Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Nowoczesne czujniki Memosens do kontroli procesów dezynfekcji wody od Endress+Hauser

Biczysko Bartłomiej

Forum Eksploatatora

|

2024

|

Nr 1 (126)

41

PL

Systematyczna i kontrolowana dezynfekcja, to bardzo często niezbędny krok podczas uzdatniania wody, przeznaczonej na cele spożywcze. Z kolei zbyt wysokie dawki dezynfektantów mogą oddziaływać toksycznie na konsumentów. Dlatego istotne jest, aby ich dozowanie było kontrolowane.

2

Wpływ osadów wodociągowych na kinetykę zużycia chloru i dwutlenku chloru w wodzie

Domańska M., Łomotowski J.

Ochrona Środowiska

|

2011

|

Vol. 33, nr 3

43-46

PL

Niekorzystne warunki eksploatacji sieci wodociągowych, takie jak nagły spadek ciśnienia, zmiana kierunku przepływu wody czy sytuacje awaryjne mogą być przyczyną uruchomienia osadów zdeponowanych w rurociągach. Powoduje to wzrost mętności, intensywności barwy oraz zawartości żelaza w wodzie wodociągowej. W pracy przedstawiono wyniki badań przeprowadzonych w warunkach laboratoryjnych nad oddziaływaniem osadu pobranego z wewnętrznych ścianek czynnego przewodu wodociągowego na szybkość zużycia chloru i dwutlenku chloru w wodzie wodociągowej. Badania wykazały wolniejsze zużycie chloru w wodzie zawierającej cząstki osadu niż w wodzie wodociągowej bez osadu. Obecność osadu nie miała natomiast istotnego wpływu na szybkość zużycia dwutlenku chloru. Przeprowadzone badania pozwalają sądzić, że cząstki osadów przedostające się do wody wodociągowej w czasie sytuacji awaryjnych nie zwiększają jej zapotrzebowania na badane środki dezynfekcyjne.

EN

Undesired events that occur in water distribution systems (sudden pressure drop, change in flow direction, pipe failure) may activate the deposits in the pipelines. This triggers a rise in turbidity, color intensity and iron content of the tap water. The paper here presents the results of laboratory investigations into the influence of the pipe deposit (collected from the internal walls of a pipeline in service) on the rate of chlorine and chlorine dioxide decay in tap water. The study has demonstrated that chlorine decay proceeds at a slower rate when the particles of the deposit are present in the water than when they are absent. The presence of these particles does not significantly affect the rate of chlorine dioxide decay. The results of the investigations suggest that the particles of the deposit penetrating the tap water during failure events do not increase its demand for either of the two disinfectants.

3

Dimetyloamina jako prekursor N-nitrozodimetyloaminy i formaldehydu w wodzie

Andrzejewski P., Dąbrowska A., Fijołek L., Szweda F.

Ochrona Środowiska

|

2011

|

Vol. 33, nr 3

25-28

PL

W pracy dokonano oceny ilości formaldehydu i N-nitrozodimetyloaminy powstających w reakcji dwutlenku chloru z wodnym roztworem dimetyloaminy. Zbadano również wpływ potencjalnych produktów utlenienia dimetyloaminy na potencjał tworzenia N-nitrozodimetyloaminy podczas procesu utleniania dwutlenkiem chloru. Wykazano, że di-metyloamina jest prekursorem co najmniej dwóch ubocznych produktów utleniania (formaldehyd i N-nitrozodimetyloamina), których zawartość jest regulowana w wodzie przeznaczonej do spożycia przez ludzi. Zestawienie konwersji molowych dimetyloaminy do formaldehydu i N-nitrozodimetyloaminy z ich wartościami dopuszczalnymi w wodzie wskazuje, że N-nitrozodimetyloamina jest znacznie groźniejszym ubocznym produktem reakcji dwutlenku chloru z dimetyloaminą. Stwierdzona obecność dimetyloaminy w wodzie z Warty (5÷6 mg/m3) wskazuje na potencjalne niebezpieczeństwo powstawania formaldehydu i N-nitrozodimetyloaminy podczas stosowania w technologii oczyszczania wody silnych utleniaczy, takich jak dwutlenek chloru. Należy podkreślić, że procesy oczyszczania wody mogą wpływać na zawartość dimetyloaminy, a tym samym zwiększać bądź zmniejszać ryzyko tworzenia się obu produktów ubocznych utleniania.

EN

The quantities of formaldehyde (FA) and N-nitrosodimethylamine (NDMA) generated in the reaction of chlorine dioxide with the aqueous solution of dimethylamine (DMA) were assessed. Consideration was also given to the problem of how the DMA oxidation products may affect the potential of NDMA formation in the course of the chlorine dioxide oxidation process. It has been demonstrated that DMA is a precursor to at least two oxidation by-products (FA and NDMA), whose concentrations in the water intended for human consumption are subject to regulations. The comparison of molar conversions of DMA to FA and NDMA with their permissible values for water shows that of the two by-products NDMA is far more hazardous. The presence of DMA detected in the Warta river water (5 to 6 mg/m3) suggests potential risk that FA and NDMA will form when the treatment train involves strong oxidizers such as chlorine dioxide. It is essential to note that the treatment process applied impacts on the DMA content of the water, and thus increases or reduces the risk of generating both the oxidation by-products.

4

Zmiany zawartości substancji organicznych w wodzie w procesie utleniania chemicznego

Świderska-Bróż M., Wolska M.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2011

|

T. 14, nr 2

111-120

PL

Omówiono wyniki badań przeprowadzonych w skali technicznej. Celem eksperymentów było określenie wpływu procesu utleniania chlorem wolnym (Cl2w) i dwutlenkiem chloru (zachodzącego w dwóch fazach) na usuwanie z wody substancji organicznych oraz transformacje frakcji ogólnego węgla organicznego. Analiza wyników badań wykazała istotne różnice w zmianach zawartości OWO i jego frakcji oraz w zużyciu utleniaczy chemicznych w poszczególnych fazach procesu. Dla większości próbek wody (15 z 22) zużycie Cl2w było większe w I fazie procesu, a odwrotną prawidłowość stwierdzono w przypadku ClO2. Eliminacja OWO, RWO, NWO i NBRWO (gC/m3) generalnie zależała od ich stężenia początkowego i była również większa w pierwszej fazie procesu - łącznie z 22 próbek wody wynosiła odpowiednio 12,42; 9,89; 2,53; 13,92 gC/m3. Mimo że we wszystkich próbkach wody stężenie BRWO w II fazie uległo zmniejszeniu, to po omawianym procesie w większości z nich (w 17 z 22) było ono większe niż w wodzie przed procesem utleniania, a w 77,3% próbek przekraczało 200 mgC/m3, tj. wartość graniczną dla wody biologicznie stabilnej.

EN

The influence of the free chlorine and chlorine dioxide on the removal and transformation of organic substances is presented in this paper. The investigations were carried out in the technical scale. In the exploited water treatment train the chemical oxidation process ran in two phases; the first (I) in pipeline between the contact-settlers and rapid sand filters, the second (II) in filter beds. In consideration of the different chemical oxidants concentrations and their contact times with organic substances the concentration of TOC, DOC, BDOC, undissolved organic carbon (UDOC) and refractory DOC (rDOC) were determined before and after the following phases of the process. The analysis of obtained results showed the substantial differences in changes of TOC and its fractions concentrations as well in the chemical oxidants consumptions during the individual phases of the process. The free chlorine consumption was greater in the first phase and the inverse regularity was ascertained in case of ClO2. Elimination of TOC, DOC, UDOC and rDOC generally was dependent on their initial concentrations. It was greater in the first phase of process and for all samples of water was equal properly 12.42; 9.89; 2.53; 13.92 gC/m3. The higher decreasing of rDOC content than DOC quantity (in all samples of water) was caused by transformation rDOC to the BDOC. The result of the second phase was oxidation about twice smaller quantity of TOC, DOC and UDOC and about 4.5 times lower decreasing of rDOC concentration. In the course of the second phase removal of BDOC was stated but its residual concentrations in 77.3% samples were higher than before the chemical oxidation process. At the same time the content of rDOC increased in 27.3% samples.

5

Elemental Chlorine-Free Delignification of Kraft Pulp Produced from Halfa (Stipa tenacissima)

Bouiri B, Amrani M

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2011

|

Vol. 19, no. 4 (87)

142--147

EN

Halfa, also known as Stipa tenacissima, is grown in North Africa and south Spain. Due to its short fibre length, paper from halfa retains its bulk and takes block letters well. In this study halfa was evaluated for bleached pulp production. Two cellulose pulps with different chemical compositions were pulped by the conventional Kraft process. One from original halfa material and the other from halfa pretreated by diluted acid. The pulp produced from halfa pretreated with diluted acid was bleached by elemental-chlorine-free sequences DEPD and DEDP. The yield, Kappa number, brightness and α-cellulose content of the bleached and unbleached pulps were evaluated. The results show that during the chemical pulping process, the treated halfa cooked more easily than the original halfa. The treated halfa pulp also showed very good bleaching, reaching a brightness level of 94.8% ISO, a yield of 93.6% and α-cellulose content of 96.8% with the DEDP bleaching sequence as compared to an 83.2% ISO brightness level, 92.8% yield and 95.1% α – cellulose content for pulp bleached with the DEPD bleaching sequence. On the other hand, the physicalmechanical properties of the pulp were not notably reduced by the bleaching process. The breaking length, tear and burst index of the paper sheets were acceptable. Therefore, the halfa material could constitute a worthwhile choice for cellulosic fiber supply.

PL

Halfa jest rośliną występującą w Afryce Północnej i Południowej Hiszpanii. Z powodu krótkich włókien, papier wykonany z masy celulozowej otrzymanej z tej rośliny zachowuje mięsistość i pozwala na uzyskanie dobrych wydruków. Wyprodukowano dwa rodzaje bielonej masy celulozowej o różnych składach chemicznych metodą Kraft, jeden z nieobrobionego surowca, a drugi z surowca poddanego działaniu rozcieńczonego kwasu. Masa celulozowa podana wstępnej obróbce była bielona bez udziału chloru wolnego, według schematu DEPD i DEDP. Oceniano wydajność, liczbe kappa, białość i zawartość a-celulozy dla bielonej i niebielonej masy celulozowej i stwierdzono, że poddana obróbce masa gotuje się łatwiej. Wytrzymałość mechaniczna otrzymanych z masy celulozowej arkuszy papieru była zadowalająca. Wykazano, że halfa może stanowić surowiec do produkcji papieru.

6

Możliwości zastosowania dwutlenku chloru, podchlorynu sodu oraz dihydratu soli sodowej kwasu dichloroizocyjanurowego do dezynfekcji końcowej wody w OPWiK w Ostrołęce

Wnęt T., Granops M.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2010

|

Nr 4

26-32

PL

Charakterystyka ujmowanych wód i stacji uzdatniania wody. Właściwości badanych dezynfektantów. Porównanie kosztów dezynfekcji wody poszczególnymi dezynfektami.

EN

Characteristics of in-taken water and water treatment plants. Properties of examined disinfectants. Comparison of water disinfection costs with each disinfectant.

7

Badania nad szybkością zaniku chloru i dwutlenku chloru w wodzie w sieci wodociągowej

Domańska M., Łomotowski J.

Ochrona Środowiska

|

2009

|

vol. 31, nr 4

47-49

PL

Praca zawiera oryginalne wyniki badań nad szybkością zaniku chloru i dwutlenku chloru w wodzie, wykonanych na próbkach wody pobranych z 14 systemów wodociągowych eksploatowanych na Dolnym Śląsku. Badania wykazały, że w przypadku wody, która ma duże natychmiastowe zapotrzebowanie na chlor, następuje szybszy zanik dwutlenku chloru. Zatem należy zweryfikować tezę, że dwutlenek chloru w systemach wodociągowych ulega wolniejszemu zanikowi, w porównaniu do chloru. Ponadto stwierdzono, że wartość stałej szybkości zaniku dezynfektanta ulega zmianie w czasie transportu wody wodociągowej. Badania przeprowadzone na rurociągu tranzytowym eksploatowanym we Wrocławiu wykazały różnice w kinetyce zaniku chloru i dwutlenku chloru w czasie przepływu wody w sieci wodociągowej. Uzyskane wyniki wskazują na potrzebę prowadzenia indywidualnych badań nad szybkością zaniku dezynfektanta w wodzie w celu prognozowania jego stężenia w całym systemie wodociągowym. Przeprowadzenie takich badań jest niezbędne przy zamianie dezynfektanta, a także przy ustalaniu punktów dodatkowej dezynfekcji wody w rozległych systemach wodociągowych.

EN

This paper presents original results of a study on the rate of chlorine and chlorine dioxide decay in trea-ted water. Samples were taken from 14 water distribution systems which are in service in Lower Silesia. The study has revealed that when the water is characterized by a high 5-minute chlorine demand, the decay of chlorine dioxide occurs at a faster rate. It is therefore necessary to verify the thesis that the decay of chlorine dioxide in the water distribution system proceeds at a slower rate than the decay of chlorine. It has furthermore been observed that the value of the rate constant of disinfectant decay undergoes changes during tap water transport. The investigations into a segment of Wroclaw's water pipeline have revealed differences in the kinetics between chlorine decay and chlorine dioxide decay during water flow in the water-pipe network. The results obtained corroborate the necessity of conducting point tests to determine the local rate of decay for both the disinfectants in the water with the aim to predict their concentrations in the entire water distribution system. Such tests are indispensable when replacing the disinfectant used with another one, or when determining additional disinfection points in large water distribution systems.

8

Influence of preliminary oxidation of model water with chlorine dioxide on its mutagenicity

Traczewska T. M., Trusz-Zdybek A., Piekarska K., Biłyk A., Czarniecka A.

Environment Protection Engineering

|

2009

|

Vol. 35, nr 1

119-119

EN

Chlorine-disinfected model water after preliminary oxidation with chlorine dioxide of different composition was used in investigations. Extracts from model water samples with different TOC and NH4(+) ions after elution with acetone were applied in the Salmonella assay in TA100 test strain. The higher the concentration of those parameters, the higher the concentration of such chlorine derivatives as AOX and chlor(o)acetic acids in water, and the stronger the mutagenic activity of organic water pollutants observed in the tests conducted without metabolic activation. Only water that contained less TOC than 2.0 g/dm3, irrespective of the ammonia concentration (0.1; 0.5; 1.0 g NH4(+)/dm3), did not show mutagenic effects in tests conducted either with or without metabolic activation.

PL

Wodę modelową o różnym składzie wstępnie utleniano dwutlenkiem chloru, a następnie dezynfekowano chlorem. Do testu Salmonella przeprowadzanego na szczepie TA100 wprowadzano ekstrakty z próbek wodnych. Ekstrakty te wymywano acetonem z wód modelowych o różnej zawartości OWO i jonów amonowych. Wraz ze zwiększeniem się stężenia OWO i jonów amonowych wzrastało w wodzie stężenie chloropochodnych takich jak AOX i kwasy chlorooctowe oraz mutagenne działanie organicznych zanieczyszczeń wody w testach przeprowadzanych bez aktywacji metabolicznej. Jedynie woda o zawartości OWO 2,0 g C/dm3, niezależnie od stężenia NH4(+) (0,1; 0,5; 1,0 g NH4(+) /dm3), zarówno w testach z aktywacją metaboliczną, jak i bez niej nie wykazywała właściwości mutagennych.

9

Kinetyka zaniku chloru i dwutlenku chloru w wodach wodociągowych

Domańska M., Łomotowski J.

Instal

|

2008

|

nr 7/8

20-22

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad kinetyką zaniku chloru i dwutlenku chloru, przeprowadzonych dla wybranych wód wodociągowych. Badania wykazały, że dwutlenek chloru w porównaniu z chlorem wolniej reaguje w pierwszych 5 minutach kontaktu z wodą, ale znacznie szybciej zanika przy wydłużaniu czasu kontaktu.

EN

This article is describing the results of research on kinetic of chlorine and chlorine dioxide in distinct water form different distribution systems. The research prooved that during the contact with water Chlorine dioxide comparing with Chlorine reacts slower in the first 5 minutes period but it disappears considerably faster than chlorine when expanding the period of time.

10

Usuwanie prekursorów biodegradowalnych substancji organicznych w procesie biofiltracji

Raczyk-Stanisławiak U., Ciemniecka E., Świetlik J., Nawrocki J.

Ochrona Środowiska

|

2007

|

R. 29, nr 3

59-64

PL

Stosowanie w oczyszczaniu wody zarówno dwutlenkiem chloru, jak i chlorem powoduje powstawanie łatwo biodegradowalnych związków, w tym krótkołańcuchowych kwasów organicznych. Najczęściej stosowaną metodą usuwania biodegradowalnych substancji organicznych z wody jest proces biofiltracji, często poprzedzony ozonowaniem. Dezynfekcja końcowa wody po procesie ozonowania-biofiltracji powoduje powstanie dodatkowych ilości biodegradowalnych substancji organicznych, z czego wynika, że filtracja biologiczna nie usuwa w pełni ich prekursorów. W badaniach modelowych wykazano wpływ biofiltracji wody poprzedzonej ozonowaniem oraz bez ozonowania na usuwanie prekursorów biodegradowalnych substancji organicznych. Wodę po biofiltracji poddano działaniu dwutlenku chloru lub chloru, a następnie oznaczono zawartość biodegradowalnego rozpuszczonego węgla organicznego (BRWO) oraz powstających w tym procesie kwasów organicznych. Badania wykazały, że chlorowanie wody po ozonowaniu i biofiltracji z krótszymi czasami kontaktu z węglem aktywnym powodowało powstanie większych ilości kwasów organicznych. Wydłużenie czasu kontaktu wody ze złożem do 30 min wyraźnie zmniejszyło zawartość BRWO w wodzie i obniżyło ilość prekursorów organicznych, co spowodowało powstanie niewielkich ilości organicznych produktów utleniania. Stwierdzono, że zastosowanie dwutlenku chloru po ozonowaniu-biofiltracji powoduje powstanie większych ilości kwasów organicznych w porównaniu z chlorowaniem wody.

EN

The use of chlorine dioxide or chlorine as disinfectants in water treatment induces the formation of easily biodegradable compounds, and these include short-chain organic acids. Of the available methods for the removal of biodegradable organic substances from water bodies, biofiltration (frequently combined with ozonation as a prior step) has gained widespread acceptance. Final disinfection which follows the ozonation-biofiltration process produces additional quantities of biodegradable organic species, and thus makes it clear that biological filtration fails to provide complete removal of their precursors. The model investigations reported in this paper address the problem of how the biofiltration process (with and without ozonation as a prior stage) influences the removal of the precursors of biodegradable organic substances. Following biofiltration, the water samples were exposed to chlorine dioxide or chlorine. Then the concentration of biodegradable dissolved organic carbon (BDOC), as well as the concentrations of the organic acids that form in the course of the process, was determined. The results of the study have revealed the following findings. Chlorination of the water after ozonation and biofiltration involving shorter times of contact with active carbon accounted for the formation of larger organic acid quantities. The extension of the water-biofilter contact time to 30 min visibly reduced the BDOC content in the water and the quantity of organic precursors, thus generating insignificant amounts of organic oxidation products. The application of chlorine dioxide after ozonation-biofiltration produced larger quantities of organic acids as compared to the application of chlorine.

11

Doświadczenia z wprowadzania dwutlenku chloru do dezynfekcji w stacji oczyszczania wody w Mosinie

Lasocka-Gomuła I., Maciołek A., Kania P., Karolczak P.

Ochrona Środowiska

|

2007

|

R. 29, nr 4

53-56

PL

W pracy omówiono doświadczenia wynikające z wprowadzania dwutlenku chloru do dezynfekcji wody oczyszczonej na stacji "Mosina", zaopatrującej aglomerację poznańską w wodę wodociągową. Stwierdzono, że w chwili osiągnięcia jednakowego udziału dotychczas stosowanego chloru i nowo wprowadzonego dwutlenku chloru (50%/50%)) nastąpił niekontrolowany rozwój bakterii w wodzie, który został zahamowany dopiero w miarę wzrostu udziału chloru w mieszaninie dezynfektantów. Ponadto ustalono, że stosując oba środki dezynfekcyjne, zmienna powinna być dawka chloru, a dwutlenek chloru powinien być dawkowany w stałej ilości. Wykazano, że wprowadzenie nowego reagenta do wody zmieniło jej skład chemiczny, na skutek czego nastąpiły zaburzenia utrwalonej przez wiele lat równowagi w sieci wodociągowej. Ponowne doprowadzenie do stabilizacji wody w sieci było procesem długotrwałym. Rozległy system wodociągowy aglomeracji poznańskiej wymaga dobrego zabezpieczenia wody przed wtórnym zanieczyszczeniem oraz ciągłej kontroli jej jakości, przede wszystkim w zakresie analizy bakteriologicznej. Zastosowanie samego dwutlenku chloru do dezynfekcji wody w stacji wodociągowej "Mosina", bez zwiększenia skuteczności usuwania substancji organicznych, nie było możliwe.

EN

The paper gives an account of the experience gained while implementing chlorine dioxide for water disinfection at the Mosina Water Treatment Plant, which supplies tap water to the city of Poznan. It was found that when the proportion of the chlorine used so far to the chlorine dioxide being implemented was 50%/50%, this was paralleled by an uncontrolled bacterial growth in the water, which was inhibited by increasing the proportion of chlorine in the mixture of the two disinfectants. Another finding produced by the study was that when both the disinfectants were applied, it was possible to vary the chlorine dose while chlorine dioxide had to be dosed in the same amount. The addition of a new reagent brought about changes in the chemical composition of the water, thus disturbing the balance that had stabilized in the water-pipe network for many years. The process of restoring water stabilization in the pipeline was a long-term one. The large water supply system for the city of Poznan requires efficient actions to prevent water recontamination, as well as a reliable, continuous control of water quality primarily to ensure bacteriological safety. The application of chlorine dioxide alone to water disinfection at the Mosina Water Treatment Plant without increasing the efficiency of organic matter removal was found to be a failed attempt.

12

Badania wpływu jakości wody na powstawanie adsorbowalnych chlorowcopochodnych związków organicznych (AOX)

Czarniecka J., Dziubek A.M., Maćkiewicz J.

Ochrona Środowiska

|

2007

|

R. 29, nr 2

41-42

PL

Powstawanie w wodzie adsorbowalnych halogenów organicznych (AOX), jako ubocznych produktów dezynfekcji, związane jest z dawką chloru, która zależy od zawartości związków organicznych oraz azotu amonowego i organicznego w wodzie. Proces powstawania AOX badano na przykładzie wody modelowej wzbogaconej w substancje humusowe i związki azotu. Zanieczyszczenia wody poddano utlenianiu chlorem oraz dwutlenkiem chloru i chlorem warunkach laboratoryjnych. Określono ilość powstających adsorbowanych chlorowanych związków organicznych w zależności od zawartości ogólnego węgla organicznego oraz azotu amonowego i organicznego w wodzie poddanej działaniu chloru oraz chloru i dwutlenku chloru. Wykazano, że zastosowanie w układzie oczyszczania wody procesu utleniania dwutlenkiem chloru 30 min przed chlorowaniem dezynfekcyjnym przyczynia się do obniżenia dawki chloru, a także zmniejszenia ilości powstałych AOX.

EN

The formation of adsorbable organic halogens (AOX) - the by-products of water disinfection - depends on the chlorine dose, which is determined according to the content of organic compounds, ammonia nitrogen and organic nitrogen in the water being treated. The process of AOX formation was examined using model water samples enriched with humic substances and nitrogen compounds. The pollutants were made subject to oxidation with chlorine or chlorine dioxide and chlorine under laboratory conditions. The quantity of the adsorbable chlorinated organic compounds that had formed was related to the content of total organic carbon, ammonia nitrogen and organic nitrogen in the water treated with chlorine or chlorine dioxide and chlorine. The results obtained make it clear that the inclusion of chlorine dioxide oxidation into the treatment train as a prior step to be applied 30 mins before the commencement of the disinfecting chlorination process permits the chlorine dose to be reduced and, more importantly, reduces the quantity of the AOX formed.

13

Wpływ procesów utleniania i biodegradacji na zmianę struktury substancji organicznych naturalnie występujących w wodzie

Świetlik J., Raczyk-Stanisławiak U., Nawrocki J.

Ochrona Środowiska

|

2005

|

R. 27, nr 3

27-32

PL

W pracy określono i porównano zmiany w rozkładzie mas cząsteczkowych substancji organicznych naturalnie występujących w wodzie pod wpływem silnych utleniaczy stosowanych w oczyszczaniu wody, tj. ozonu, dwutlenku chloru i chloru oraz określono wpływ wstępnego utleniania na efektywność biodegradacji substancji organicznych. Zmiany w rozkładzie mas cząsteczkowych substancji organicznych poddawanych następującym po sobie procesom utleniania i biodegradacji przeanalizowano wykorzystując chromatografię wykluczania (SEC). Przy wykorzystaniu tej samej techniki badano również podatność na utlenianie i biodegradację frakcji substancji organicznych o określonych masach cząsteczkowych. Ponadto, dla analizowanych wód naturalnych i modelowych, określono ilości powstającego w tym procesie biodegradowalnego węgla organicznego (BRWO) przy wykorzystaniu metody Joreta, a także oznaczono ilości powstających w procesach utleniania kwasów karboksylowych będących wskaźnikiem BRWO. Uzyskane rezultaty wykazały, iż reakcji z utleniaczami najłatwiej ulegają substancje organiczne o najwyższych masach cząsteczkowych absorbujące promienie UV zarówno przy 254 nm, jak i 220 nm. Analogiczne tendencje wykazano dla substancji organicznych poddanych w dalszym etapie procesowi biodegradacji. Z kolei dla frakcji substancji organicznych o najniższych masach cząsteczkowych, po procesie utleniania i biodegradacji, zaobserwowano wzrost absorpcji promieniowania UV przy mniej selektywnej długości fali 220 nm. Na podstawie analizy danych obejmujących pomiary OWO, BRWO oraz zawartość kwasów organicznych wykazano brak korelacji pomiędzy wzrostem intensywności pasm związanych z obecnością niskocząsteczkowych frakcji substancji organicznych a pozostałymi badanymi wskaźnikami. Wykazano, że powstające w zintegrowanych procesach utleniania i biodegradacji produkty o niskich masach cząsteczkowych to przede wszystkim produkty metabolizmu bakterii oraz produkty degradacji substancji organicznych, bogate w grupy funkcyjnie silnie absorbujące promieniowanie o długości fali 220 nm.

EN

The primary objective of the study was to analyze the changes in the molecular weight distribution (MWD) of natural organic matter (NOM) promoted by the reaction with strong oxidants commonly used in water treatment technology, i.e. ozone, chlorine dioxide and chlorine. Another major objective was to establish the influence of pre-oxidation on the efficiency of subsequent biodegradation of organic matter. High-pressure size exclusion chromatography (HP-SEC) with UV-254 nm and UV-220 nm detection was used to examine how the MWD of NOM had changed after the pre-oxidation and oxidation/biodegradation processes. The amount of biodegradable dissolved organic carbon (BDOC) was measured using the method described by Joret. The quantity and quality of carboxylic acids were analyzed by ion chromatography. The study has shown that the oxidation of NOM with strong oxidants accounted primarily for the break-up of high-molecular-weight molecules into smaller fragments and for a drop in aromaticity. Similar trends were observed with organic matter after the biodegradation experiments. The high amount of BDOC in the oxidized NOM is an indication that the changes in the NOM structure contributed by the application of the said oxidants enhanced the biodegradability of organic matter, especially after oxidation with ozone and chlorine dioxide. A comprehensive analysis of the TOC, BDOC and carboxylic acids levels before and after biodegradation has confirmed the formation of low-molecular-weight, easily biodegradable by-products of NOM oxidation. The increased biodegradability of the NOM components as a result of oxidation/disinfection with chlorine dioxide and/or chlorine may undesirably affect the biological stability of drinking water at a long residence time in the distribution network.

14

Uboczne produkty dezynfekcji wody - doświadczenia ostatnich 30 lat

Nawrocki J.

Ochrona Środowiska

|

2005

|

R. 27, nr 4

3-12

PL

W pracy przeanalizowano i podsumowano 30-letnie doświadczenia technologów wody w zakresie występowania ubocznych produktów dezynfekcji. Wiedza dotycząca powstawania ubocznych produktów dezynfekcji uległa w ciągu tych 30 lat znacznemu poszerzeniu i istotnie wpłynęła na technologię oczyszczania wody. Stwierdzono, ze nie tylko chlor, ale także inne środki utleniające, takie jak ozon czy dwutlenek chloru, powodują powstawanie produktów ubocznych. W dzisiejszych technologiach oczyszczania wody dużą wagę przykłada się do usuwania substancji organicznych naturalnie występujących w ujmowanej wodzie i zrezygnowano z chloru jako wstępnego utleniacza. Zidentyfikowano już ponad 500 ubocznych produktów chlorowania, ale w literaturze ukazują się wciąż doniesienia o identyfikacji nowych (np. związki rodoorganiczne wykrywane w rejonach nadbrzeżnych). Dokładniejsze analizy prowadzą także do rewizji wcześniej przyjętych poglądów, jak to ma miejsce w stosunku do silnie mutagennego związku, hydroksyfuranonu - MX. W ostatnich latach uznano także, jak istotną rolę dla procesu biodegradacji odgrywają powstające w wodzie kwasy organiczne, jako uboczne produkty ozonowania. W dziedzinie produktów ubocznych dezynfekcji dwutlenkiem chloru wykazano, w jaki sposób może dochodzić do utraty biostabilności wody pod wpływem powstawania ubocznych produktów reakcji dwutlenku chloru z substancjami organicznymi obecnymi w dezynfekowanej wodzie. Wiedza i osiągnięcia analityczne stworzyły bazę pod regulacje prawne, które służą dzisiaj ochronie przed związkami podejrzewanymi o szkodliwe działanie na zdrowie człowieka.

EN

The paper contains detailed account of water technologists' 30-year experience in their research on the occurrence of disinfection by-products. Over the 30-year period, knowledge about the formation of the disinfection products has become far more comprehensive than it used to be. Thus, not only chlorine but also other oxidizers like ozone or chlorine dioxide were found to trigger the formation of by-products. These days, water technologists pay much attention to the removal of natural organic matter that occurs in the taken-in water and abandom the idea of using chlorine as a pre-oxidizing agent. So far, hundreds of chlorination by-products have been identified, but the number of reports on further identification of such products continues to increase (e.g., iodoorganic compounds are being detected in coastal areas). More detailed analyses have also made the water technologists change their views and opinions on some substances, e.g. on the strongly mutagenic hydroxyfuranon MX. In the past few years, water technologists have become aware of how beneficially the presence of the organic acids that are by-products of ozonation influences the biodegradation process. As for the by-products of chlorine dioxide disinfection, it has been reported how the formation of the by-products of the reaction of chlorine dioxide with the organic substances present in the water under disinfection contributes to the loss of water biostability. The results of analyses and relevant knowledge achieved in this way become a basis for legal regulations aimed at protecting us against the compounds that are believed to have health implications.

15

Badania wpływu chloru, dwutlenku chloru i ozonu na stabilność biologiczną wody

Raczyk-Stanisławiak U., Świetlik J., Nawrocki J.

Ochrona Środowiska

|

2005

|

R. 27, nr 3

33-37

PL

Przed wprowadzeniem do sieci dystrybucyjnej woda oczyszczona poddawana jest dezynfekcji. Stosowanie wszystkich podstawowych środków dezynfekcyjnych (O3, ClO2, Cl2) zmienia strukturę substancji organicznych naturalnie występujących w wodzie. Wielkocząsteczkowe składniki substancji organicznych (zwłaszcza aromatyczne) reagują z utleniaczami, co doprowadza do powstania produktów o niższych ciężarach cząsteczkowych (między innymi kwasów organicznych), które są łatwiej dostępne biologicznie. W pracy wykazano, że nie tylko ozon, ale również dwutlenek chloru i chlor tworzą w reakcji z substancjami organicznymi łatwo biodegradowalne kwasy organiczne, takie jak kwas mrówkowy, octowy i szczawiowy. Stwierdzono, że kwasy organiczne stanowią tylko niewielką część biodegradowalnego węgla organicznego (1÷20%). Ilość kwasów organicznych, powstających pod wpływem ozonu i dwutlenku chloru, wskazuje na wzrost biodostępności rozpuszczonego węgla organicznego, co w konsekwencji może być wskaźnikiem niestabilności biologicznej wody. Zawartość kwasów karboksylowych w wodzie przeznaczonej do spożycia przez ludzi nie jest normowana, bowiem nie stanowią one bezpośredniego zagrożenia dla zdrowia człowieka, jednak są one związkami łatwo biodegradowalnymi, stanowią część biodegradowalnego węgla organicznego (BRWO) i tym samym mogą być jedną z przyczyn zachwiania biostabilności wody i powstawania biofilmu w sieci wodociągowej.

EN

Before being sent to the distribution system, treated water is disinfected with various oxidants, i.e. O3, ClO2, and Cl2. The application of conventional disinfectants changes the molecular structure of aquatic natural organic matter (NOM). The oxidation of the NOM components with oxidants mainly brings about the break-up of the molecules into smaller fragments and a decrease in aromaticity. Ozonation, as well as oxidation, of NOM with chlorine dioxide and chlorine stimulates the formation of significant amounts of biodegradable oxidation by-products such as carboxylic acids (i.e. acetic, formic and oxalic acids). Carboxylic acids account for only 1 to 20% of the biodegradable dissolved organic carbon (BDOC) content. The increase of their concentration in treated water indicates a rise in the amount of the total BDOC formed in the oxidation reaction. The concentration of carboxylic acids in potable water has not been normalized since there is no direct threat for human health connected with their presence in water. However, the high propensity of carboxylic acids to biodegradation may have serious consequences for the biological stability of the water in the distribution network. As carboxylic acids are part of BDOC, their presence in the distributed water may stimulate the regrowth of microorganisms and the development of biofilms on the walls of the distribution pipes.

16

ClO2 - dwutlenek chloru jako czynnik zwalczający Legionellę

Lipiak D.

Instal

|

2004

|

nr 1

46--49

PL

W publikacji zaprezentowano właściwości chemiczne i biocydowe cłwutłenku chloru jako czynnika niszczącego bakterie z rodziny Legionella pneumophila. Wśród charakterystycznych właściwości dwutlenku chloru znajduje się zdolność do zmniejszenia warstwy biologicznej (biofilmu) oraz znaczne ograniczenie w niej żywych bakterii w porównaniu do chloru i innych dezynfektantów. Przedstawiono liczne, typowe przykłady ilustrujące skuteczność tego wszechstronnego środka. Dwutlenek chloru niszczy mikroorganizmy, takie jak: pierwotniaki, bakterie, wirusy, glony, które mogą być obecne w systemach dostarczających zimną i gorącą wodę. Jest skuteczniejszym środkiem przy niskich C x t niż inne dezynfektanty, takie jak: chlor, UV, chloraminy czy dezynfekcjo termiczna. Zaprezentowano działanie dwutlenku chloru w usuwaniu skażenia bakteriami z rodziny Legionella na przykładach systemów zimnej i gorącej wody w budynkach użyteczności publicznej i szpitalach. Dwutlenek chloru nie jest czuły na zmiany pH wody, w długim okresie czasu utrzymuje stabilność bakteriologiczną uzdatnionej wody, nie tworzy THMów i nie powoduje korozji w układach dostarczających wodę. Główny produkt reakcji dwutlenku chloru - jon chlorynowy przejawia aktywność bakteriostatyczną, która przyczynia się do remanencji (długotrwałości działania) CIO2 w sieci dystrybuującej wodę.

EN

This document presents the biocide performance and chemical properties of chlorine dioxide as a agent against Legionella pneumophila. Chlorine dioxide is an efficient instrument acting against biofouling growth, and effective biocide for such microorganisms as protozoa, bacteria, viruses, algae, as well as live species thai may be present in the cold and hot water systems. It is often more efficient, for low C x t, than other disinfectants like chlorine, UV, chloramines or high temperature. Its biocide properties are equally demonstrated for Legionella pneumophila contamination in a different examples like hot and cold water systems in public building and hospitals. It is not sensitive to pH of the treated water and at the same time operates in a selective way, it can remain for a long period in water network systems. Treating water with chlorine dioxide leads, to a limited number of by-products, while its low oxidation-reduction potential renders action selective in organic compounds degradation (no formation of THM precursors), and no corrosion in water network systems. The main by-product of chlorine dioxide action is chlorite ion the bacteriostatic activity of which contributes to excellent properties of chlorine dioxide as an agent of long-lasting performance in the water network.

17

Zastosowanie dwutlenku chloru w technologii uzdatniania wody dla Zielonej Góry

Jachimko B., Symonowicz C.

Ochrona Środowiska

|

2003

|

R. 25, nr 4

65-68

PL

W pracy podsumowano doświadczenia związane z wdrożeniem dwutlenku chloru do utleniania pośredniego i dezynfekcji w stacji uzdatniania wody w Zawadzie, zaopatrującej w wodę Zieloną Górę. Instalacja do przygotowania i dawkowania dwutlenku chloru pracuje od 2000 r. Wprowadzenie reagenta na skalę techniczną poprzedzone było badaniami laboratoryjnymi, mającymi na celu określenie zapotrzebowania wody na dwutlenek chloru. W 2000 r. zbudowano tymczasową instalację do wytwarzania ClO2 z kwasu solnego i chlorynu sodu, która pracowała przez około 12 miesięcy, po czym uruchomiono instalację docelową wytwarzania dwutlenku chloru z chloru i chlorynu sodu. Obecnie do utleniania pośredniego wykorzystywane są dwutlenek chloru (0,3÷0,5 gClO2/m3) oraz chlor (ok. 1,8 gCl2/m3), natomiast do dezynfekcji wody stosuje się wyłącznie dwutlenek chloru (0,35÷0,6 gClO2/m3). Efektem zastosowania dwutlenku chloru była przede wszystkim poprawa właściwości organoleptycznych wody, a także obniżenie stężenia THM w wodzie uzdatnionej.

EN

In 2000, a temporary system for ClO2 production from hydrochloric acid and sodium chlorite was established. After approximately 12 months of operation, it was replaced by another installation which produces ClO2 from chlorine and sodium chlorite and has been operated ever since. The ClO2 obtained in this way is used for intermediate oxidation (with 0.3 to 0.5 g/m3) and disinfection (with 0.35 to 0.50 g/m3). The benefits from the application of ClO2 were the improved organoleptic properties of the treated water, as well as the reduction of THM concentration in tap water.

18

Zapotrzebowanie na dwutlenek chloru w uzdatnianiu wód infiltracyjnych

Maćkiewicz J., Dziubek A., Czarniecka J.

Ochrona Środowiska

|

2003

|

R. 25, nr 1

9-12

PL

Określono zapotrzebowanie na dwutlenek chloru dla wody infiltracyjnej oczyszczonej w układach technologicznych obejmujących procesy napowietrzania i filtracji oraz napowietrzania, filtracji i sorpcji. Analizowano wpływ stężenia ogólnego węgla organicznego na dawkę dwutlenku chloru, a także zmienność niektórych wskaźników jakości wody. Stwierdzono, że wskutek działania utleniającego zastosowanego dezynfektanta w wodzie pojawiają się uboczne produkty utleniania, których stężenie malało, gdy w wodzie pozostawał wolny dwutlenek chloru. Stwierdzono także, że stosowanie dwutlenku chloru, poza działaniem dezynfekcyjnym, spowodowało obniżenie intensywności barwy i zawartości OWO w uzdatnianej wodzie. Wykazano, że dawka pokrywająca zapotrzebowanie wody na dwutlenek chloru wyraźnie zależała od początkowego stężenia OWO i była zawsze większa od dawki dezynfekcyjnej.

EN

Chlorine dioxide demand was determined in infiltration water after treatment by aeration and filtration or by aeration-filtration-sorption. The effect of TOC concentration on the chlorine dioxide dose, as well as the variability of some water quality parameters, was examined in more detail. It was found that the oxidizing activity of the disinfectant in the water accounted for the formation of some oxidation by-products and that their concentration decreased when free chlorine dioxide persisted in the water. The study also showed that chlorine dioxide not only acted as a disinfectant but also contributed to the reduction of coloured matter and TOC in the treated water. As it can be inferred from the analysis of the results obtained, the dose covering the chlorine dioxide demand in infiltration water depended noticeably on the initial TOC concentration and was higher than the disinfecting dose.

19

Wykorzystanie dwutlenku chloru do dezynfekcji i stabilizacji mikrobiologicznej wody na przykładzie sieci wodociągowej w Nowym Targu

Lipiak D., Kniotek W., Suchański W.

Ochrona Środowiska

|

2003

|

R. 25, nr 3

61-64

PL

Dwutlenek chloru należy do najbardziej trwałych środków dezynfekcyjnych i oprócz skutecznej dezynfekcji znacznie ogranicza dalszy rozwój bakterii w sieci wodociągowej, a jednocześnie ogranicza ilość powstających produktów ubocznych. Dwutlenek chloru jest bardzo dobrym środkiem do mikrobiologicznej kontroli sieci wodociągowych, zwłaszcza tych, które są narażone na skażenie ze względu na specyfikę ujęć wody. Dwutlenek chloru ma ponadto zdolność do zmniejszania warstwy osadów biologicznych w przewodach wodociągowych (biofilm) oraz znacznie lepiej ogranicza w nich obecność żywych bakterii w porównaniu do chloru. W pracy omówiono wykorzystanie dwutlenku chloru do dezynfekcji i kontroli mikrobiologicznej jakości wody do picia, ze szczególnym uwzględnieniem większości występujących w niej zanieczyszczeń bakteryjnych, a zwłaszcza form przetrwalnikujących. Omówiono skuteczne zastosowanie dwutlenku chloru do uzdatniania wody z ujęcia w Szaflarach, zaopatrującego Nowy Targ w wodę do picia, podczas skażenia wód Białego Dunajca bakteriami Clostridium perfringens.

EN

The performance of chlorine dioxide as a biocide was investigated in the water-pipe network of Nowy Targ, which is a municipality of 34 thousands inhabitants in the south of Poland. This disinfectant enables an efficient control of protozoa, bacteria, viruses, algae and resting spores that might be present in the water-pipe network, and in many instances is more efficient then chlorine, UV, chloramines or ozone. The object under study is fed by the riverine water intake (Biały Dunajec) in Szaflary. The application of chlorine dioxide as a disinfectant to the treatment of potable water for the city of Nowy Targ was found to be effective even during episodes of riverine water contamination with the bacterial strain Clostridium perfringens.

20

Powstawanie aldehydów pod wpływem silnych utleniaczy stosowanych w uzdatnianiu wody

Dąbrowska A., Nawrocki J.

Ochrona Środowiska

|

2003

|

R. 25, nr 3

53-56

PL

Trzy typy wód (woda infiltracyjna, powierzchniowa i podziemna) poddano procesom utleniania ozonem, chlorem i dwutlenkiem chloru. Zaobserwowano korelację pomiędzy dawką utleniacza a ilością powstających aldehydów, przy czym mimo stosowania tych samych dawek utleniacza w przeliczeniu na jednostkę ogólnego węgla organicznego, dla każdej z badanych wód powstała inna ilość związków karbonylowych. Wykazano, że produkty uboczne ozonowania zależały głównie od dawki utleniacza. W wypadku chloru i dwutlenku chloru zaobserwowano wyraźne korelacje pomiędzy stężeniem związków karbonylowych a czasem reakcji. Stwierdzono, że tak długo jak w wodzie obecny był utleniacz, tak długo zachodziło powstawanie aldehydów. Produktywność aldehydów po zastosowaniu chloru i dwutlenku chloru, rozumiana jako stężenie powstających aldehydów na jednostkę OWO, była porównywalna z produktywnością aldehydów oznaczoną dla ozonu. Formaldehyd i acetaldehyd należą do głównych produktów ubocznych identyfikowanych wśród związków karbonylowych. Oznaczano je wykorzystując technikę chromatografii gazowej, wstępnie próbkę poddając procesom derywatyzacji.

EN

Three types of water (surface water after infiltration, river water and ground water) were disinfected with various doses of ozone, chlorine or chlorine dioxide. The results indicate that the level of aldehydes concentration increases with the increase of the disinfectant dose. When use is made of chlorine or chlorine dioxide, the concentration of carbonyls increases significantly with the time of reaction with carbonyl precursors in treated water. The formation of aldehydes continues as long as chlorine or chlorine dioxide is available in the water. Time does not have any influence on the reaction of ozone with natural organic matter (NOM). The range of productivity of aldehydes in water treated with chlorine or chlorine dioxide is similar to the range estimated for the carbonyls that form upon ozonation. Formaldehyde and acetaldehyde are the main by-products of the oxidation of NOM. Aldehydes were analyzed by gas chromatography following the derivatization of the sample.