Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The Effect of Ozonation, Coagulation and Adsorption on Natural Organic Matter Removal

Dąbrowska Lidia

Journal of Ecological Engineering

|

2021

|

Vol. 22, nr 9

216--223

EN

For the treatment of surface water, the coagulation process was used with highly alkaline polyaluminium chloride PAX-XL19F and coagulation supported by ozonation and adsorption on powdered activated carbon CWZ-30 for reducing the level of surface water pollution with organic substances. In addition to the typical indices used to assess the content of organic compounds (total organic carbon TOC, oxidisability OXI, ultraviolet absorbance UV254), the study also evaluated colour, turbidity, and the potential of trihalomethanes formation THM-PF. Reduction in the content of TOC in water after coagulation ranged from 22 to 24%, OXI in the range of 34-36%, and UV254 absorbance from 52-55%. The turbidity and colour of the water was reduced by 70-73% and 56-60%, respectively. The use of preliminary ozonation and activated carbon-assisted coagulation increased the efficiency of water treatment. Changes in the values of TOC, OXI, UV254 absorbance, turbidity and colour were 28-33%, 45-46%, 69-73%, 72-79% and 89-100%, respectively. In the water purified by coagulation and then chlorinated, THM-PF was 37-38% lower than in untreated surface water. The use of additional pre-ozonation and activated carbon during coagulation increased the reduction of THM-PF by 9-12%.

2

Badania zastosowania chlorków poliglinu w procesie koagulacji zanieczyszczeń w wodach złożowych o szerokim zakresie pH

Jakubowicz Piotr

Nafta-Gaz

|

2020

|

R. 76, nr 11

807--815

PL

Wydobywane podczas eksploatacji złóż ropy naftowej i gazu ziemnego wody złożowe stanowią poważne zagrożenie dla środowiska ze względu na znaczne zawartości rozpuszczonych soli, głównie chlorków, a także obecność składników toksycznych, takich jak substancje ropopochodne wraz z węglowodorami aromatycznymi oraz różnorodne środki chemiczne stosowane podczas wydobycia, np. inhibitory korozji, hydratów i parafinowania, środki powierzchniowo czynne, metanol itp. Z tego powodu wydobyte wody złożowe powinny zostać zagospodarowane w sposób jak najmniej obciążający środowisko. Jedną z metod zagospodarowania spełniającą ten wymóg jest zatłoczenie wód złożowych do horyzontu chłonnego. Aby możliwe było bezawaryjne prowadzenie procesu zatłaczania przy maksymalnym wykorzystaniu możliwości odwiertu chłonnego, konieczne jest właściwe przygotowanie wody poprzez usunięcie składników (cząstek stałych, osadów i zawiesin) powodujących kolmatację odwiertu. Jedną z najbardziej efektywnych metod oczyszczania wody jest koagulacja. Powszechnie stosowany w procesach koagulacji siarczan(VI) glinu(III) wymaga precyzyjnego ustalenia odczynu wody na obojętny, a jego przekroczenie skutkuje szybkim obniżeniem efektywności koagulacji, a nawet wzrostem zawartości zawiesin w oczyszczanej wodzie. Wydobyte wody złożowe drastycznie zmieniają swoje właściwości z silnie redukcyjnych na utleniające ze względu na usunięcie metanu po obniżeniu ciśnienia i natlenienie w kontakcie z powietrzem. Dodatkowo obecność w wodzie jonów żelaza i manganu powoduje, podczas zmiany potencjału elektrochemicznego na dodatni, wytrącanie się tlenków i wodorotlenków w postaci zawiesin oraz obniżenie odczynu w procesie ich hydrolizy. Ze względu na dynamiczny przebieg tych procesów, a także dodatkowe zakwaszenie wody przez dodatek koagulantu siarczanu(VI) glinu(III) ustalenie odczynu na poziomie właściwym dla efektywnej koagulacji stanowi niejednokrotnie poważny problem. Rozwiązaniem może być zastosowanie odpowiednio dobranych nowoczesnych koagulantów, które działają ze znacznie większą efektywnością – co przekłada się na obniżenie dawki środka oraz zmniejszenie ilości i poprawę struktury osadów pokoagulacyjnych – a dodatkowo charakteryzują się wysoką skutecznością w szerokim zakresie odczynów wody. W niniejszym artykule opisano badania laboratoryjne wybranego koagulantu (chlorku poliglinu), umożliwiające ustalenie zakresu odczynu wody złożowej, w którym środek ten może być stosowany. Do badań wytypowano środek Flokor 1ASW, charakteryzujący się mało kwaśnym odczynem (pH ~3,5) w porównaniu z innymi chlorkami poliglinu oraz wysokim stopniem zhydrolizowania, co przekłada się na niskie zużycie zasadowości ogólnej oczyszczanej wody. Uzyskane wyniki świadczą o szerokim zakresie odczynu wody (pH od 8,0 do 4,0), w którym efektywność działania koagulantu zapewnia prawidłowy poziom oczyszczenia. Ponadto zastosowanie środka Flokor 1ASW w układzie z efektywnym flokulantem Stabpol K pozwala na uzyskanie dobrze wykształconych i szybko sedymentujących osadów pokoagulacyjnych o znacznie mniejszej objętości niż przy zastosowaniu siarczanu(VI) glinu(III). Przedstawiono także wyniki przeprowadzonych testów przemysłowych przygotowania wody złożowej do zatłoczenia bez dokonywania korekty odczynu, które potwierdziły wysoką efektywność wytypowanych środków.

EN

Reservoir waters extracted during exploitation of crude oil and natural gas are a serious threat to the environment. The reason is high content of dissolved salts, mainly chlorides, as well as toxic components, such as: petroleum substances with aromatic hydrocarbons, and various chemicals applied during hydrocarbons production, e.g. corrosion, hydrates and paraffin inhibitors, surfactants, methanol etc. For this reason, the extracted reservoir water should be managed in a way that is least harmful to the environment. One of the methods of management that meets this requirement is injection of reservoir water into the absorptive horizon. In order to provide failure-free injection, with maximum use of the capabilities of an absorptive horizon, it is necessary to prepare the water properly by removing the components (solids, deposits and suspensions) that cause damage of the injection well. One of the most effective methods of water treatment is coagulation. Aluminum(III) sulfate(VI), commonly used in coagulation, requires a neutral pH of water. Exceeding this level results in rapid reduction in coagulation efficiency, and even in increase in the content of suspended solids in purified water. Extracted reservoir waters drastically change their properties from strongly reducing to oxidizing, due to methane removal after pressure reduction and oxygenation in contact with air. Moreover, while changing the electrochemical potential to positive, presence of iron and manganese ions in the water causes precipitation of oxides and hydroxides in the form of suspensions and the pH decreases due to their hydrolysis. Due to the dynamic course of these processes, as well as the additional acidification of water by addition of the coagulant (aluminum(III) sulfate(VI)), adjustment of the pH to the level appropriate for effective coagulation is often a serious problem. The solution could be application of properly selected modern coagulants of much greater efficiency, enabling a decrease of the agent dose as well as reduction of volume and improvement of the structure of post-coagulation sediments. Additionally, they are highly efficient in a wide range of water reactions. The article describes laboratory tests on a selected coagulant (polyaluminium chloride), which allow for determination of the range of deposit water reaction in which this agent can be used. For the tests, Flokor 1ASW was selected due to its high degree of hydrolysis and slight acidity (pH ~3.5) compared with other polyaluminium chlorides, which means low consumption of total alkalinity of purified water. The results obtained show a wide range of water reaction (pH from 8.0 to 4.0), in which the effectiveness of coagulant activity ensures the correct level of purification. In addition, the use of Flokor 1ASW with effective Stabpol K flocculant allows for production of big and quickly settled flocs. Post-coagulation sediments have much smaller volume than when using aluminum(III) sulfate(VI). The results of industrial tests, carried out in order to prepare reservoir water for injection, without pH correction, have been presented in the article. They confirmed the high efficiency of the selected chemicals.

3

Usuwanie prekursorów trihalometanów w procesie koagulacji chlorkami poliglinu

Dąbrowska Lidia

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2020

|

Nr 1

18--21

PL

Celem badań była ocena efektywności procesu koagulacji z wykorzystaniem wysoko zasadowego chlorku poliglinu PAX-XL19F w obniżeniu poziomu zanieczyszczenia wody substancjami organicznymi. W warunkach laboratoryjnych prowadzenia procesu przy użyciu PAX-XL19F obniżenie utlenialności, zawartości OWO i RWO w zależności od miesiąca pobrania wody wynosiło odpowiednio 46-61%, 24-43% i 17-33%, a wartości absorbancji UV254 od 51 do 68%. Potwierdzono przydatność procesu koagulacji do usuwania materii organicznej będącej prekursorem tworzenia trihalometanów. Potencjał tworzenia THM w wodach oczyszczonych był o 39-65% niższy niż w nieczyszczonych wodach powierzchniowych poddawanych chlorowaniu.

EN

The aim of the research was to evaluate the efficiency of the coagulation process using highly alkaline polyaluminium chloride PAX-XL19F in reducing the level of surface water pollution with organic substances. In the laboratory conditions of the process using PAX-XL19F, reductions in oxygen consumption, TOC and DOC contents depending on the month when water was collected were 46–61%, 24–43% and 17–33%, respectively, whereas reduction in UV254 absorbance ranged from 51 to 68%. The study confirmed the usefulness of the coagulation process in the removal of organic matter, which represents a precursor for formation of trihalomethanes. The potential for THMs formation in treated water was by 39–65% lower than in untreated surface water after chlorination.

4

Skuteczność usuwania materii organicznej z wody powierzchniowej z zastosowaniem chlorku poliglinu

Dąbrowska L.

Proceedings of ECOpole

|

2017

|

Vol. 11, No. 2

489--496

PL

Celem badań była ocena efektywności procesu koagulacji z wykorzystaniem wysoko zasadowego chlorku poliglinu w obniżeniu poziomu zanieczyszczenia wody powierzchniowej substancjami organicznymi. Oprócz typowych wskaźników stosowanych do oceny zawartości związków organicznych (całkowity i rozpuszczony węgiel organiczny - OWO i RWO, utlenialność, absorbancja w nadfiolecie UV) oznaczono również potencjał tworzenia trihalometanów THM. Obliczono wskaźnik SUVA jako stosunek wartości absorbancji w UV254 do zawartości RWO, który umożliwia określenie właściwości rozpuszczonych substancji organicznych w wodzie i podatności na ich usuwanie w procesie koagulacji. Do badań wykorzystano wodę pobraną we wrześniu 2016 roku oraz w styczniu, kwietniu i lipcu 2017 roku z rzeki Stradomki w Częstochowie. Woda powierzchniowa charakteryzowała się barwą równą 25-60 g Pt/m3. Zawartość OWO i RWO wynosiła odpowiednio 7,2-16,8 i 6,6-15,1 g C/m3, utlenialność - 5,3-16,2 g O2/m3, a absorbancja w UV254 - 14,5-44,3 m–1. Wartość SUVA była równa 2,2-2,9 m2/g C. Obniżenie zawartości OWO w wodzie po koagulacji było w granicach 31-39%, utlenialności w zakresie 47-63%, a wartości absorbancji UV254 - 61-68%. Wartość SUVA była równa 1,1-1,5. Potwierdza to, że w wodzie po koagulacji pozostają substancje organiczne niepodatne na usuwanie w tym procesie. W wodach po procesie koagulacji poddanych chlorowaniu stężenie CHCl3 wynosiło od 53 do 280 mg/m3, a stężenie CHCl2Br od 14 do 24 mg/m3. Były to wartości o 51-61% niższe od uzyskanych stężeń THM-ów w nieoczyszczonych wodach powierzchniowych poddanych chlorowaniu.

EN

The aim of this study was to evaluate the effectiveness of the coagulation process using highly alkaline polyaluminium chloride in reducing the level of pollution of surface water with organic substances. Apart from the typical indicators used to evaluate the content of organic compounds (total and dissolved organic carbon - TOC and DOC, oxygen consumption, absorbance in the ultraviolet UV), the potential for trihalomethanes creation THM was also determined. SUVA index was calculated as the ratio of absorbance at UV254 to the DOC content. Connecting the values of absorbance and DOC into single coefficient SUVA enables to determine properties of dissolved organic matter in water, and vulnerability to their removal in the coagulation process. Water collected in September 2016 and January, April, July 2017, from the Stradomka river in Czestochowa was used in the study. Surface water was characterized by colour equal to 25-60 g Pt/m3. The TOC and the DOC content amounted to respectively 7.2-16.8 and 6.6-15.1 g C/m3, the oxygen consumption - 5.3-16.2 g O2/m3, and the absorbance at UV254 - 14.5-44.3 m–1. The SUVA value was equal to 2.2-2.9 m2/g C. Lowering the TOC content in water after the coagulation was in the range of 31-39%, the oxygen consumption in the range of 47-63%, and the value of the absorbance UV254 - 61-68%. The SUVA value was equal to 1.1-1.5. This confirms that in water after the coagulation, organic substances remained, which are unsusceptible to the removal in this process. In water after the coagulation process subjected to chlorination, CHCl3 concentration ranged from 53 to 280 mg/m3 and the concentration of CHCl2Br ranged from 14 to 24 mg/m3. These were values by 51-61% lower than THM concentration obtained in untreated surface water subjected to chlorination.

5

Porównanie skuteczności wysokozasadowych chlorków poliglinu w oczyszczaniu wody o niskiej temperaturze

Świderska-Bróż M., Mołczan M., Biłyk A.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2008

|

Nr 11

13-18

EN

Influence of pH correction on coagulants' effectiveness. Influence of coa-gulanls' dose on diminishing OWO coocentration and UV 254 value.

6

Znaczenie alkaliczności koagulantów glinowych w intensyfikacji agresywności kwasowęglowej wody

Rak M., Świderska-Bróż M.

Archiwum Ochrony Środowiska

|

2004

|

Vol. 30, no. 2

39--49

PL

Przedstawiono wyniki badań wpływu alkaliczności koagulantów glinowych na minimalizację niepożądanych skutków koagulacji, jakimi są zmniejszenie pH i zasadowości oczyszczanej wody, a tym samym intensyfikacja agresywności korozyjnej. Przedmiotem badań były próbki wody z rzek: Odry i Oławy oraz z potoku górskiego różniące się składem fizyczno-chemicznym, w tym także wartością pH i zasadowością. Jako koagulanty stosowano siarczan glinu (ALS) i chlorki poliglinu (PAC1) charakteryzujące się różną alkalicznością (r, %). Wyniki badań wykazały, że zmniejszenie wartości pH i zasadowości tj. parametrów decydujących o agresywności korozyjnej wody zależały od alkaliczności i dawki koagulantu oraz pH i temperatury próbek wody przed koagulacją. Ze wzrostem alkaliczności badanych koagulantów glinowych zwiększała się stabilność chemiczna oczyszczanych wód i najbardziej przydatne były koagulanty PAX-XL3 i PAX-XL 61. Zastąpienie siarczanu glinu chlorkami poliglinu nie tylko zmniejszyło intensyfikację agresywności korozyjnej badanych wód, ale również zapewniło większą skuteczność ich oczyszczania.

EN

The objective of this study was to investigate the influence of aluminium coagulants basicity on the mini-malisation of undesirable effects of coagulation such as decreasing pH and alkalinity, thereby water corrosivity. The experiments involved three types of surface water samples: from the Odra and Oława Rivers and a mountain stream, which differed in physico-chemical composition (especially in pH values and alkalinity). Alum (ALS) and polyaluminium chlorides (PAC1) characterized by various basicity (r, %) were used as coagulants. The experimental results showed that decrease in water corrosivity depended on the basicity and dose of coagulant, pH and temperature of water prior to coagulation. With the increment of coagulation basicity the chemical stability of treated water improved and coagulants PAX-XL 3 and PAX-XL61 were the best. Using of polyaluminium chlorides instead of alum decreased not only undesirable effects of coagulation but improved also the efficiency of water treatment.

7

Przydatność wstępnie zhydrolizowanych koagulantów glinowych w usuwaniu zanieczyszczeń organicznych z wody

Rak M., Świderska-Bróż M.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2003

|

T. 6, nr 3/4

347-359

PL

Porównano przydatność siarczanu glinu oraz 5 wstępnie zhydrolizowanych chlorków poliglinu (PAC, PAX-18, PAX-XL3, PAX-XL60 i PAX-XL61) o różnej alkaliczności w usuwaniu zanieczyszczeń organicznych z wody. Przedmiotem badań były roztwory modelowe oraz wody naturalne z rzek Odry i Oławy, różniące się temperaturą i poziomem zanieczyszczenia. Wyniki badań wykazały, iż chlorki poliglinu były bardziej przydatne w usuwaniu zanieczyszczeń organicznych niż siarczan glinu, a ich skuteczność zwiększała się wraz ze wzrostem alkaliczności. Koagulanty wstępnie zhydrolizowane były ponadto mniej wrażliwe na zmianę odczynu i niską temperaturę oczyszczanej wody. Zakwaszenie wody zwiększyło stopień eliminacji zanieczyszczeń organicznych, natomiast zwiększenie stężenia jonów OH- miało wpływ odwrotny, szczególnie wyraźny w przypadku usuwania RWO (rozpuszczonego węgla organicznego). Zastosowanie chlorków poliglinu, głównie charakteryzujących się największą alkalicznością (ok. 70%), wyeliminowało konieczność zakwaszenia wody przed koagulacją oraz zapewniło zmniejszenie dawki koagulantu gwarantującej efekt usuwania zanieczyszczeń organicznych porównywalny z uzyskanym w wyniku koagulacji prowadzonej siarczanem glinu.

EN

The objective of the study was to examine the effect of alum coagulants basicity on the removal of organic matter from water. The experiments were carried out with model solutions and river water samples (collected from Odra river and its tributary, Oława river), which differed in temperature and pollution level. Coagulation followed by 1-hour sedimentation of flocs was performed on a laboratory scale with water samples of natural or adjusted pH (pH = 6.0 to 8.5). The coagulants used for the purpose of the study were alum and five polyaluminium chlorides (PAC, PAX-18, PAX-XL3, PAX-XL60 and PAX-XL61), which differed in basicity. The removal of permanganate COD, total organic carbon (TOC) and its colloidal (COC) and dissolved (DOC) fractions was analysed as a function of basicity and dose of the coagulant. The effect of pH and temperature of the water to be treated was also evaluated. The study revealed that the organic matter removal increased with a coagulant dose and prehydrolyzed coagulants were more effective than alum. When the basicity of the coagulants increased so did their removal efficiency for permanganate COD, TOC and DOC fraction, which is particularly difficult to remove. The proportion of DOC in TOC was a major factor which affected the performance of the investigated coagulants. Thus, as the value of the DOC/TOC ratio increased, the efficiency of organic matter removal decreased. Another major factor affecting the efficiency of the process was the pH of the water to be treated. Hence, organic matter removal increased at region of acidic pH and decrease at alkaline pH. The effect of pH was especially distinct for the removal of DOC. In general, the efficiency of the investigated coagulants increased with the degree of prehydrolization, irrespective of the pH level. When alum was substituted with polyaluminium chloride (especially when the basicity of the latter one was equal to about 70%), there was no need to decrease pH to the acidic level prior to coagulation. In this way it was possible to decrease the corrosive tendency of the treated water. Furthermore, when the basicity of polyaluminium chlorides increased, it was possible to decrease their dose required for a removal efficiency comparable with that of alum. Another major advantage of using polyaluminium chlorides instead of alum was the noticeably higher removal efficiency at low water temperature (5 to 12°C).