warunkach prowadzenia procesu. Ustalanie związków pomiędzy wynikami koagulacji uzyskiwanymi w różnych procedurach badawczych, a w szczególności w układzie porcjowym oraz przepływowym, pozwala na przewidywanie skutków zmian wprowadzanych w układach technicznych w oparciu o efekty doświadczeń laboratoryjnych.

3

Usuwanie naturalnych związków organicznych z wody na makroporowatych polistyrenowych żywicach anionowymiennych

Urbanowska A., Kabsch-Korbutowicz M.

Ochrona Środowiska

|

2017

|

Vol. 39, nr 3

55--60

EN

Removal of natural organic matter (NOM) from surface waters is a critical aspect of potable water treatment as NOM compounds are precursors of harmful disinfection by-products and as such should be removed from water intended for human consumption. Ion exchange on synthetic ion-exchange resins is one of the NOM removal methods as a substantial fraction of these compounds forms macroanions. Moreover, the uncharged fraction of organic compounds can be removed from water by physical adsorption on resin particles. The study was conducted to evaluate the impact of ion exchange conditions on the efficacy of NOM removal from water solutions. The physico-chemical properties of the water treated, the resin properties, its dose and the contact time between the resin and contaminants were taken into consideration. Two macroporous polystyrene ion exchange resins were used for testing in the batch mode: weakly alkaline A100 (Purolite) and strongly alkaline BD400FD (Suzhou Bojie Resin Technology). It was demonstrated that anion exchange resins could successfully remove NOM from water. It was observed that increase in the resin dosage and contact time between resin particles and water resulted in improved quality of treated water (color, UV absorbance, DOC), while increase in the pH resulted in a slight decrease of the process efficacy. In addition, the process efficacy was enhanced by the increase in temperature of the tested solutions.

PL

Usuwanie związków organicznych, naturalnie występujących w wodach powierzchniowych ujmowanych do celów komunalnych, jest krytycznym aspektem oczyszczania wody, ponieważ związki te są prekursorami szkodliwych ubocznych produktów dezynfekcji i z tego względu należy je usuwać z wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi. Jedną z metod usuwania związków organicznych z wody jest proces wymiany jonowej na syntetycznych żywicach jonowymiennych, ponieważ znaczna część tych związków ma charakter makroanionów. Dodatkowo, frakcja związków organicznych pozbawiona ładunku elektrycznego może zostać usunięta z wody w wyniku ich adsorpcji na jonitach. W przeprowadzonych badaniach dokonano oceny wpływu warunków prowadzenia procesu wymiany jonowej na skuteczność usuwania naturalnych związków organicznych z roztworów wodnych. Uwzględniono właściwości fizyczno-chemiczne oczyszczanej wody, właściwości stosowanej żywicy oraz jej dawkę i czas kontaktu zanieczyszczeń z żywicą. W testach przeprowadzonych w układzie porcjowym wykorzystano dwie makroporowate polistyrenowe żywice jonowymienne – słabo zasadową A100 (Purolite) oraz silnie zasadową BD400FD (Suzhou Bojie Resin Technology). Wykazano, że makroporowate żywice anionowymienne mogą z powodzeniem eliminować naturalne związki organiczne z wody. Wzrost dawki każdej z żywic oraz czasu kontaktu makrocząsteczek organicznych z żywicą skutkowały polepszeniem jakości oczyszczanej wody (barwa, absorbancja w UV, RWO), natomiast wzrost pH powodował nieznaczne zmniejszenie skuteczności procesu. Również wzrost temperatury badanych roztworów wodnych powodował poprawę skuteczności procesu wymiany jonowej.

4

Metody charakterystyki naturalnych organicznych składników wód ujmowanych z przeznaczeniem do spożycia przez ludzi

Machi J., Mołczan M.

Ochrona Środowiska

|

2016

|

Vol. 38, nr 4

25--32

PL

Wiedza o zawartości sumy naturalnych substancji organicznych nie jest obecnie wystarczająca zarówno przy planowaniu, jak i eksploatacji instalacji do oczyszczania wody. Pogłębiona charakterystyka zawartych w ujmowanych wodach naturalnych związków organicznych pozwala na lepsze zrozumienie ich przemian w procesach oczyszczania wody, a także odgrywa bardzo ważną rolę podczas optymalizacji pracy poszczególnych etapów układu technologicznego. Powszechnie stosowanym wskaźnikiem do analizy związków organicznych w wodzie jest absorbancja w nadfiolecie, która umożliwia zarówno ocenę jakościową, jak i ilościową tych związków. Absorbancja właściwa w UV (SUVA), jako odniesienie wartości absorbancji w 254 nm do zawartości w wodzie rozpuszczonego węgla organicznego, umożliwia natomiast kontrolę procesów oczyszczania wody, zwłaszcza w zakresie dawkowania koagulantów oraz utleniaczy. Inne metody charakterystyki naturalnych substancji organicznych stanowią domenę prac badawczych i nie są szerzej wykorzystywane w praktyce funkcjonowania przedsiębiorstw wodociągowych. Wśród nich na uwagę zasługują techniki spektroskopii fluorescencyjnej, które pozwalają na monitorowanie jakości wody w czasie rzeczywistym i cechują się zwiększoną selektywnością oraz czułością w zestawieniu z absorbancją w nadfiolecie. Analiza fluorescencyjna, umożliwiająca identyfikację frakcji biodegradowalnej związków organicznych, pozwala na wybór właściwych metod ich usuwania. Bardzo duże możliwości analityczne zapewnia chromatografia, zwłaszcza w połączeniu z szeroką gamą dostępnych detektorów. Umożliwia ona badanie takich cech substancji organicznych, jak masa cząsteczkowa, polarność, aromatyczność czy podatność na tworzenie ubocznych produktów dezynfekcji wody. Daje to szerokie możliwości interpretacyjne w odniesieniu do optymalizacji pracy układu technologicznego oczyszczania wody. Bardzo pomocne do charakteryzowania składu wody pod względem obecnych w niej związków organicznych są także metody frakcjonowania z wykorzystaniem membran lub żywic selektywnych. Separacja cząsteczek substancji organicznych według takich cech, jak wielkość, hydrofilowość czy kwasowość, pozwala na otrzymanie wyselekcjonowanych próbek, które mogą być poddane dalszym badaniom.

EN

Today’s knowledge on total Natural Organic Matter (NOM) content proves not sufficient both at planning and operation of water treatment installations. Detailed characteristics of NOM present in raw and treated water enables better understanding of its changes during water treatment processes as well as substantially contributes towards operation optimization of subsequent stages of a technological set-up. UV absorbance, a common indicator used for NOM analysis in water, allows for both its qualitative and quantitative assessment. Specific UV absorbance (SUVA), being the UV absorbance of a water sample at 254 nm normalized for dissolved organic carbon (DOC), allows monitoring of water treatment processes, especially in terms of coagulant and oxidizing agent dosing. Other NOM characterization methods are a domain for research and are not widely employed in daily practice of water supply corporations. Among those techniques, fluorescence spectroscopy methods are worth noticing as they enable water quality monitoring in real time and are characterized by higher selectivity and sensitivity compared to UV absorbance. Fluorescence analysis that allows identification of biodegradable organic fractions, enables selection of adequate methods of their removal. Chromatography offers a number of analytical capabilities, especially when combined with a wide range of available detectors. It allows examination of NOM characteristics such as molecular weight, polarity, aromaticity or susceptibility to water disinfection by-product formation. Thus multiple possibilities of interpretation arise in regard to optimization of technological system operation in water treatment. In terms of NOM presence, fractionation methods employing membranes and selective resins are particularly helpful in water composition characterization. NOM particle separation according to its size, hydrophilicity, acidity and others enables monitoring its removal susceptibility in particular treatment processes and predicting the technological effects based on NOM characteristics.

5

Założenia technologiczne systemu sterowania procesami koagulacji i flotacji ciśnieniowej w układzie oczyszczania wody

Kłos M.

Ochrona Środowiska

|

2013

|

Vol. 35, nr 3

39--43

EN

Based on technical and laboratory scale study results, design recommendations for coagulation and dissolved air flotation control system in water treatment train with high quality variability were presented. Hydrolyzing coagulants, when applied, were demonstrated to require fluent rotational stirrer speed regulation in flocculators. This allows maintenance of adequate floc size which determines bubble-floc agglomerate formation efficacy and their resistance to mechanical tension in the contact zone of flotation tank. In practice, real time rotation regulation in flocculators might be applied, depending on water turbidity or particle number in water fraction leaving flotation tank. Required recirculation factor might be estimated in real time, based on the clarified water quality. However, this solution is very difficult to implement due to many factors that affect efficiency of coagulation and dissolved air flotation processes. It was demonstrated that special attention should be paid to differentiation between the effect of inadequate coagulant dose and the improper recirculation factor. Use of information on the amount and type of suspensions in the intake water, obtained based on UV-absorbance and turbidity measurements, appears to be a better approach.

PL

Na podstawie wyników badań wykonanych w skali laboratoryjnej i technicznej przedstawiono zalecania do projektowania systemu sterowania koagulacją i flotacją ciśnieniową w układzie oczyszczania wody o dużej zmienności jakościowej. Wykazano, że w przypadku stosowania koagulantów hydrolizujących konieczne jest zastosowanie płynnej regulacji prędkości obrotowej mieszadeł w komorach flokulacji. Pozwala to na utrzymanie odpowiedniej wielkości kłaczków, od czego zależy skuteczność powstawania aglomeratów flotacyjnych oraz ich wytrzymałość na naprężenia mechaniczne występujące w strefie kontaktu komory flotacji. W praktyce możliwe jest zastosowanie regulacji obrotów w komorach flokulacji w czasie rzeczywistym w zależności od mętności wody lub liczby cząstek w wodzie opuszczającej komorę flotacji. Wartość wymaganego stopnia recyrkulacji może być określana w czasie rzeczywistym w oparciu o jakość wody sklarowanej. Jednak jest to rozwiązanie bardzo trudne w realizacji z uwagi na to, że na sprawność działania procesów koagulacji i flotacji ciśnieniowej wpływa zbyt wiele czynników. Wykazano, że szczególną uwagę należy zwrócić na rozgraniczenie wpływu nieodpowiedniej dawki koagulantu oraz niewłaściwego stopnia recyrkulacji. Wydaje się, że lepszym rozwiązaniem jest wykorzystanie informacji o ilości i rodzaju zawiesin obecnych w ujmowanej wodzie, uzyskanych na drodze pomiaru absorbancji w nadfiolecie i mętności.

6

Analytical control of diclofenac removal in the photocatalytic oxidation process

Bohdziewicz J., Kudlek E., Dudziak M.

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2013

|

No. 11

23--30

EN

Continuously increasing pharmaceuticals consumption contributes to the increase of their concentration in the aqueous environment, which is at a level of a few ng/dm3 to several μg/dm3. A numerous group of pharmaceuticals occurring in surface waters are non-steroidal painkillers and anti-inflammatory drugs, which include diclofenac. The paper presents the possibility of the analytical control of diclofenac photocatalytic oxidation process in the aquatic environment. To examine the effectiveness of the process various instrumental methods including HPLC analysis preceded with solid phase extraction SPE, measurements of UV absorbance and total organic carbon were used.

PL

Stale rosnąca konsumpcja farmaceutyków przyczynia się do zwiększenia ich stężenia w środowisku wodnym, które kształtuje się na poziomie od kilku ng/dm3 do kilku μg/dm3 3. Liczną grupę wśród farmaceutyków występujących w wodach powierzchniowych stanowią niesteroidowe leki przeciwbólowe i przeciwzapalne, do których należy m.in. diklofenak. W pracy przedstawiono możliwości kontroli analitycznej procesu fotokatalitycznego utleniania diklofenaku w środowisku wodnym. Do badania skuteczności procesu zastosowano różne metody instrumentalne, w tym analizę HPLC poprzedzoną ekstrakcją do fazy stałej oraz pomiar przewodności właściwej, absorbancji w UV (λ=276 nm) i ogólnego węgla organicznego. W celu określenia obniżenia stężenia usuwanego związku przydatna okazała się analiza chromatograficzna, z którą w dobrym stopniu korespondowały wyniki pomiarów absorbancji w UV. Dowiedziono, że pomiar chromatograficzny charakteryzuje się większą czułością niż pomiar absorbancji wody. Na podstawie pomiarów ogólnego węgla organicznego określono, że degradacja usuwanego związku nie jest kompletna i powstają produkty uboczne tego procesu.

7

Analytical control of diclofenac removal in the photocatalytic oxidation process

Bohdziewicz J., Kudlek-Jelonek E., Dudziak M.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2013

|

Vol. 6, no. 3

71--75

EN

The increasing consumption of drugs results in a continuous release of these chemicals and their metabolites in the aqueous environment, which is at the level of a few ng/dm3 to several μg/dm3. Particular attention should be paid to the group of medicines which are available without prescription which include non-steroidal painkillers and anti-inflammatory drugs. The paper presents the possibility of the analytical control of diclofenac photocatalytic oxidation process in the aquatic environment. To examine the effectiveness of the process the HPLC analysis preceded with solid phase extraction SPE, measurements of UV absorbance and total organic carbon were used. The chromatographic measurements revealed the higher sensitivity than the UV absorbance measurements (λ = 276 nm). On the other hand, the total organic carbon analysis showed that the degradation of the removed compound was incomplete and by-products were formed during the process.

PL

Stale rosnąca konsumpcja farmaceutyków przyczynia się do zwiększenia ich stężenia w środowisku wodnym, które kształtuje się w zakresie od kilku ng/dm3 do kilku μg/dm3. Liczną grupę wśród farmaceutyków występujących w wodach powierzchniowych stanowią niesteroidowe leki przeciwbólowe i przeciwzapalne, do których należy m.in. diklofenak. W pracy przedstawiono możliwości kontroli analitycznej procesu fotokatalitycznego utleniania diklofenaku w środowisku wodnym. Do badania skuteczności procesu zastosowano analizę HPLC poprzedzoną ekstrakcją do fazy stałej oraz pomiar absorbancji w UV (λ=276 nm) i ogólnego węgla organicznego. W celu określenia stężenia usuwanego związku przydatna okazała się analiza chromatograficzna, z którą w dobrym stopniu korespondowały wyniki pomiarów absorbancji w UV. Dowiedziono, że pomiar chromatograficzny charakteryzuje się większą czułością niż pomiar absorbancji wody. Na podstawie pomiarów ogólnego węgla.

8

Zmiany absorbancji w nadfiolecie (UV254) w wodzie w procesach uzdatniania

Nowacka A., Włodarczyk-Makuła M.

LAB Laboratoria, Aparatura, Badania

|

2012

|

R. 17, nr 1

28-31

PL

W pracy przedstawiono wyniki analiz jednego ze wskaźników jakości wody jakim jest absorbancja w nadfiolecie (UV254). Próbki wody pobrano po poszczególnych etapach uzdatniania wody do spożycia przez ludzi w wybranym zakładzie. Średnia wartość absorbancji (UV 1m 254nm) w wodzie surowej wynosiła 11,1. Podczas uzdatniania nastąpiło obniżenie wartości początkowej o 70%, co świadczy o wysokiej skuteczności prowadzonych procesów. Po procesie ozonowania wstępnego i koagulacji objętościowej odnotowano spadek zawartości substancji organicznych wyrażanych badanym wskaźnikiem o 54%, a po ozonowaniu wstępnym i koagulacji kontaktowej - o 56% w stosunku do wartości początkowej oznaczonej dla wody surowej. Zarówno w procesie ozonowania pośredniego i filtracji na węglu aktywnym obniżenie wartości absorbancji w nadfiolecie sięgało 20%.

9

Badania adsorpcji kwasów humusowych z roztworów wodnych na pylistym węglu aktywnym

Perchuć M., Król P., Grąbczewski P.

Ochrona Środowiska

|

2009

|

vol. 31, nr 4

43-46

PL

Przeprowadzono badania nad wyznaczeniem izoterm adsorpcji kwasów humusowych, ekstrahowanych z węgla brunatnego i torfu, z modelowych roztworów wodnych na węglach pylistych CWZ-22, CWZ-30 I CWH-22 (Gryfskand, Hajnówka). Wyznaczone zależności pomiędzy zawartością kwasów humusowych, barwą i utlenialnością wody oraz absorbancją w nadfiolecie mają istotne znaczenie praktyczne. Pozwalają na wykorzystanie szybkiego oznaczenia, jakim jest absorbancja w nadfiolecie ( =254 nm), do oceny wartości pozostałych wskaźników jakości wody. Otrzymane w testach naczyniowych izotermy adsorpcji stanowiły podstawę do wyboru dawki pylistego węgla aktywnego i warunków prowadzenia procesu sorpcji. Wykazano, że rodzaj występujących w badanych wodach modelowych kwasów humusowych, wynikający z ich pochodzenia (ekstrakt z węgla brunatny lub torfu), miał wpływ na wymaganą dawkę pylistego węgla aktywnego wyznaczoną na podstawie izotermy adsorpcji. Dawki pylistego węgla aktywnego wyznaczone w testach naczyniowych były nieznacznie większe w przypadku wody zawierającej ekstrakt z torfu. Badania nad doborem dawki węgla aktywnego wykazały, że ilość węgla aktywnego potrzebna do uzyskania stężenia równowagowego kwasów humusowych w wodzie oczyszczonej była wprost proporcjonalna do ich stężenia w wodzie surowej.

EN

Humic acids extracted from brown coal and peat were made subject to adsorption from model solutions, using three powdered active carbons (PAC), CWZ-22, CWZ-30 and CWH-22, as adsorbents (Gryfskand, Hajnowka). The relations between humic acid content, color, COD and UV absorbance are of practical significance. They make it possible to use the quick determination of the UV absorbance ( =254 nm) for assessing the values of the other water quality parameters. The isotherms of adsorption obtained in the jar tests enabled the choice of the dosage for the active carbon and the conditions for the sorption process. It has been demonstrated that the type of the humid acids that were present in the model solutions (extract from brown coal or extract from peat) exerted an influence on the carbon dose established on the basis of the adsorption isotherms. The PAC doses determined by the jar tests were slightly higher when the water contained a peat extract. The experiments with the choice of the active carbon dose have revealed that the quantity of the powdered active carbon required for attaining an equilibrium concentration of humic acids in treated water is in direct proportion to their concentration in raw water.

10

Zakres zmienności absorbancji właściwej w nadfiolecie (SUVA) w teście kinetycznym oczyszczania wody w procesie magnetycznej wymiany anionowej

Mołczan M.

Ochrona Środowiska

|

2008

|

Vol. 30, nr 2

49-55

PL

Oczyszczanie wody w procesie magnetycznej wymiany anionowej prowadzi do zmniejszenia zawartości substancji organicznych, czemu towarzyszy również zmniejszenie wartości SUVA (Specific UV Absorbance). W podstawowym badaniu procesu, jakim jest test kinetyczny, wraz z rosnącym czasem kontaktu żywicy anionowymiennej z oczyszczaną wodą maleje zarówno zawartość RWO, jak i absorbancja w UV254. W tym samym zakresie czasów kontaktu wartość SUVA (UV/RWO) wykazuje tendencję rosnącą, a następnie malejącą. Wykazano, że o wzroście wartości SUVA w zakresie małych czasów kontaktu decyduje szybsze usuwanie RWO niż zmniejszanie absorbancji w UV254. O ostatecznym zmniejszeniu wartości SUVA decyduje proporcjonalnie większe obniżenie wartości UV254 niż zawartości RWO. Stwierdzono, że zmiany wartości SUVA są funkcją dawki żywicy i czasu kontaktu, przy czym koniec fazy wzrostu następuje tym szybciej im większa jest dawka żywicy (powyżej dawki 10 cm3/dm3 zmiany są już niewielkie). Czas stabilizacji wartości minimalnej SUVA również maleje wraz ze wzrostem dawki. Zwiększenie dawki skutkuje też zmniejszeniem końcowej wartości SUVA oraz skróceniem czasu potrzebnego do jej osiągnięcia. Określone w badaniach przedziały zmienności absorbancji właściwej mogą stanowić istotne uzupełnienie danych wykorzystywanych przy doborze parametrów kinetyki procesu MIEX®DOC opartym na zakresach stosowalności opisanych w ujęciu ilościowym.

EN

Water treatment involving magnetic anion exchange brings about a reduction in the content of organic substances, which is concomitant with a decrease in the Specific UV Absorbance (SUVA) value. In the kinetic test (which is a fundamental method for the examination of the process), both dissolved organic carbon (DOC) content and UV254 absorbance decrease as the time of contact between the anion-exchange resin and the water being treated increases. Over the same range of contact time, the value of SUVA (UV/DOC) shows an upward trend followed by a downward one. It has been demonstrated that the increase in the SUVA value over the range of low contact time results from the fact that DOC removal proceeds faster than the decrease in UV254 absorbance. The final decrease in the SUVA value results from the decrease in UV254 absorbance, which is proportionally greater than that in the DOC content. The change in the SUVA value is a function of the resin dose and contact time, and the growth phase terminates the sooner, the greater is the resin dose (with doses exceeding 10 cm3/dm3, this change is insignificant). The time of stabilization of the minimal SUVA value also decreases with the increase in the resin dose. The increase in the resin dose also results in the decrease of the final SUVA value and in the shortening of the time required for achieving this. The variability intervals for the SUVA values determined in this study can be regarded as complementary to the data made use of when choosing the kinetic parameters for the MIEX®DOC process on the basis of the range of applicability described by quantity parameters.

11

Zastosowanie koagulantów wstępnie zhydrolizowanych do intensyfikacji oczyszczania wody w wodociągu Czaniec

Zimoch I., Kotlarczyk B., Sołtysik A.

Ochrona Środowiska

|

2007

|

R. 29, nr 3

45-49

PL

Przedstawiono uwarunkowania techniczno-technologiczne eksploatacji jednej z największych stacji oczyszczania wody "Czaniec" w Kobiernicach, zarządzanej przez Górnośląskie Przedsiębiorstwa Wodociągów SA w Katowicach, zaopatrującej w wodę aglomerację śląską. Omówiono wyniki badań laboratoryjnych nad zastosowaniem grupy koagulantów (PAX XL 19F, PAX XL 1905, PAX XL 69, Flokor 1A, Flokor 1ASW, Flokor 1,2A) do oczyszczania wody w układzie koagulacji kontaktowej. Na podstawie uzyskanych wyników badań dokonano oceny skuteczności tych koagulantów w jednakowych warunkach temperatury oraz przy takiej samej mętności i barwie wody surowej, jak również przy jednakowych parametrach technologicznych procesu koagulacji i sedymentacji. Wykazano, że istotnym wskaźnikiem jakości wody w ocenie skuteczności jej oczyszczania jest absorbancja w UV (254 nm i 272 nm), która umożliwia monitorowanie ilości związków organicznych pozostałych po zastosowaniu różnych koagulantów. Ponadto przeprowadzono ocenę skuteczności procesu oczyszczania wody w zależności od jej pH, mętności, barwy i przewodności właściwej.

EN

The technical and technological conditions underlying the operation of the Czaniec Water Treatment Plant are discussed. Located in Kobiernice and supervised by the Upper-Silesian Water Enterprises, Katowice, this plant is one of Poland's largest water treatment plants, which supplies water to the agglomeration of Upper Silesia. The paper presents the results of laboratory investigations into the use of a group of coagulants (PAX XL 19F, PAX XL 1905, PAX XL 69, Flokor 1A, Flokor 1ASW and Flokor 1,2A) for water treatment in the contact coagulation mode. On the basis of the results obtained, the efficiency of the coagulants was assessed under the same conditions (temperature; turbidity and color of raw water) and technological parameters of the unit processes (coagulation, sedimentation). Of the water quality parameters, UV absorbance (at 254 nm and 272 nm) was found to be of significance to the assessment of treatment efficiency, as it enables monitoring of the amount of the organic matter persisting in the water upon the application of particular coagulants. The efficiency of the water treatment process was also related to the pH, turbidity, color and conductivity of the water.

12

Zastosowanie absorbancji właściwej w nadfiolecie (SUVA) w ocenie jakości wody

Mołczan M., Szlachta M., Karpińska A., Biłyk A.

Ochrona Środowiska

|

2006

|

R. 28, nr 4

11-16

PL

W pracy przeanalizowano zastosowanie absorbancji właściwej w nadfiolecie - SUVA254 (Specific UV Absorbance), jako wskaźnika jakościowego charakteryzującego substancje organiczne naturalnie występujące w wodach (tzw. naturalne związki organiczne - NZO). Zastosowania te dotyczą opisu właściwości rozpuszczonych substancji organicznych, oceny reaktywności rozpuszczonego węgla organicznego (RWO) i ryzyka tworzenia ubocznych produktów utleniania lub dezynfekcji (UPU/UPD), a także oceny podatności RWO na usuwanie techniką koagulacji. Wartości SUVA254 są też stopniowo wprowadzane jako element uregulowań formalnoprawnych związanych z regułami stosowania metod oczyszczania wody. Stwierdzono, że wody naturalne o dużych wartościach SUVA254 cechuje wysoka zawartość hydrofobowych, aromatycznych i wielkocząsteczkowych frakcji RWO, podczas gdy wody o małych wartościach współczynnika absorbancji zawierają przeważnie substancje niehumusowe, hydrofilowe, o niskich masach cząsteczkowych. Wykazano, że związek SUVA254 z tworzeniem UPU/UPD - choć istnieje - nie ma charakteru uniwersalnego, lecz jest specyficzny w wypadku danego źródła wody. Stwierdzono, że wartość absorbancji właściwej w UV wskazuje na podatność RWO na usuwanie w procesie koagulacji - im jest ona wyższa tym proces jest skuteczniejszy.

EN

The use of Specific UV Absorbance (SUVA254) as a quality indicator characterizing natural organic matter (NOM) was made subject to analysis. The uses where SUVA254 is applicable include the description of the properties of dissolved organic substances, the assessment of the reactivity of dissolved organic carbon (DOC), the assessment of the potential for the formation of oxidation and/or disinfection by-products (UPU/UPD), and the determination of the susceptibility of DOC to removal by coagulation. SUVA254 values are being incorporated into legal regulations pertaining to the use of particular water treatment methods. It has been found that natural water of high SUVA254 values features a high content of hydrophobic, aromatic and macromolecular DOC fractions while that of low SUVA254 values contains predominantly non-humus, hydrophilic substances of low molecular weight. The study has also revealed that although there is a relation between the SUVA254 value and UPU/UPD formation, the nature of the relation is, admittedly, far from being a general one; it is specific to each individual water source. The SUVA254 value indicates the susceptibility of DOC to removal by coagulation: the higher the value, the more efficient the process.