Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wykorzystanie licznika cząstek do kontroli pracy filtrów pospiesznych przy zmianie rodzaju koagulantu

Kłos M.

Ochrona Środowiska

|

2015

|

Vol. 37, nr 3

15--18

PL

Proces filtracji pospiesznej w większości zakładów oczyszczania wody stosujących koagulację objętościową jest ostatnim elementem ciągu technologicznego odpowiadającym za skuteczność separacji zawiesin pokoagulacyjnych. Na sprawność tego procesu wpływa wiele czynników, takich jak warunki prowadzenia procesu koagulacji poprzedzającego filtrację (dawka koagulantu i pH oczyszczanej wody), wielkość powstających agregatów pokoagulacyjnych oraz skuteczność separacyjna złoża filtracyjnego. W artykule przedstawiono wyniki badań przeprowadzonych w układzie filtrów technicznych nad wpływem zmiany rodzaju koagulantu na warunki pracy filtrów pospiesznych oraz skuteczność ich działania. Do realizacji tego celu wykorzystano system analizy pracy filtrów (APF – active power filter) oparty na licznikach cząstek stałych mierzących obecność zawiesin w filtracie. Wykazano, że zmiana koagulantu na reagent o większym stopniu polimeryzacji powoduje niebezpieczeństwo pogorszenia jakości filtratu na skutek pojawienia się znacznych ilości cząstek produktów hydrolizy koagulantu. Wyniki badań mogą być wykorzystane do weryfikacji procedur pracy i płukania złóż filtrów pospiesznych w celu minimalizacji niebezpieczeństwa przedostawania się do filtratu zbyt dużej liczby cząstek zawiesin pokoagulacyjnych, a także mikroorganizmów. Wprowadzenie licznika cząstek do kontroli jakości filtratu jest szczególnie zalecane w układach technologicznych, w których stosuje się koagulanty wstępnie zhydrolizowane. Urządzenia te pozwalają w sposób pośredni zidentyfikować problemy z doborem wymaganej dawki koagulantu i zweryfikować skuteczność stosowanych w tym celu procedur.

EN

In majority of water treatment stations that operate on the basis of conventional volume coagulation, rapid filtration is the last element of technological system responsible for effectiveness of post-coagulation suspension separation. The process efficiency depends on many factors, such as conditions of the preceding coagulation step (coagulant dose and pH of the treated waste), size of post-coagulation aggregates and effectiveness of filter bed separation. The paper presents results of the research conducted within technical filter system on the impact of coagulant type change on rapid filters operation and effectiveness. For this purpose, a system of filter operation analysis (APF – active power filter) based on solid particle counters measuring suspension presence in the filtrate was applied. It was demonstrated that change in the coagulant type, i.e. to the reagent of higher polymerization degree, poses a danger of filtrate quality deterioration due to the appearance of a significant number of coagulant hydrolysis products. The test results might be used for verification of procedures of rapid filter operation and backwashing, in order to minimize the danger of releasing into the filtrate too many post-coagulation suspended particles and microorganisms. Introduction of the particle counter for filtrate quality monitoring is particularly recommended in technological systems where pre-hydrolyzed coagulants are used. Such devices indirectly allow for identification of problems with selection of required coagulant dose and for verification of effectiveness of the procedures applied.

2

Stabilizowanie przebiegu procesu koagulacji zanieczyszczeń wody o zmiennej jakości przez zastosowanie recyrkulacji osadu pokoagulacyjnego

Gumińska J.

Ochrona Środowiska

|

2015

|

Vol. 37, nr 4

9--12

PL

Podczas eksploatacji konwencjonalnych systemów oczyszczania wód górskich występują trudności w szybkim dostosowaniu dawki koagulantu do nagłych i znacznych zmian jakości ujmowanej wody. Wynika to głównie z małych właściwości buforujących tego typu wód i ich zmiennej jakości (zarówno dobowej, jak i godzinowej) w ciągu roku. Z tego względu utrzymanie odpowiednich warunków prowadzenia procesu koagulacji, a głównie dawki koagulantu i pH wody, jest bardzo trudne. Stosowanie typowych koagulantów hydrolizujących w takich warunkach skutkuje niekontrolowanymi wahaniami wartości pH, hamując całkowicie proces oczyszczania wody. Brak możliwości natychmiastowego dostosowania dawki koagulantu do zmian jakości wody powoduje, że przez pewien czas następuje przedawkowanie albo stosowanie zbyt małej dawki koagulantu w stosunku do wymaganej wartości, co skutkuje pogorszeniem jakości wody oczyszczonej. Dlatego też w miejsce koagulantów hydrolizujących w stacjach oczyszczania ujmujących wody górskie wprowadza się reagenty wstępnie zhydrolizowane, takie jak chlorek poliglinu. Wyniki badań pilotowych wykazały, że skuteczną metodą utrzymania wysokiej skuteczności procesu koagulacji, zarówno w warunkach przedawkowania, jak i stosowania zbyt małej dawki koagulantu wstępnie zhydrolizowanego, jest prowadzenie recyrkulacji osadu pokoagulacyjnego do układu flokulacji.

EN

Operating conventional treatment systems of mountain waters generates difficulties in immediate coagulant dose adjustment to sudden and significant changes in raw water quality. This is mainly due to poor buffering properties of this type of water and its varying quality, both daily and hourly, over the course of the year. This is the reason why the maintenance of optimum conditions for coagulation process, especially coagulant dose and water pH, is very difficult. Under such conditions, application of typical hydrolyzing coagulants results in uncontrolled pH drops, completely inhibiting the water treatment process. An inability to immediately adjust the coagulant dose to variations in water quality causes overdosing or underdosing of coagulant in relation to its optimal value, leading to deterioration of treated water quality. Therefore, instead of hydrolyzing coagulants at mountain water treatment stations the pre-hydrolyzed coagulants are introduced, such as polyaluminium chlorides (PAC). The pilot study results show that the use of post-coagulation sludge recirculation into flocculation system is an effective method to maintain high and stable coagulation effectiveness, both under an overdose and underdose conditions.

3

Zastosowanie licznika cząstek do kontroli i sterowania pracą filtrów pospiesznych w układzie oczyszczania wody powierzchniowej

Kłos M.

Ochrona Środowiska

|

2014

|

Vol. 36, nr 2

17--20

PL

Przedstawiono możliwości zastosowania licznika cząstek do sterowania pracą filtrów pospiesznych, jako uzupełnienia standardowego nefelometrycznego pomiaru mętności wody. Badania przeprowadzono na rzeczywistym układzie technologicznym oczyszczania wody powierzchniowej z zastosowaniem koagulantu wstępnie zhydrolizowanego. Stwierdzono, że licznik cząstek pozwala na lepszą kontrolę jakości filtratu niż sam pomiar mętności wody, a także na szybką identyfikację obecności w wodzie strąconych produktów hydrolizy koagulantów o dużym stopniu polimeryzacji form glinu. Wykazano, że w przypadku przedostawania się na filtr zawiesin pokoagulacyjnych powstających podczas przedawkowania koagulantu wstępnie zhydrolizowanego dochodzi do pogorszenia jakości filtratu, określanej na podstawie ogólnej liczby cząstek o wymiarach w zakresie 1÷15 µm. Niewłaściwa jakość filtratu utrzymuje się nawet po zmianie dawki koagulantu na optymalną. Oznacza to, że w przypadku przedawkowania koagulantu wstępnie zhydrolizowanego (poza zakres koagulacji wymiatającej) konieczne jest przerwanie cyklu filtracyjnego i wypłukanie złoża.

EN

Application of particle counting in rapid filter control was presented as an addition to the standard nefelometric method of water turbidity measurement. The studies were performed on a real technological surface water treatment system using pre-hydrolyzed coagulant. It was stated that the particle counter allowed better quality monitoring of a filtrate in comparison to water turbidity measurement alone. In addition, it allowed rapid identification of precipitated hydrolysis products of coagulants characterized by high degree of aluminum form polymerization. It was demonstrated that membrane fouling by post-coagulation suspensions resulting from pre-hydrolyzed coagulant overdose led to deterioration in the filtrate quality, defined by the general particle size within the range from 1 to 15 µm. Inadequate filtrate quality was maintained even following the adjustment of the coagulant dose to optimal level. Therefore, in case of the pre-hydrolyzed coagulant overdose (out of sweep coagulation range) termination of the filtration cycle and filter bed washing are required.

4

Technologiczne problemy związane z koagulacją podczas oczyszczania wody o małej zawartości zanieczyszczeń organicznych

Gumińska J.

Ochrona Środowiska

|

2014

|

Vol. 36, nr 3

19--22

PL

Podczas oczyszczania wód powierzchniowych optymalizacja procesu koagulacji dotyczy najczęściej skuteczności usuwania rozpuszczonych zanieczyszczeń organicznych, gdyż one wpływają na wymaganą dawkę koagulantu. Mając to na uwadze, przedstawiono wyniki badań pilotowych, których celem była analiza problemów związanych z doborem dawki chlorku poliglinu (PACl) podczas oczyszczania wody o bardzo małej mętności i małej zawartości rozpuszczonych zanieczyszczeń organicznych. Na podstawie przeprowadzonych badań ustalono, że dawka koagulantu, potrzebna do wywołania skutecznej adsorpcji związków rozpuszczonych, była znacznie mniejsza niż dawka wymagana do agregacji bardzo drobnych zawiesin, co skutkowało obecnością większej liczby drobnych cząstek (1 µm) w wodzie sklarowanej, mimo że wartości mętności wody i absorbancji w nadfiolecie (próbki sączone) nie ulegały istotnej zmianie. Zatem aby zapobiec negatywnemu zjawisku wzrostu liczby drobnych cząstek w oczyszczanej wodzie, należałoby zamiast procesu koagulacji objętościowej zastosować koagulację powierzchniową, która – w porównaniu z koagulacją objętościową – pozwala na znacznie skuteczniejsze usuwanie cząstek zanieczyszczeń o dużym ładunku powierzchniowym.

EN

Most often coagulation process in treatment of surface waters is optimized for effective removal of dissolved organic contaminants as they determine the required coagulant dose. With this in mind, results of a pilot study were presented. The purpose was to analyze problems with PACl dose selection in treatment of water with low-turbidity and low content of dissolved organic pollutants. It was determined that coagulant dose needed for effective adsorption of the dissolved matter was much smaller than the one required for very fine suspension aggregation. This resulted in an increase in number of fine particles (1 µm in size) in clarified water, despite no significant change in turbidity and UV absorbance values (filtered samples). Therefore, in order to avoid this adverse event of fine particle number increase in the treated water, surface coagulation should be used instead of volumetric coagulation. Surface coagulation allows much more effective removal of pollution particles with high surface charge.

5

Modyfikacja układu klasycznej koagulacji przez wprowadzenie recyrkulacji osadu pokoagulacyjnego

Gumińska J.

Ochrona Środowiska

|

2013

|

Vol. 35, nr 3

17--22

EN

Treatment process optimization aiming to remove dissolved organic compounds requires coagulation to be carried out according to the sweep coagulation mechanism. When carried out under conditions of oversaturation with hydrolysis products, coagulation results in excessive residual aluminum in the form of fine particles in the settling tank efﬂuent. In the pilot tests effect of mixing conditions of the recirculated sludge and water (post-coagulation sludge recirculation to hydraulic mixer or to flocculator) on the particle content reduction efficacy has been determined. Influence of mixing conditions of water and the recirculated sludge on potential improvement of dissolved organic compound removal efficacy has also been evaluated. It was shown that coagulation-based water treatment system with post-coagulation sludge recirculation (both to flocculator and hydraulic mixer) can reduce negative effects of sweep coagulation. Higher efficacy was obtained for a system with sludge recirculation to flocculator. Due to raw water quality variability and high effectiveness of conventional coagulation, attempts to reduce the dissolved organic compound content further by post-coagulation sludge recirculation were ineffective.

PL

Optymalizacja procesu oczyszczania wody, której celem jest usunięcie rozpuszczonych związków organicznych wymaga prowadzenia koagulacji zgodnie z mechanizmem koagulacji wymiatającej. Prowadzenie koagulacji w warunkach przesycenia wody produktami hydrolizy skutkuje obecnością w odpływie z osadnika glinu pozostałego w wodzie w postaci drobnych cząstek. W badaniach pilotowych określono wpływ warunków mieszania osadu recyrkulowanego z wodą (recyrkulacja osadu pokoagulacyjnego do miesza-cza hydraulicznego lub do komory flokulacji) na skuteczność zmniejszania zawartości tych cząstek. Analizowano również wpływ warunków mieszania wody z recyrkulatem na możliwość poprawy skuteczności usuwania rozpuszczonych związków organicznych. Wykazano, że oczyszczanie wody w układzie koagulacji z recyrkulacją osadu pokoagulacyjnego zarówno do komory flokulacji, jak i do mieszacza hydraulicznego umożliwia zmniejszenie negatywnych skutków koagulacji wymiatającej, przy czym lepszą skuteczność uzyskano w układzie z recyrkulacją osadu do komory flokulacji. Ze względu na zmienną jakość ujmowanej wody oraz dużą skuteczność typowej koagulacji, próby dalszego zmniejszenia zawartości rozpuszczonych związków organicznych w wodzie poprzez recyrkulację osadu pokoagulacyjnego nie powiodły się.

6

Zastosowanie analizatora prądu strumieniowego do kontroli procesu koagulacji wymiatającej

Kłos M.

Ochrona Środowiska

|

2012

|

Vol. 34, nr 2

15-18

PL

Zwiększenie skuteczności oczyszczania wody metodą koagulacji wymaga prowadzenia tego procesu wg założeń koagulacji pogłębionej. Jej podstawowym warunkiem jest zmiana mechanizmu koagulacji z adsorpcji-destabilizacji zanieczyszczeń na koagulację wymiatającą. Skutkiem ubocznym zmiany mechanizmu koagulacji jest niebezpieczeństwo pojawienia się w odpływie z osadnika ponadnormatywnych ilości pozostałego koagulantu oraz zawiesin pokoagulacyjnych. W artykule przedstawiono wyniki badań nad procedurą sterowania dawką koagulantu w czasie rzeczywistym, zapewniającą uzyskanie wysokiej skuteczności procesu koagulacji przy minimalizacji ilości powstających drobnych cząstek zawiesin pokoagulacyjnych. Wykazano, że rozbudowa systemu sterowania dawką koagulantu w czasie rzeczywistym, opartego na analizatorze prądu strumieniowego, o pomiar zawartości związków organicznych (absorbancja w nadfiolecie przy długości fali 254 nm) oraz zawiesin, ze szczególnym uwzględnieniem cząstek o wymiarze ok. 1 žm, pozwoliła na znaczne rozszerzenie jego możliwości technologicznych, a zwłaszcza na zwiększenie dokładności prognozowania dawki koagulantu.

EN

Efforts at improving the coagulation effect during water treatment require that the coagulation process should be conducted according to the underlying assumptions of enhanced coagulation. A sine qua non condition for achieving this is the switch from the mechanism of adsorption-destabilization of the pollutants to the mechanism governing sweep coagulation. A side-effect of such a switch is the risk that excessive amounts of residual coagulant and post-coagulation suspended solids will appear in the effluent from the settling tank. In this paper presented are the results of investigations into a procedure of coagulant dose control in real time. In the procedure use is made of a stream current analyzer, which not only significantly improves the efficiency of the coagulation process, but also minimizes the proportion of fine particles in the post-coagulation suspended solids. The study has produced the following findings. The development of the procedure by including measurements of organic matter content (UV absorbance at 254 nm) and suspended solids (with major focus on particle size of ~1 žm) had a beneficial effect on the technological performance of the control system, as well as on the accuracy of predicting the coagulant dose.

7

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.

8

Analiza konsekwencji przedawkowania koagulantu wstępnie zhydrolizowanego

Gumińska J., Kłos M.

Ochrona Środowiska

|

2011

|

Vol. 33, nr 3

15-18

PL

Podczas koagulacji siarczanem glinu występuje niebezpieczeństwo jego przedawkowania, powodujące pogorszenie skuteczności usuwania zarówno cząstek mineralnych, jak i rozpuszczonych związków organicznych, a także zwiększenie zawartości glinu pozostałego w wodzie oczyszczonej. Dotychczasowe doświadczenia eksploatacyjne nie wykazały natomiast negatywnych skutków przedawkowania koagulantów wstępnie zhydrolizowanych. Jednak wyniki badań laboratoryjnych z zastosowaniem licznika cząstek wykazały, że nadmierna dawka koagulantu zawierającego produkty jego wstępnej hydrolizy powoduje powstanie dużej liczby bardzo drobnych cząstek (<5 žm) w wodzie, jednak pomiary mętności wody po koagulacji i sedymentacji nie wskazywały na przedawkowanie koagulantu. Aby określić formy tych cząstek, przeprowadzono testy ferronometryczne, które umożliwiają analizę specjacyjną glinu. W celu przeanalizowania problemu przedawkowania koagulantów wstępnie zhydrolizowanych przeprowadzono pomiary w zakładzie oczyszczania wody powierzchniowej, w którym do koagulacji stosuje się koagulant wysokospolimeryzowany. Opierając się na analizie jakości wody po poszczególnych procesach jednostkowych stwierdzono, że mimo wysokiej skuteczności oczyszczania wody, mierzonej za pomocą standardowych procedur, liczba cząstek w wodzie ulegała dużym wahaniom. Towarzyszyło temu okresowe przekroczenie ilości glinu resztkowego w wodzie, który ze względu na formę występowania nie był oznaczalny standardową metodyką. Analiza specjacyjna przeprowadzona na podstawie wartości stałych szybkości reakcji i zmierzone wartości absorbancji w nadfiolecie (lambda=370 nm) wykazała, że glin resztkowy występował wówczas głównie w postaci polimeru Al13.

EN

Coagulation with aluminum sulfate is associated with the potential risk of overdosing on the coagulant, which leads to a reduction in the efficiency of mineral organic matter and dissolved organic compound removal, as well as to an increase in the residual aluminum content of the treated water. No such effects have been observed so far in the case of overdosing on pre-hydrolyzed alum coagulants. However, laboratory tests involving particle counters have revealed that an excessive dose of a coagulant which contains the products of its hydrolysis induces the formation of a large number of fine particles (<5 žm) in the water. On the other hand, the results of turbidity measurements performed upon coagulation and sedimentation were not indicative of overdosage. To determine the form of these particles, ferronometry tests were conducted, which enabled Al species analysis. The problem of pre-hydrolyzed coagulant overdosage was analyzed based on the measurements performed in a surface water treatment plant where conventional coagulation is conducted with a highly-polymerized coagulant. Water quality analyses after particular unit processes have demonstrated that despite the high treatment efficiency (measured using standard procedures) the number of particles in the water was highly variable. This variability was concomitant with periods when residual aluminum occurred in excess and, owing to the form of occurrence, could not be measured with standard methods. Aluminum speciation analysis (based on the values of the reaction rate constants and the measured values of UV absorbance; [lambdha]=370 nm) has shown that residual aluminum then occurred predominantly in the form of polymer Al13.

9

Zastosowanie pomiaru liczby cząstek do analizy mechanizmu i skuteczności procesu koagulacji zanieczyszczeń wody

Gumińska J.

Ochrona Środowiska

|

2010

|

Vol. 32, nr 2

21-26

PL

W wielu zakładach oczyszczania wody koagulanty wstępnie zhydrolizowane - ze względu na ich zalety - wypierają tradycyjne koagulanty hydrolizujące. Koagulanty wstępnie zhydrolizowane najczęściej charakteryzuje się na podstawie ich zasadowości, jednak bardziej wiarygodną metodą oceny ich przydatności jest specyfikacja form glinu, w tym udział form monomerowych i polimerowych. Polichlorki glinu zawierają znaczne ilości polikationowych produktów wstępnej hydrolizy, które są stabilne, co umożliwia neutralizację ładunku zanieczyszczeń organicznych, zanim glin ulegnie strąceniu. Transformacjom mogą natomiast ulegać formy monomerowe. Po wprowadzeniu koagulantu do wody pierwotne monomery ulegają szybkiej przemianie do form polimerowych, które uważane są za skuteczniejsze od pierwotnych form polimerowych, a następnie ulegają transformacji do form strąconych. Oznacza to, że koagulanty o małej zawartości polimerów mogą czasami skuteczniej usuwać zanieczyszczenia z wody w porównaniu do koagulantów wysokospolimeryzowanych. W pracy wykazano, że znajomość mechanizmu koagulacji umożliwia prawidłowy dobór rodzaju koagulantu i jego dawki, zależnie od jakości oczyszczanej wody, a przede wszystkim od pH i zasadowości wody, które wpływają na transformację form glinu. W badaniach nad zmianami zachodzącymi w początkowej fazie flokulacji przy użyciu trzech koagulantów wstępnie zhydrolizowanych przy dwóch różnych wartościach pH oczyszczanej wody wykorzystano pomiar liczby i wielkości cząstek. Uzyskane wyniki wskazały, że dokonując wyboru koagulantu należy brać pod uwagę zarówno jego charakterystykę, jak i jakość oczyszczanej wody, w tym jej pH. Podczas oczyszczania wody przy pH=6,8 najlepszą aglomerację cząstek uzyskano stosując koagulant o największym udziale form monomerowych, co wskazywałoby na możliwość tworzenia in situ spolimeryzowanych form glinu. Zwiększenie pH wody do 7,9 spowodowało wyraźny wzrost liczby drobnych cząstek (<5žm), których usunięcie było możliwe w warunkach prawidłowo prowadzonej koagulacji wymiatającej.

EN

Owing to the obvious advantages of pre-hydrolyzed coagulants, many water treatment plants have substituted them for the conventional hydrolyzing coagulants. While in most instances pre-hydrolyzed coagulants are evaluated in terms of their basicity, there is a more reliable method of evaluating their potential for application. The method consists in the speciation of aluminum forms, including the proportions of monomeric to polymeric forms. Polyaluminum chlorides include considerable amounts of stable, polycationic pre-hydrolysis products, thus enabling the charges of the organic pollutants to be neutralized before the precipitation of aluminum. Monomeric species, however, are subject to transformation. After the coagulant has been added, the original monomeric species transform at a fast rate into polymeric species (believed to be more efficient than the original polymeric forms) and thereafter into precipitated forms. This is an indication that in some instances coagulants with a low degree of polymerization provide higher efficiencies of pollutant removal from the water being treated than do highly polymerized coagulants. The study has demonstrated that the understanding of the mechanisms governing the coagulation process enables the type and dose of the coagulant to be chosen adequately, taking into account the quality of the water being treated. Particular consideration, however, should be given to the pH and alkalinity levels, as they largely contribute to the transformation of aluminum species. To examine the changes occurring at the initial stage of flocculation (performed with three pre-hydrolyzed coagulants and two pH values of the water), use was made of particle number and particle size measurements. As shown by the results obtained, the choice of the coagulant desired makes it necessary to consider not only the characteristics of the coagulant itself, but also the quality of the water being treated, with emphasis on the pH. When the water was treated at pH=6.8, the most advantageous agglomeration of particles was attained with the coagulant where monomeric forms dominated. This finding substantiates the potential of producing in situ polymerized aluminum forms. When the pH of the water was increased to 7.9, this was concomitant with a noticeable rise in the number of fine particles (<5 žm), which became removable under conditions of a well conducted sweep coagulation process.

10

Disinfection byproducts precursors removal from dam reservoir water

Gumińska J., Kłos M., Pawłowska A.

Archives of Environmental Protection

|

2010

|

Vol. 36, no. 3

39-50

EN

The water of the Wisła-Czarne reservoir is of very low hardness and alkalinity. In spite of high SUVA values it is not susceptible to enhanced coagulation. In order to achieve the assumed results, coagulation with ALS (aluminium sulphate) should be conducted in two optional technological systems – in a conventional system and in "in-bed" coagulation dependently of water quality and its temperature. Effective treatment with ALS is possible, even at low temperature of the water, but at strict technological parameters. However, because of significant variations of water quality, especially after rainstorms, it is very difficult to meet such requirements. Application of pre-hydrolyzed Flokor 1,2A instead of ALS enables to eliminate reagents to the pH adjustment and to apply “in-bed” coagulation when water supplied to the WTP is of low turbidity. To assure stable technological system operation, in aspect of raw water quality changes, some activities were also undertaken, i.e. modernization of rapid filters, which involved a drainage system and exchange of sand bed for anthracite-sand bed. Treatment based on direct filtration results in decrease of reagents usage and, what is especially important, effective DBPs precursors removal.

PL

Wody ujmowane ze zbiornika zaporowego Wisła-Czarne należą do wód miękkich o niskiej zasadowości. Pomimo wysokich wartości SUVA należą do wód trudnopodatnych na oczyszczanie metodą koagulacji. W celu uzyskania założonych efektów uzdatniania proces koagulacji musi być prowadzony w różnych układach technologicznych (koagulacji objętościowej lub powierzchniowej), których wybór zależy od jakości oraz temperatury wody surowej. Skuteczne uzdatnianie badanych wód siarczanem glinu, nawet w okresach bardzo niskich temperatur wody było możliwe przy zachowaniu ściśle ustalonych parametrów technologicznych. Jednak z uwagi na dużą zmienność jakości ujmowanej wody, zwłaszcza w okresie intensywnych opadów atmosferycznych były one trudne do utrzymania. Zmiana rodzaju koagulantu na wstępnie zhydrolizowany koagulant glinowy Flokor 1.2A pozwoliła nie tylko na eliminację środków do korekty pH, ale także umożliwiła zastosowanie koagulacji powierzchniowej w okresach niskiej mętności wody surowej. Dzięki wprowadzeniu koagulacji powierzchniowej w połączeniu z modernizacją filtrów pospiesznych w zakresie konstrukcji drenażu oraz wymiany złoża z piaskowego na antracytowo – piaskowe uzyskano stabilniejszą pracę układu uzdatniania w aspekcie zmian jakości wody surowej, mniejsze zużycie reagentów oraz zapewniono pełne usuwanie prekursorów ubocznych produktów dezynfekcji.

11

Wykorzystanie pomiaru liczby cząstek do optymalizacji dawki koagulantu w oczyszczaniu wód powierzchniowych

Kłos M., Gumińska J.

Ochrona Środowiska

|

2009

|

Vol. 31, nr 3

25-28

PL

Standardowe procedury doboru dawki optymalnej koagulantu opierają się na sprawdzonej metodyce testów naczyniowych. Do oceny skuteczności działania koagulantu wykorzystuje się podstawowe parametry jakościowe wody, jak mętność, barwa, absorbancja w nadfiolecie oraz zawartość pozostałego koagulantu. Jednak zarówno w przypadku koagulantów hydrolizujących, jak i coraz powszechniej stosowanych do oczyszczania wody koagulantów wstępnie zhydrolizowanych, dawkę ustaloną według kryteriów jakościowych nie zawsze można uznać za optymalną. W pracy dokonano analizy wiarygodności procedury testów naczyniowych prowadzonych w celu wyznaczenia dawki optymalnej koagulantów hydrolizujących i wstępnie zhydrolizowanych w oparciu o pomiar liczby cząstek. Wyniki przeprowadzonych badań potwierdziły, ze mechanizm działania koagulantów wstępnie zhydrolizowanych i hydrolizujących zależał w głównej mierze od zawartości form polimerowych glinu. Wraz ze wzrostem stopnia polimeryzacji wzrastała zdolność koagulantów do neutralizacji potencjału elektrokinetycznego zanieczyszczeń obecnych w oczyszczanej wodzie, co powodowało zmniejszenie wymaganej dawki koagulantu do usuwania koloidów i zawiesin. Dawki skuteczne koagulantów zawierających duży udział spolimeryzowanych form glinu były znacznie mniejsze niż reagentów zhydrolizowanych, a ich dokładna wartość zależała od tego, czy proces koagulacji był optymalizowany jest pod kątem usuwania zawiesin, czy usuwania związków organicznych z wody.

EN

The standard procedures commonly used for the determination of the optimal coagulant dose involve the well-tried jar test method. To assess the efficiency of the coagulant, it is conventional to use the following water quality parameters: turbidity, color, UV absorbance and residual coagulant concentration. However, regardless of whether use is made of the hydrolyzing or of the frequently preferred pre-hydrolyzed coagulant, their doses determined according to water quality criteria can not be regarded as optimal in every instance. In the present study the jar test method was analyzed for reliability when used for determining the optimal dose of the coagulant (both hydrolyzing and pre-hydrolyzed) on the basis of particle number measurement. The results have demonstrated that the mechanism governing the performance of both the coagulant types depended primarily on the content of the polymerized aluminum forms. As the degree of polymerization increased, so did the capacity of the coagulants for neutralizing the electrokinetic potential of the pollutants that were present in the water being treated. This is what enabled a reduction of the coagulant dose required for the removal of colloids and suspended solids. The doses required for efficient removal were substantially lower when the coagulant contained a higher proportion of polymerized aluminum forms than when use was made of the hydrolyzed reagent. The exact value of the dose depended on whether the optimization of the coagulation process was aimed at the removal of suspended solids or at NOM removal.

12

Wpływ zmiany rodzaju koagulantu na parametry procesu koagulacji

Kłos M., Gumińska J.

Ochrona Środowiska

|

2007

|

R. 29, nr 4

73-76

PL

W obecnej praktyce wodociągowej stosuje się koagulanty hydrolizujące (np. siarczan glinu) oraz wysokozasadowe koagulanty wstępnie zhydrolizowane. W pracy przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych, pilotowych oraz rezultaty uzyskane podczas eksploatacji układów technicznych, przeprowadzone w celu określenia wpływu zmiany rodzaju koagulantu na przebieg procesów technologicznych, ze szczególnym uwzględnieniem koagulacji. W oparciu o uzyskane dane stwierdzono, że zastosowanie koagulantów wstępnie zhydrolizowanych w miejsce reagentów hydrolizujących pozwala na zmniejszenie stosowanych dawek, zmniejszenie ilości powstających zawiesin pokoagulacyjnych oraz poprawę stabilności chemicznej wody. Zmiana rodzaju koagulantu powinna być jednak poprzedzona badaniami laboratoryjnymi i pilotowych, które pozwolą na kompleksową ocenę wpływu zmiany koagulantu na przebieg całego proces oczyszczania wody.

EN

The use of hydrolyzing coagulants (e.g. aluminum sulfate) and prehydrolyzed high-alkalinity coagulants is now commonplace in water treatment plants. In this paper, the results of laboratory- and pilot-scale tests are presented, as well as those obtained under full-scale conditions involving a real treatment train. The aim of the study was to examine how the replacement of a coagulant type (a hydrolyzing reagent) with another one (a prehydrolyzed coagulant) influences technological processes in general, and that of the coagulation process in particular. The results have revealed the following advantages of such replacement: a reduction in the coagulant dose required, a lower quantity of the precipitate produced, and a higher chemical stability of the water. It is essential to note, however, that before the coagulant is replaced, laboratory and pilot tests have to be performed in order to assess how the change of the coagulant will influence the course of the whole treatment process.

13

Badania nad określeniem stopnia spolimeryzowania wstępnie zhydrolizowanych koagulantów glinowych

Kłos M., Gumińska J.

Ochrona Środowiska

|

2007

|

R. 29, nr 2

27-31

PL

Jednym ze sposobów charakterystyki produktów hydrolizy koagulantów glinowych jest ferronometria - metoda kolorymetryczna oparta na reakcji hydrokompleksów glinu z ferronem. Metoda ta wykorzystuje różnice w kinetyce reakcji pomiędzy ferronem i glinem występującym w postaci monomerów, polimerów oraz w formie koloidalnej. Wykorzystując metodę ferronometrii wykazano, że możliwe jest jej zastosowanie do oceny stopnia spolimeryzowania koagulantów glinowych. Wyniki oceny form związków glinu (monomer, polimer, forma koloidalna) w aspekcie ich reakcji z ferronem poddano weryfikacji opierając się na parametrach kinetycznych reakcji. Wyniki obliczeń wykazały, że uzyskane stosunki poszczególnych form glinu w koagulancie w przypadku typowych reagentów wstępnie zhydrolizowanych (PAX XL 19) były zbieżne z wynikami klasycznej ferronometrii. W przypadku koagulantów FLOKOR 1A i FLOKOR 1ASW rozbieżności pomiędzy stopniem polimeryzacji określonym tymi metodami były znaczne, co wynikało z istotnych różnic w składzie chemicznym badanych koagulantów i dużej zawartości związków silnie spolimeryzowanych w koagulantach z grupy FLOKOR.

EN

Ferronometry is one of the methods used in engineering for the characterization of the products obtained from the hydrolysis of alum coagulants. Based on the reaction of aluminum hydrocomplexes with ferron, the colorimetric method makes use of the differences in the kinetics of the reactions between ferron and aluminum hydrocomplexes in the form of monomers, polymers and colloids. The ferronometric method was found to be applicable to the assessment of the polymerization of alum coagulants. The results obtained from assessing the form of the aluminum species (monomeric, polymeric, colloidal) in view of of their reaction with ferron were made subject to verification which involved the kinetic parameters of the reaction. The results of computations have shown that in the case of typical pre-hydrolyzed reagents (PAX XL 19) the proportions of particular aluminum forms in the coagulant were consistent with those attained by conventional ferronometry. This was not so in the case of the other coagulants (FLOKOR 1A and FLOKOR 1ASW), as there were considerable differences in the degree of polymerization between the two methods applied. These inconsistencies are attributable to the following two factors: the substantial differences in the chemical composition of the coagulants tested, and the high content of strongly polymerized species in the coagulants of the FLOKOR group.