Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Solidification as a process of treatment of post-coagulation sludge from the water treatment plant

Płonka Izabela, Pieczykolan Barbara, Kuszaj Dawid, Rzeźniczek Grzegorz

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2019

|

Vol. 26, nr 1-2

85--97

EN

Post-coagulation sludge is a mixture of pollutants removed from water and coagulants, which was added to the water. It has a hydrophilic and colloidal character. It is important to search processes whereby this sludge could be reused or eventually disposed of. The studies of solidification of post-coagulation sludge were carried out. The solidification process consists in the appropriate and rapid mixing the sludge with the material used for solidification in order to ensure the adequate homogenization conditions. The reagent used in solidification absorbs water contained in the sludge as a result of rapid homogenization with the sludge due to hydration, in a strongly exothermic process. The excess water evaporates form the sludge. This reduces the mass and volume of the sludge and leads to the formation of granules. During the tests, quicklime and cement Gorkal 40, Gorkal 50 and Gorkal 70 were used as a solidifying material, in doses of 0.7; 1.4; 2.1; 2.8; 3.5 g/kg TS. During the maturing process of the lime-sludge and cement-sludge mixtures, changes in the total solids concentrations were checked. The obtained test results show that increasing the solidification material dose and extending the maturation time results in a significant increase in the total solids concentration of the mixtures. Changing the structure and consistency of the sludge from plastic to solid gives the possibility to use sludge as a building material, for the reclamation of dumps, hardening roadsides or creating slopes and embankments.

PL

W Stacjach Uzdatniania Wody (SUW) powierzchniowej powstają osady pokoagulacyjne. Stanowią one mieszaninę usuniętych z wody zanieczyszczeń oraz dodanych do niej koagulantów wykazując hydrofilowo-koloidalny charakter. Ponadto charakteryzują się wysokim uwodnieniem powyżej 99%. SUW zobligowane są do wprowadzania rozwiązań umożliwiających optymalne gospodarowanie osadami. W związku z tym istotne jest poszukiwanie procesów, w wyniku których osady te mogłyby być ponownie wykorzystane lub ostatecznie unieszkodliwione. Przeprowadzono badania zestalania osadów pokoagulacyjnych. Proces zestalania polega na odpowiednim oraz szybkim mieszaniu osadu z użytym materiałem zestalającym, aby zapewnić odpowiednie warunki homogenizacji. Zastosowany reagent w wyniku szybkiej homogenizacji z osadem na skutek hydratacji, w procesie silnie egzotermicznym, pochłania wodę zawartą w osadach, której nadmiar odparowuje. Powoduje to zmniejszenie masy i objętości osadów i prowadzi do powstania granulatu. Podczas badań jako materiału zestalającego użyto wapna palonego oraz cementów Górkal 40, Górkal 50 i Górkal 70 w dawkach 0,7; 1,4; 2,1; 2,8; 3,5 g/kg sm. W trakcie procesu dojrzewania mieszaniny wapienno-osadowej oraz cementowo-osadowej sprawdzano zmiany stężenia suchej masy. Uzyskane wyniki badań wykazały, że zwiększenie dawki materiału zestalającego oraz wydłużenie czasu dojrzewania powoduje znaczny wzrost stężenia suchej masy mieszanin. Zmiana struktury i konsystencji osadów od plastycznej do stałej daje możliwość wykorzystania osadów jako materiału budowlanego, do rekultywacji wysypisk, utwardzania poboczy dróg czy tworzenia skarp i wałów.

2

Wykorzystanie fal elektromagnetycznych do dezintegracji osadu pokoagulacyjnego

Płonka I., Pieczykolan B.

Proceedings of ECOpole

|

2018

|

Vol. 12, No. 1

229--236

PL

W technologicznych procesach uzdatniania wody powierzchniowej powstają osady pokoagulacyjne. Stanowią one mieszaninę usuniętych z wody zanieczyszczeń oraz dodanych do niej koagulantów i wykazują charakter hydrofilowo-koloidalny. Osady pokoagulacyjne charakteryzują się wysokim uwodnieniem. Uwodnienie osadów pokoagulacyjnych, przy okresowym odprowadzaniu ich z osadników, kształtuje się w zakresie od 97 do 99,5 %, natomiast przy kilkutygodniowym przetrzymywaniu w osadniku może osiągnąć 96 %. Osady pokoagulacyjne z udziałem wodorotlenku glinowego posiadają dużą powierzchnię właściwą, w związku z tym charakteryzują się małą podatnością na zagęszczanie. Ponadto ze względu na dużą ściśliwość i wysoką wartość oporu właściwego wykazują słabe właściwości filtracyjne i są trudne do odwodnienia. W ich skład wchodzą również mikroorganizmy pochodzące bezpośrednio z procesów oczyszczania wody. Liczebność bakterii i organizmów planktonowych wzrasta podczas zakwitów. Zawartość mikroorganizmów w osadzie oraz jego kłaczkowata struktura wpływają na udział wody związanej biologicznie i fizycznie, a tym samym na ich podatność na odwadnianie. Zastosowanie dezintegracji umożliwia zniszczenie ścian komórkowych mikroorganizmów i uwolnienie wody związanej. W związku z tym przeprowadzono badania dezintegracji osadu pokoagulacyjnego z wykorzystaniem fal elektromagnetycznych. Osad poddawano działaniu promieniowania mikrofalowego w czasie od 30 do 300 sekund. W osadzie po procesie dezintegracji prowadzonej nie dłużej niż 120 sekund zaobserwowano obniżenie wartości CSK (czasu ssania kapilarnego) oraz poprawę właściwości sedymentacyjnych, natomiast w każdym przypadku wraz ze wzrostem czasu promieniowania uzyskano wzrost zawartości suchej masy osadu oraz wskaźnika ChZT w cieczy osadowej.

EN

Post-coagulation sludge is generated in the technological processes of surface water treatment. This sludge is a mixture of pollutants removed from water and coagulants that was add to the water. It has a hydrophilic and colloidal character and has high hydration. The hydration of the sludge is in the range of 97-99.5% while the sludge is periodically removed from the settling tank. However, when the sludge is removed once per few weeks, the hydration may be equaled to 96%. The sludge with aluminum hydroxide is characterized by large specific surface area, thus it has low compaction susceptibility. Moreover, it has poor filtration properties and is difficult to dehydrate, because it has large compressibility and high value of the specific resistance to filtration. The flocs of the sludge have in their structure different microorganisms that are being removed directly from treated water. The number of bacteria and plankton organisms increases during blooms. The content of microorganisms in the sludge and its flocculate structure affect the amount of biologically and physically bound water, and thus it also effect on susceptibility to dehydration of the sludge. The use of disintegration process allows the destruction of cell walls of microorganisms and the release of bound water. Therefore, disintegration of the post-coagulation sludge using electromagnetic waves was conducted. The sludge was treated by microwave radiation for 30 to 330 seconds. A decrease of value of capillary suction time and the improvement of sedimentation properties were observed, in the case of disintegration process conducted not longer than 120 seconds. However, in all cases as the time of radiation increased the concentration of total solids and the value of COD in the supernatant liquid also increased.

3

Solidification as a process of treatment of post-coagulation sludge from the water treatment plant

Płonka I., Pieczykolan B., Kuszaj D., Rzeźniczek G.

Proceedings of ECOpole

|

2018

|

Vol. 12, No. 2

325--333

EN

Post-coagulation sludge is generated in Water Treatment Plants (WTPs). This sludge is a mixture of pollutants removed from water and coagulants, which was added to the water. It has a hydrophilic and colloidal character. Moreover, it is characterized by high hydration, above 99 %. WTPs are obliged to implement solutions that allow optimal management of sludge. Therefore it is important to search processes whereby this sludge could be reused or eventually disposed of. The studies of solidification of post-coagulation sludge were carried out. The solidification process consists in the appropriate and rapid mixing the sludge with the material used for solidification in order to ensure the adequate homogenization conditions. The reagent used in solidification absorbs water contained in the sludge as a result of rapid homogenization with the sludge due to hydration, in a strongly exothermic process. The excess water evaporates form the sludge. This reduces the mass and volume of the sludge and leads to the formation of granules. During the tests, quicklime and cement Gorkal 40, Gorkal 50 and Gorkal 70 were used as a solidifying material, in doses of 0.7; 1.4; 2.1; 2.8; 3.5 g/kg TS. During the maturing process of the lime-sludge and cement-sludge mixtures, changes in the total solids concentrations were checked. The obtained test results show that increasing the solidification material dose and extending the maturation time results in a significant increase in the total solids concentration of the mixtures. Changing the structure and consistency of the sludge from plastic to solid gives the possibility to use sludge as a building material, for the reclamation of dumps, hardening roadsides or creating slopes and embankments.

PL

W stacjach uzdatniania wody (SUW) powierzchniowej powstają osady pokoagulacyjne. Stanowią one mieszaninę usuniętych z wody zanieczyszczeń oraz dodanych do niej koagulantów, wykazując hydrofilowo-koloidalny charakter. Ponadto charakteryzują się wysokim uwodnieniem powyżej 99 %. SUW zobligowane są do wprowadzania rozwiązań umożliwiających optymalne gospodarowanie osadami. W związku z tym istotne jest poszukiwanie procesów, w wyniku których osady te mogłyby być ponownie wykorzystane lub ostatecznie unieszkodliwione. Przeprowadzono badania zestalania osadów pokoagulacyjnych. Proces zestalania polega na odpowiednim oraz szybkim mieszaniu osadu z użytym materiałem zestalającym, aby zapewnić odpowiednie warunki homogenizacji. Zastosowany reagent w wyniku szybkiej homogenizacji z osadem na skutek hydratacji, w procesie silnie egzotermicznym, pochłania wodę zawartą w osadach, której nadmiar odparowuje. Powoduje to zmniejszenie masy i objętości osadów i prowadzi do powstania granulatu. Podczas badań jako materiału zestalającego użyto wapna palonego oraz cementów Górkal 40, Górkal 50 i Górkal 70 w dawkach 0,7; 1,4; 2,1; 2,8; 3,5 g/kg s.m. W trakcie procesu dojrzewania mieszaniny wapienno-osadowej oraz cementowo-osadowej sprawdzano zmiany stężenia suchej masy. Uzyskane wyniki badań wykazały, że zwiększenie dawki materiału zestalającego oraz wydłużenie czasu dojrzewania powoduje znaczny wzrost stężenia suchej masy mieszanin. Zmiana struktury i konsystencji osadów od plastycznej do stałej daje możliwość wykorzystania osadów jako materiału budowlanego, do rekultywacji wysypisk, utwardzania poboczy dróg czy tworzenia skarp i wałów.

4

Post-coagulation sludge as an adsorbent of dyes from aqueous solutions

Pieczykolan B., Płonka I.

Proceedings of ECOpole

|

2018

|

Vol. 12, No. 2

315--323

EN

Water taken from the environment, before it is directed to recipients as drinking water, must be purified via different processes. From the water, inter alia, suspensions, organic compounds, colloidal particles as well as bacteria and viruses must be removed. The main source of usable water supply is surface water. The most frequently used methods of surface water treatment are coagulation and filtration processes. During these processes post-coagulation sludge is generated, which is the main waste produced in water treatment plants. This sludge is characterized by an amorphous structure with a strongly developed specific surface, similar to sewage sludge. In addition, it has a high content of organic compounds. In recent years, attempts have been made to transform sewage sludge from municipal wastewater treatment plants into waste sorbents. Taking into account some similarity between sewage sludge and post-coagulation sludge, an attempt was made to apply post-coagulation sludge as sorbent of dyes from aqueous solutions. Dried and crushed post-coagulation sludge was used in the studies. The most favourable pH of process and contact time as well as sorption isotherm were established. Moreover, based on the different isotherm two-parameter models, the sorption capacity, type of sorption and energy of sorption were calculated.

PL

Woda pitna, zanim zostanie skierowana do odbiorców, musi zostać poddana procesom oczyszczania. Z wody muszą zostać usunięte między innymi zawiesiny, substancja organiczna, cząstki koloidalne oraz bakterie i wirusy. Głównym źródłem zaopatrywania w wodę użytkową są wody powierzchniowe. Najczęściej stosowanymi metodami uzdatniania wody powierzchniowej są metody koagulacji i filtracji. W trakcie tych procesów powstają osady pokoagulacyjne, które są głównymi odpadami powstającymi w zakładach uzdatniania wody. Osady te charakteryzują się strukturą amorficzną o mocno rozbudowanej powierzchni właściwej, podobnie jak osady ściekowe. Ponadto posiadają dużą zawartość związków organicznych. W ostatnich latach podjęto próby przeróbki osadów ściekowych pochodzących z komunalnych oczyszczalni ścieków w celu uzyskania odpadowych sorbentów. Uwzględniając pewne podobieństwo pomiędzy osadami ściekowymi, jak również pokoagulacyjnymi podjęto próbę wykorzystania osadów pokoagulacyjnych jako sorbentów barwników z roztworów wodnych. W trakcie badań wykorzystano wysuszone i rozdrobnione osady pokoagulacyjne. Wyznaczono najkorzystniejsze parametry procesu sorpcji statycznej (pH i czas kontaktu), jak również izotermę adsorpcji. Ponadto wykorzystując różne modele dwuparametryczne, wyznaczono maksymalną pojemność sorpcyjną, typ adsorpcji oraz energię adsorpcji.

5

Dezintegracja za pomocą fal elektomagnetycznych osadu pokoagulacyjnego

Płonka I., Pieczykolan B.

Instal

|

2018

|

nr 10

31--32, 44--45

PL

W procesach uzdatniania wody powierzchniowej powstają osady pokoagulacyjne, będące mieszaniną usuniętych z wody zanieczyszczeń oraz dodanych do niej koagulantów. Osady pokoagulacyjne charakteryzują się wysokim uwodnieniem w zakresie od 96,0 do 99,5%. Posiadają słabe właściwości filtracyjne i stwarzają problemy w procesach zagęszczania i odwadniania. Ponadto w swym składzie zawierają mikroorganizmy, których liczebność okresowo wzrasta podczas zakwitów. Natomiast proces dezintegracji powoduje zmiany w strukturze osadów, zniszczenie ścian komórkowych mikroorganizmów i umożliwia uwolnienie wody związanej w osadzie. W badaniach dezintegracji osadu pokoagulacyjnego wykorzystano promieniowanie mikrofalowe. Osad pokoagulacyjny poddawano działaniu fal elektromagnetycznych w czasie od 30 do 300 sekund. W osadzie przed i po procesie dezintegracji określano zmiany właściwości filtracyjnych i sedymentacyjnych oraz zmiany zawartości suchej masy osadu.

EN

Post-coagulation sludge is generated in the treatment of surface water, and is a mixture of pollutants removed from the water and coagulants added to it. Post-coagulation sludge is characterized by high hydration in the range from 96.0 to 99.5%. It has poor filtration properties and causes problems in thickening and dewatering processes. In addition, it contains microorganisms, the amount of which increases periodically during blooms. The process of disintegration, in turn, causes changes in the structure of sludge, destroys cell walls of microorganisms and allows the release of biologically-bound water in the sludge. In the disintegration studies of post-coagulation sludge, microwave radiation was used. The post-coagulation sludge was subjected to electromagnetic waves for 30 to 300 seconds. The changes in filtration and sedimentation properties and reductions in the total solids of the sludge were determined in the sludge before and after the disintegration process.

6

Zastosowanie osadów potechnologicznych z uzdatniania wody do poprawy właściwości sedymentacyjnych osadu czynnego

Masłoń A., Opaliński I.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2017

|

Tom 19

745--759

PL

Przedmiotem opracowania jest określenie wpływu osadów potechnologicznych z uzdatniania wody na właściwości sedymentacyjne osadu czynnego. Przetestowane zostały popłuczyny z uzdatniania wód podziemnych oraz osad pokoagulacyjny z uzdatniania wód powierzchniowych. Badania przeprowadzono w warunkach laboratoryjnych na podstawie obserwacji opadalności osadu czynnego z dodatkiem zróżnicowanych objętości materiałów. Do oceny efektywności zastosowanych osadów potechnologicznych określono opadalność V30 i V60 (objętość osadu odpowiednio po 30 i 60 min. sedymentacji), indeks osadu czynnego, indeksu Donaldsona (indeksu gęstości osadu) oraz prędkość sedymentacji vs. Dodatkowo w celu weryfikacji poprawy opadalności z dodatkiem reagentów wprowadzono wskaźnik opadalności Wo będący ilorazem V30/V60. Badania wykazały przydatność zastosowania osadów potechnologicznych z uzdatniania wody do poprawy właściwości sedymentacyjnych osadu czynnego. Popłuczyny z uzdatniania wód podziemnych osiągnęły najwyższe efekty wspomagania osadu czynnego. Odnotowano maksymalnie 21,6% oraz 26,4% zmniejszenie indeksu osadu czynnego odpowiednio przy dawkowaniu osadu pokoagulacyjnego i popłuczyn. Maksymalny stopień poprawy prędkości sedymentacji osiągnięto przy najwyższych dawkach osadów technologicznych, odpowiednio 58,1% (OP) oraz 75,3% (PP). Mechanizm poprawy sedymentacji osadu czynnego z dodatkiem osadów potechnologicznych jest trudny do określenia, bowiem z jednej strony osad pokoagulacyjny i popłuczyny stanowią zawiesinę, w której obecne są cząstki mineralne o wielkości poniżej 200 µm będące obciążnikiem kłaczków osadu czynnego. Z drugiej jednak strony obecność żelaza w popłuczynach i glinu w osadach pokoagulacyjnych może wpływać na proces opadalności w analogiczny sposób jak koagulanty chemiczne PIX i PAX.

EN

The aim of the paper is the evaluation of post-technological sludge from Water Treatment Plant on improvement of sedimentation properties of activated sludge. The post-coagulation sludge from surface water treatment (OP) and backwash water from groundwater treatment (PP) were used in this study. The studies were performed in the laboratory scale by observing the settleability of activated sludge with the addition of different volume of post-technological sludge. The activated sludge quality used in this study was characterised by a strong sludge bulking and a wide range of sludge volume index. For the evaluation of the efficiency of tested materials in activated sludge the settleability after 30 V30 and V60 minutes, the sludge volume index SVI, the Donaldson index SDI (Sludge Density Index) and value settling velocity vs were determined. Additionally, in order to verify of activated sludge settleability with the addition of post-technological sludge was appointed a sludge settling ratio (Wo) which is a quotient of V30 and V60. Studies showed the usefulness of the application of post-technological sludge from water treatment to improve of sedimentation properties of the activated sludge. Settling tests showed different efficiencies in the activated sludge settleability, depending on the type and amount of post-technological sludge. At a dosage of post-coagulation sludge and backwash water was observed up to 21.6% and 26.4% reduction of sludge volume index. The maximum level of improvement of settling velocity at the highest doses of post-technological sludge amounted to 58.1% (OP) and 75.3% (PP). Better effects of improvement of activated sludge sedimentation were obtained using backwash water than post-coagulation sludge. The mechanism of improvement of sedimentation properties of the activated sludge containing post-technological sludge is difficult to determine. On the one hand the post-coagulation sludge and backwash water are a suspension, wherein the mineral particles are present, which is a weight of activated sludge flocs. The incorporation of particles into flocs of activated sludge increases its relative density On the other hand, the presence of iron ions in backwash water and aluminum ions in post-coagulation sludge may affect the sedimentation activated sludge in the same manner as the chemical coagulant. The backwash water or post-coagulation sludge may be a new effective reagent in activated sludge technology.

7

Odwadnianie osadów pokoagulacyjnych

Podgórni E.

Zeszyty Naukowe. Inżynieria Środowiska / Politechnika Opolska

|

2016

|

nr 359, z. 9

61--62

EN

Water treatment process produce a great quantities of post-coagulation sludge. In order to increase their susceptibility to sludge thickening and dewatering is used conditioning. Conditioning methods of sediments, such as the use of ultrasound, electrolytes or lime addition could support the processes of sludge dewatering

8

Wykorzystanie osadu pokoagulacyjnego do zmniejszenia dawki PACI podczas uzdatniania wody o dużej zawartości rozpuszczonych związków organicznych

Gumińska J., Gumiński A.

Przemysł Chemiczny

|

2015

|

T. 94, nr 1

81-84

PL

Cząstki osadu pokoagulacyjnego powstającego po procesie koagulacji i sedymentacji są obdarzone niezneutralizowanym dodatnim ładunkiem powierzchniowym, który może neutralizować ujemny ładunek koloidalnych zanieczyszczeń w oczyszczanej wodzie. Posiadają one także wciąż niewykorzystane zdolności adsorpcyjne. Wykorzystanie tych właściwości osadu pokoagulacyjnego podczas koagulacji z recyrkulacją osadu do komory flokulacji umożliwia obniżenie dawki koagulantu. Ma to szczególnie duże znaczenie, gdy w procesie koagulacji stosowane są koagulanty wstępnie zhydrolizowane, które są znacznie droższe od koagulantów hydrolizujących np. siarczanu glinu.

EN

Tap water was coagulated with polymeric Al chloride (PACl) and Al₂(SO₄)₃ at 20°C (Al dose 1,1–3,3 mg/L). The postcoagulation sludge was sepd. by sedimentation and recycled to the original water. Zeta potential was detd. before and after sludge addn. to the water sample. Humic acids-contaminated water (an artificial sample) was coagulated with PACl. The purifn. was followed by detn. of UV absorbance at 254 nm and turbidity. Recycling of the postcoagulation sludge resulted in decreasing the coagulant consumption.

9

Characteristics of Laminar Flow in Pipelines of Homogenous Alum Sludge Approximated with use of the Vočadlo Model for Viscoplastic Liquids

Kempiński J., Sozański M. M., Dymaczewski Z., Świerzko R.

Archives of Environmental Protection

|

2014

|

Vol. 40, no. 4

39--51

EN

The study presents the manners of determination of the Darcy friction factor λ for a homogenous hydromixture of alum sludge of varied hydration and temperature for the laminar flow zone. The rheological evaluation of the hydromixture as a viscoplastic body has been conducted with use of measurements of viscosity. The curves of flow were approximated with use of the generalized Vočadlo model. The Darcy friction factor λ of the pipeline was determined with use of the non-dimensional criterion λ(Regen) and λ(Re, He).

PL

Praca przedstawia sposoby określenia współczynnika oporów rurociągu λ, dla jednorodnej hydromieszaniny osadów pokoagulacyjnych o różnym uwodnieniu i różnej temperaturze, dla laminarnej strefy przepływu. Ocenę reologiczną hydromieszaniny, jako ciała plastyczno-lepkiego, wykonano na podstawie pomiarów wiskozymetrycznych, przy zastosowaniu do aproksymacji krzywych płynięcia uogólnionego modelu Vočadli. Określenie współczynnika oporu rurociągu λ przeprowadzono z wykorzystaniem bezwymiarowego kryterium λ(Regen) oraz λ(Re, He).

10

Wpływ recyrkulacji osadu pokoagulacyjnego na skuteczność oczyszczania wody w procesie koagulacji

Gumińska J.

Ochrona Środowiska

|

2012

|

Vol. 34, nr 3

19-32

PL

W badaniach pilotowych wykazano, że wprowadzenie recyrkulacji osadu pokoagulacyjnego do układu koagulacji klasycznej poprawiło skuteczność procesu sedymentacji, zwłaszcza w zakresie usuwania drobnych cząstek zawiesin (ok. 1 žm). Określenie właściwego stopnia recyrkulacji pozwoliło na znaczne zmniejszenie liczby niezaglomerowanych cząstek zawiesin w wodzie odpływającej z osadnika, przy maksymalizacji stopnia usunięcia związków organicznych z wody. Nie zaobserwowano natomiast wpływu stopnia recyrkulacji na skuteczność usuwania rozpuszczonych związków organicznych z wody. Niezależnie od tego, czy proces oczyszczania prowadzono z zastosowaniem układu recyrkulacji, czy też bez niego, zmniejszenie absorbancji w nadfiolecie (254 nm) w przypadku próbek sączonych mieściło się w zakresie 55÷60%. W przypadku gdy proces oczyszczania wody prowadzi się zgodnie z mechanizmem koagulacji wymiatającej, sterowanie stopniem recyrkulacji powinno być uzależnione od liczby cząstek w wodzie odpływającej z osadnika i realizowane na zasadzie sprzężenia zwrotnego minimalizującego ich liczbę. W celu właściwej oceny skuteczności procesu koagulacji należy - oprócz kontroli mętności wody - prowadzić pomiar liczby cząstek w wodzie po sedymentacji.

EN

Pilot tests have produced the following findings. The inclusion of recirculation of post-coagulation sludge into the conventional coagulation system improved the efficiency of the sedimentation process, especially with respect to suspended fine particle (~1 žm) removal. Determination of the desired extent of recirculation made it possible to significantly reduce the number of non-agglomerated suspended particles in the effluent from the settling tank and, at the same time, maximize the efficiency of organic matter removal from the water being treated. No effect was observed of the extent of recirculation on the efficiency of dissolved organic matter removal from the water. Regardless of whether the treatment process was conducted with or without recirculation, the reduction in UV absorbance (254 nm) in the case of filtered samples averaged between 55% and 60%. When the water treatment process follows the mechanism of sweep coagulation, the extent of recirculation will require control based not only on the number of particles in the effluent from the settling tank, but also on the feedback principle minimizing their number. To reliably assess the efficiency of the coagulation process, it is necessary to measure the number of particles in the water after sedimentation - in addition to water turbidity control.

11

Preliminary research into the digestion of post-coagulation sludge

Płonka I., Barbusiński K.

Environment Protection Engineering

|

2010

|

Vol. 36, nr 3

59-67

EN

An increasingly higher number of water treatment plants are currently searching for a technology which would make it possible to dispose post-coagulation sludge from water treatment processes. Due to the fact that sludge contains a substantial amount of organic compounds, some tests were conducted to see how such sludge can be stabilised in anaerobic conditions. Sludge supplied by two water treatment plants was tested. Sludge 1 was a mixture of sludge from the treatment of filter backwash water and backwash water separated from water after coagulation. Sludge 2 was the product of the treatment of backwash water from carbon and contact filters as well as wastewater produced when primary settling tanks are cleaned. Prior to digestion, post-coagulation sludge was inoculated with the sewage sludge collected from the anaerobic digester of a municipal wastewater treatment plant. To determine the effectiveness of the tests, the sewage sludge used as an inoculate was also digested. The digestion process was conducted for 35 days at a temperature of 37 °C. Compared to sewage sludge, a small amount of the sludge-digestion gas produced by the post-coagulation sludge was observed during the process. For the sewage sludge, the sludge-digestion gas evolution rate per volatile solids (VS) input was 0.19 m3/kg VS, for post-coagulation sludge 1-0.09 m3/kg VS and for post-coagulation sludge 2-0.05 m3/kg VS. The sludge mineralization rate expressed as a percentage loss of dry volatile solids was the highest for the sewage sludge alone and it was 19%, whereas for the post-coagulation sludge it was 11.8% (sludge 1) and 5.8% (sludge 2). The digestion process substantially enhanced the filtration properties of the tested sludge. The post-coagulation sludge produced small volumes of sludge digestion gas, thus it can be stated that the digestion of this sludge alone would not be technically nor economically profitable. Therefore, research into the digestion of post-coagulation sludge with a considerably higher share of sewage sludge should be done to identify the potential for their costabilization. Such a solution would provide a potential opportunity for resolving the problem of post-coagulation sludge through its disposal in wastewater treatment plants.

12

Aerobic digestion of post-coagulation sludge

Płonka I., Barbusiński K., Pieczykolan B.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2010

|

Vol. 3, no. 2

105-111

EN

An increasingly higher number of water treatment plants (WTP) are currently searching for a technology that would make it possible to disposal post-coagulation sludge produced by water treatment processes. Due to their substantial content of organic compounds, some tests were conducted to see how such sludge can be stabilized in aerobic conditions. Post-coagulation sludge supplied by water treatment plant was tested used. Post-coagulation sludge result from carbon and backwash water of contact filter and the wastewater produced when primary settling tanks are cleaned. The efficacy of the process depended on the properties of sludge and the duration of the process. Post-coagulation sludge by WTP showed a relatively constant percentage of organic matter (39.5% Total Solids – TS). In aerobic digestion the organic matter reduction rate amounted, on average, to 4-22%, depending on the duration of the process. Aerobic digestion conducted in less than 12 days allowed for a small reduction in organic matter (4.0-13.2%). But when the process was extended more than 23 days it ensured the reduction in content of organic compounds by about 18% and allowed to obtain sludge characterized by earthy scent and not showing a tendency to putrefy.

PL

Obecnie coraz więcej przedsiębiorstw wodociągowych poszukuje technologii pozwalającej na unieszkodliwianie osadów pokoagulacyjnych powstających w procesach oczyszczania wody. Z uwagi na znaczną zawartość w nich związków organicznych przeprowadzono badania ich stabilizacji w warunkach tlenowych. Do badań wykorzystano osady pokoagulacyjne z zakładu produkcji wody (ZPW), powstające w wyniku oczyszczania popłuczyn z filtrów węglowych, filtrów kontaktowych oraz ścieków z czyszczenia osadników. Efektywność stabilizacji zależała od właściwości osadów oraz czasu trwania procesu. Osady pokagulacyjne z ZPW charakteryzowały się w miarę stałym udziałem masy organicznej wynoszącym około 39.5% sm. Podczas stabilizacji tlenowej uzyskiwano redukcję masy organicznej od 4% do 22% w zależności od czasu trwania procesu. Stabilizacja prowadzona w czasie krótszym od 12 dni pozwalała na niewielką redukcję masy organicznej (4.0-13.2%). Natomiast wydłużenie czasu procesu powyżej 23 dni zapewniało obniżenie zawartości związków organicznych o około 18% oraz pozwalało na uzyskanie osadów charakteryzujących się ziemistym zapachem i niewykazujących tendencji do zagniwania.

13

Analiza wpływu pylistego węgla aktywnego na właściwości sedymentacyjne i adsorpcyjne osadu pokoagulacyjnego

Szlachta M., Adamski W.

Ochrona Środowiska

|

2009

|

Vol. 31, nr 1

37-40

PL

Przeprowadzono badania wpływu pylistego węgla aktywnego stosowanego podczas koagulacji objętościowej na właściwości sedymentacyjne i adsorpcyjne osadu pokoagulacyjnego. Określono ilość zsedymentowanych zawiesin kłaczkowatych w zależności od dawki pylistego węgla aktywnego, a także zdolność adsorpcyjną osadu powstałego w procesie koagulacji i koagulacji wspomaganej PWA w stosunku do rozpuszczonych substancji organicznych w wodzie naturalnej. Wykazano, że wspomaganie koagulacji pylistym węglem aktywnym w istotny sposób przyczyniło się do poprawy właściwości sedymentacyjnych zawiesin pokoagulacyjnych, co pozwoliło na osiągnięcie porównywalnej skuteczności w czasie krótszym o około 50÷75% niż przyjęty w badaniach dwugodzinny czas sedymentacji. Analiza kinetyki sedymentacji PWA wykazała, że po 2 h sedymentacji w wodzie pozostało średnio około 18% adsorbentu. Z tego względu w optymalizacji procesu koagulacji wspomaganej PWA szczególną uwagę należy poświęcić właściwemu doborowi kolejności dawkowania koagulantu i adsorbentu w celu zmniejszenia ryzyka przechodzenia ziaren PWA do oczyszczonej wody. Osad powstały w procesach koagulacji oraz koagulacji-adsorpcji z udziałem PWA miał zdolność do adsorbowania rozpuszczonych substancji organicznych (mierzonych jako RWO i absorbancja w UV) z oczyszczonej wody. Jednakże wydajność adsorpcji na osadzie pokoagulacyjnym była niewielka w porównaniu z osadem powstałym w procesie koagulacji-adsorpcji z udziałem PWA.

EN

The paper addresses the problem of how the powdered activated carbon (PAC) applied during coagulation affects the settling and adsorptive properties of coagulation sludge. The quantity of the settled flocs was related to the PAC dose used, whereas the adsorptive capacity of the sludge produced in the processes of coagulation and PAC-aided coagulation was determined in relation to the dissolved organic substances (expressed as DOC and UV absorbance) that were present in natural water. PAC-aided coagulation was found to substantially improve the settling properties of the coagulation sludge, thus making it possible to achieve a comparable efficiency in a time by approx. 50 to 75% shorter than the time of two hours adopted for sedimentation in our study. Kinetic analysis of PAC sedimentation has revealed that after 2 hours of the process approx. 18% of the adsorbent persisted in the water on average. For this reason it is recommended that during optimation of the PAC-aided coagulation process particular consideration should be given to the sequence in which the coagulant and adsorbent are dosed, in order to reduce the risk that the PAC grains will penetrate into the treated water. The sludge produced in the processes of coagulation and coagulation-PAC adsorption displayed a capacity to adsorb dissolved organic substances from the treated water. The efficiency of adsorption onto the coagulation sludge, however, was poor as compared to the sludge produced during the process where coagulation was combined with PAC adsorption.

14

Wpływ recyrkulacji osadu pokoagulacyjnego na skuteczność oczyszczania wody o dużej intensywności barwy

Gumińska J., Kłos M.

Ochrona Środowiska

|

2008

|

Vol. 30, nr 1

9-12

PL

Skuteczność procesu koagulacji decyduje w znacznym stopniu o skuteczności całego układu oczyszczania wody. W celu poprawy skuteczności oczyszczania wody, procesy koagulacji i sedymentacji mogą być realizowane w urządzeniach wielofunkcyjnych z zawieszonym osadem, w których stosuje się recyrkulację osadu pokoagulacyjnego. W pracy podjęto problem wpływu stopnia recyrkulacji osadu pokoagulacyjnego na wymaganą dawkę koagulantu oraz skuteczność oczyszczania wody modelowej o dużej intensywności barwy. W oparciu o uzyskane wyniki stwierdzono, że przy optymalnym stopniu recyrkulacji osadu pokoagulacyjnego możliwe jest znaczne zmniejszenie dawki koagulantu w stosunku do dawki w przypadku koagulacji klasycznej, tj bez recyrkulacji osadu. Stwierdzono, że nawet stosując nieco mniejszy od optymalnego stopień recyrkulacji możliwe było przy tej samej dawce koagulantu uzyskanie lepszej jakości wody oczyszczonej niż podczas typowej koagulacji. Jednocześnie wprowadzenie zbyt dużej ilości osadu pokoagulacyjnego prowadziło do pogorszenia skuteczności oczyszczania wody, nawet w stosunku do klasycznej koagulacji.

EN

The efficiency of the coagulation process makes a remarkable contribution to the efficiency of the whole water treatment train. To enhance the efficiency of the water treatment process, it is advisable to conduct coagulation and sedimentation in a multifunctional system with a sludge blanket, where coagulation sludge can be made subject to recirculation. The study reported on in this paper focused on the problem of how the recirculation of the coagulation sludge affects the coagulant dose required and the efficiency of pollutant removal from model water characterized by a high colored matter content. The results have shown that with an optimal extent of sludge recirculation the coagulant dose can be noticeably reduced as compared to the one required in conventional coagulation, where sludge is not recirculated. It has also been found that even if the extent of recirculation slightly deviates from the optimal value, the quality of the treated water, obtained with the same coagulant dose, will be higher than when use is made of conventional coagulation. But if the quantity of recirculated coagulation sludge was excessively high, this was concomitant with a decrease in the efficiency of water treatment even in comparison to the classical coagulation process.

15

Odwadnianie osadów powstających w procesach oczyszczania wody powierzchniowej na przykładzie wodociągu Raba

Balcerzak W., Rybicki S.M., Kaszowski J.

Ochrona Środowiska

|

2007

|

R. 29, nr 3

65-68

PL

Na przykładzie zakładu oczyszczania wody Raba w Dobczycach, zaopatrującego Kraków w wodę, przeanalizowano stan gospodarki osadami powstającymi w procesach oczyszczania wody powierzchniowej. Przeanalizowano wyniki badań nad składem oraz podatnością osadów na odwadnianie na poletkach. W badaniach uwzględniono sezonową zmienność jakości ujmowanej wody i jej wpływ na charakterystykę powstających osadów. W celu zintensyfikowania odwadniania osadów zaproponowano modernizację gospodarki osadowej w wodociągu Raba, polegającą na zastosowaniu pras taśmowych w miejsce poletek do odwadniania osadu. Wykazano, że podczas doboru urządzeń do odwadniania osadu należy zwrócić uwagę na dużą elastyczność projektowanego układu, konieczną z uwagi na znaczną zmienność masy osadu powstającego w urządzeniach do oczyszczania wody. Ważne jest także uwzględnienie większego - niż dotychczas przyjmowano - udziału suchej masy organicznej w całkowitej masie osadu.

EN

The case in point is the Raba Water Treatment Plant of Dobczyce, which supplies water to the city of Cracow. The plant was chosen to exemplify the approach to the management of the sludge generated during surface water treatment in Polish water treatment plants. The study included analyses of sludge composition and the readiness of the sludge to dewatering in drying beds. Consideration was given to the seasonal variations in the quality of the taken-in water, with emphasis on their contribution to the characteristics of the sludge produced. In order to enhance the extent of sludge dewatering, a rationalization of the sludge management at the plant has been proposed, which consists in the replacement of the sludge drying beds with belt presses. When choosing the devices for sludge dewatering, it is essential to attach importance to the flexibility of the system being designed, because of the remarkable variations in the mass of the sludge which forms in particular units of the water treatment lines. It is also of importance to take into account that the content of organic substances in the overall mass of the sludge is higher than the one assumed so far.

16

Rozmiar fraktalny agregatów osadu pokoagulacyjnego

Smoczyński L.

Chemia i Inżynieria Ekologiczna

|

2001

|

Vol. 8, nr 2-3

289-298

PL

Metodą fotograficzną rejestrowano proces makroskopowej agregacji przebiegającej w układach modelowych i naturalnych. Wyznaczano rozmiar fraktalny D oraz dystrybucję wymiarów klaczków R przy współczynniku determinacji r2 > 0,9. Stwierdzono duże zróżnicowanie (osiągające wartości I :20) udziału "stalej masy" w przestrzeni zajmowanej przez badane agregaty. Przedstawiono również niektóre obserwacje i wynikające z nich wnioski. Stwierdzono, że rozmiar fraktalny jest oryginalnym i czułym wskaźnikiem umożliwiającym kontrolę przebiegu procesów koagulacji, flokulacji, agregacji i sedymentacji, a także charakterystykę struktury osadu pokoagulacyjnego.

EN

Process of macroscopic aggregation in natural and engineered systems was registerated by photographic method. Fractal Dimension D and sizes distribution of flocs were determined at the coefficient of determination [formula]. A high variety (achieving 1:20) of "solid mass" contributions to the space of the aggregates was ascertained. Some visual observations and then conclusions were also included. Fractal Dimension D was recognized as an original and sensitive indicator, not only for characteristics of the sludge structure, but also for coagulation, flocculation, aggregation and sedimentation processes.