Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Biological stability of water in water distribution systems. The effect of water treatment trials

Wolska M.

Environment Protection Engineering

|

2015

|

Vol. 41, nr 2

147--157

EN

Research into the removal efficiency of biogenic substances, necessary for the growth of heterotrophic microorganisms, was carried out for the following water treatment trials: surface water, infiltrative water and mixed surface water after microsieving with aerated underground water. The results have shown that the efficiency of removal of organic substances, independently of the type of treated water, increased along with the organic carbon concentrations in raw water. The average effectiveness of phosphate removal was: 92.1%, 88.8% and 83.7% for surface, infiltrative and mixed water, respectively. In all analyzed systems, presence of phosphates was an limiting factor for the regrowth of microorganisms in the distribution system. In none of the water treatment trials, effective removal of inorganic nitrogen has been recorded.

2

Czy woda wodociągowa musi być dezynfekowana chemicznie?

Olejnik A., Nawrocki J.

Ochrona Środowiska

|

2013

|

Vol. 35, nr 4

3--8

PL

Rozwój wiedzy w dziedzinie technologii oczyszczania wody pozwala na takie przygotowanie wody przed jej dystrybucją, że nie jest konieczne stosowanie chemicznej dezynfekcji. Zakłady wodociągowe w Polsce poniosły olbrzymie nakłady finansowe na zmiany technologii oczyszczania, aby sprostać zwiększonym wymaganiom jakościowym wody przeznaczonej do spożycia. Podstawowym celem zakładu wodociągowego jest dostarczenie wody bezpiecznej mikrobiologicznie, przy czym bezpieczeństwo to w dużych sieciach wodociągowych osiąga się dzięki stosowaniu chemicznej dezynfekcji wody za pomocą chloru, dwutlenku chloru lub chloraminy. Obecność chemicznych środków dezynfekcyjnych w wodzie jest często społecznie trudna do akceptacji ze względu na wrażenia organoleptyczne, a także z uwagi na powstawanie tzw. ubocznych produktów dezynfekcji. Coraz lepsze zrozumienie procesów chemicznych i biologicznych zachodzących podczas oczyszczania wody oraz jej dystrybucji powoduje, że nowoczesna technologia może zapewnić konsumentom wodę wodociągową bezpieczną mikrobiologicznie, a jednocześnie pozbawioną pozostałości chemicznych środków dezynfekcyjnych. W ten sposób pracują wodociągi i sieci dystrybucyjne w Berlinie, Zurychu, Amsterdamie, Rotterdamie i innych miastach zachodniej Europy. W artykule postawiono pytanie, jakie warunki należy spełnić, aby chemiczna dezynfekcja wody nie była konieczna. W tym celu omówiono warunki zapewniające wysoką stabilność biologiczną wody, co w konsekwencji umożliwi zaniechanie jej dezynfekcji chemicznej.

EN

Knowledge development in the field of water treatment enables preparation of water prior to its distribution in such a way that chemical disinfection is no longer required. Public water systems in Poland incurred huge expenses for changes in water treatment technology in order to fulfill increasing quality requirements regarding potable water. The basic aim of public water system is to provide microbially safe water for human consumption. This safety in large water supply networks is obtained thanks to chemical disinfection with chlorine, chlorine dioxide or chloramine. Presence of chemical disinfectants in water is often socially difficult to accept due to their negative organoleptic properties as well as formation of the so called byproducts of disinfection. Continuous progress in understanding of chemical and biological processes taking place during water treatment and its distribution enables modern technology to provide consumers with microbially safe drinking water, devoid of chemical disinfectant residues. This is how waterworks and distribution networks operate in Berlin, Zurich, Amsterdam, Rotterdam and other cities of Western Europe. The question asked in this paper referred to the conditions necessary to be fulfilled for chemical water disinfection not to be required. For this purpose, conditions ensuring high biological water stability, and as a result allowing chemical disinfection to be abandoned, were discussed.

3

Wpływ mieszania wody podziemnej z różnych pięter wodonośnych na jej stabilność chemiczną i biologiczną w sieci wodociągowej

Bray R., Sokołowska A., Jankowska K., Olańczuk-Neyman K.

Ochrona Środowiska

|

2011

|

Vol. 33, nr 3

19-23

PL

Przedstawiono wyniki badań nad wpływem mieszania wody czwarto-rzędowej (oczyszczonej) i wody kredowej (niepoddanej oczyszczaniu) w sieci wodociągowej na jej stabilność chemiczną i biologiczną. Oznaczenie ogólnej liczby bakterii żywych i martwych w próbkach wody wykonano w preparatach mikroskopowych wybarwionych fluorochromem (DAPI). Badania chemicznej stabilności wody na podstawie potencjalnej zdolności do wytrącania z niej osadu wykonano w warunkach przepływowych, mierząc absorpcję światła nadfioletowego i widzialnego przechodzącego przez warstwę odkładającego się osadu. Ustalono, że zmieszanie wody kredowej z wodą czwartorzędową, pomimo utrzymania jakości zgodnej z wymaganiami, może skutkować utratą jej stabilności chemicznej i biologicznej i prowadzić do powstawania osadów oraz namnażania się mikroorganizmów w sieci wodociągowej. Wysoki wzrost liczby bakterii odnotowany w wodzie zmieszanej w temperaturze 10 oC (3,35-krotny) oznacza, że niska temperatura wód podziemnych nie gwarantuje zachowania stabilności biologicznej wody w sieci wodociągowej.

EN

Groundwater from Quaternary aquifers (treated) and groundwater from Cretaceous aquifers (untreated) was mixed and tested for chemical and biological stability in water-pipe networks. The total number of live and dead bacteria in the water samples was determined using microscopic preparations stained with fluorochrome (DAPI method). Chemical stability examinations, based on the potential ability of the water to precipitate sediments, were conducted under flow conditions, by measuring both the absorption of UV light and the absorption of visible light passing through the layer of the depositing sediment. The study has produced the following finding. Mixing Cretaceous and Quaternary ground-waters may not only result in the loss of their chemical and biological stability, but also induce sediment deposition and microbial regrowth in the water-pipe network, even when the water quality required is maintained. The considerable (3.35-fold) increase in the number of bacteria observed at 10 oC indicates that the temperature of the mixed groundwaters is insufficiently high to guarantee their biological stability in the water-pipe network.

4

Czynniki współdecydujące o potencjale powstawania i rozwoju bio-filmu w systemach dystrybucji wody

Świderska-Bróż M.

Ochrona Środowiska

|

2010

|

Vol. 32, nr 3

7-13

PL

Dokonano przeglądu problematyki powstawania biofilmu na wewnętrznej powierzchni rurociągów i instalacji wodociągowych. Omówiono przyczyny i skutki braku stabilności chemicznej i biologicznej wody w systemie wodociągowym. Podkreślono, że biofilm stwarza problemy techniczne i ekonomiczne, a przede wszystkim stanowi poważne zagrożenie jakości sanitarnej wody dostarczanej odbiorcom. Wykazano, że przyczyn współdecydujących o obecności i rozwoju biofilmu w systemach dystrybucji wody jest wiele. Związane są one nie tylko z jakością wody wprowadzanej do sieci wodociągowej, ale również z właściwościami materiałów instalacyjnych, warunkami hydraulicznymi panującymi podczas transportu wody do odbiorców, stanem technicznym i sanitarnym wszystkich elementów systemu dystrybucji oraz zachodzącymi w nim zjawiskami. Z uwagi na interakcje tych uwarunkowań, a przede wszystkim na najczęściej niemożliwą całkowitą ich eliminację, niezbędna jest skuteczna kontrola rozwoju biofilmu. Jest ona równoznaczna z zapewnieniem w całym systemie dystrybucji obecności środka dezynfekcyjnego, którego rodzaj i wymagana ilość mogą być różne w poszczególnych systemach dystrybucji wody. Spełnienie tego wymogu jest szczególnie trudne w przypadku rozległych i wyeksploatowanych systemach wodociągowych oraz tych, w których powstały już obrosty biologiczne.

EN

The paper gives an account of the problems associated with the formation and growth of a biofilm on the internal surfaces of water pipes and water supply systems. Consideration is given to the causes and implications of chemical and biological instability of the water in the distribution system. Biofilms not only create technological and economic problems, but also pose a serious risk of deteriorating the quality of the water supplied to the user. The causes underlying the occurrence and growth of the biofilm in the water distribution system are manifold. Apart from those pertaining to the quality of the water entering the distribution system, they include the properties of the materials from which particular installations have been constructed, the hydraulic conditions that occur during water transport to the user, the technical and sanitary condition of all elements being part of the water distribution system, as well as any of the phenomena involved. Considering all the concomitant interactions - as well as the fact that in most instances they are difficult to eliminate to the extent desired (if at all) - a viable control of the biofilm's growth becomes a must. To efficiently control biofilm growth, it is necessary to provide the water distribution systems with continuous supply of disinfectants. (The type and quantity of the disinfectant may vary from one water distribution system to another.) Such requirement is difficult to fulfil specifically in the case of spacious, obsolete water-supply systems.

5

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

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

Ochrona Środowiska

|

2007

|

R. 29, nr 4

53-56

PL

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

EN

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

6

Główne przyczyny wtórnego zanieczyszczenia wody w systemie dystrybucji

Świderska-Bróż M., Wolska M.

Ochrona Środowiska

|

2006

|

R. 28, nr 4

29-34

PL

Przeanalizowano główne przyczyny wtórnego zanieczyszczenia wody w systemie dystrybucji. Scharakteryzowano brak stabilności chemicznej i biologicznej wody wprowadzanej do sieci wodociągowej, zapewnienie odpowiedniej zawartości dezynfektanta oraz zmienne warunki hydrauliczne panujące w systemie dystrybucji. Wykazano, że brak stabilności chemicznej wody sprzyja intensyfikacji korozji przewodów wodociągowych oraz gromadzeniu osadów na powierzchni rurociągów, a w konsekwencji - jej wtórnemu zanieczyszczeniu produktami korozji. Stwierdzono, że wzrost porowatości i chropowatości przewodów wodociągowych sprzyja rozwojowi mikroorganizmów w biofilmie. Obecność substratów pokarmowych w wodzie warunkuje rozwój mikroorganizmów, wzrost intensywności rozwoju biofilmu oraz poziomu wtórnego skażenia wody drobnoustrojami. O stopniu wtórnego zanieczyszczenia wody i ilości uwalnianych składników osadów zgromadzonych w przewodach wodociągowych decydują ponadto warunki hydrauliczne panujące w systemie dystrybucji wody.

EN

The main contributory factors in the self-contamination of the water pumped into the distribution system can be itemized as follows: lack of chemical and biological stability of the water itself, inadequate amount of the disinfecting agent, and variability of the hydraulic conditions in the distribution system. There is evidence that the lack of chemical stability supports the development of corrosion in the water-pipe network and stimulates encrustation growth on the pipe surface, thus contributing to self-contamination of the water with corrosion products. The rise in pipe porosity and wall roughness was found to favour microbial growth in the biofilm. The presence of nutrients in the water, which accounts for microbial growth, increases the rate of biofilm growth and raises the level of self-contamination of the water with microorganisms. The extent of self-contamination and the amount of the encrustation components released in the water pipes are also noticeably influenced by the hydraulic conditions in the distribution system.

7

Skutki braku stabilności biologicznej wody wodociągowej

Świderska-Bróż M.

Ochrona Środowiska

|

2003

|

R. 25, nr 4

7-12

PL

Omówiono parametry składu wody oraz procesy oczyszczania współdecydujące o jej biologicznej stabilności. Wykazano, że brak stabilności biologicznej wody wprowadzanej do sieci wodociągowej jest jedną z głównych przyczyn wtórnego fizyczno-chemicznego i bakteriologicznego zanieczyszczenia wody wodociągowej podczas jej transportu do odbiorców. Wykazano, że w wodzie niestabilnej biologicznie przebiegają takie zjawiska, jak wtórny rozwój mikroorganizmów unoszonych z wodą lub zasiedlających wewnętrzne powierzchnie przewodów wodociągowych (tzw. biofilm), biokorozja intensyfikująca korozję elektrochemiczną metali, hamowanie powstawania powłok antykorozyjnych, bądź ich rozpuszczanie, zwiększone zużycie środków dezynfekcyjnych i uwalnianie produktów korozji metali do wody. Zjawiska te są powodem wtórnego zanieczyszczenia wody podczas jej przebywania w systemie wodociągowym.

EN

The parameters of the water composition and the treatment processes contributing to its biological stability are specified. It has been shown that the lack of biological stability of the water entering the pipe network is one the major factors responsible for the recontamination (both physicochemical and bacteriological) of the tap water during transport to the users. Biologically unstable water favours the occurrence of the following phenomena: regrowth of microorganisms floating in the water or colonizing the pipe interior (biofilm), biocorrosion enhancing the electrochemical corrosion of metals, inhibition of anticorrosive film formation, solubilization of anticorrosive films, release of metal corrosion products into the water, etc. They all are contributions to the recontamination of water during residence in the water supply system.

8

Niepożądane zmiany jakości wody podczas jej oczyszczania i dystrybucji

Świderska-Bróż M.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2001

|

T. 4, nr 3-4

283-300

PL

Warunkiem właściwej jakości wody wodociągowej dostarczanej odbiorcom jest nie tylko zapewnienie wymaganego składu fizyczno-chemicznego i bakteriologicznego wody wprowadzanej do sieci wodociągowej, ale również zabezpieczenie jej przed wtórnym zanieczyszczeniem podczas dystrybucji. Istnieją wiec dwa systemy, w których kształtowana jest ostateczna jakość wody. Zarówno w jednym, jak i w drugim układzie istnieje potencjalne niebezpieczeństwo niekorzystnych zmian składu wody. Zanieczyszczenia powstające podczas oczyszczania wody zależą od rodzaju stosowanych procesów oraz reagentów. Natomiast o zmianach jakości wody podczas transportu współdecydują głównie stabilność chemiczna i biologiczna wody wprowadzanej do sieci wodociągowej oraz zachodzące w niej zjawiska następcze, stan techniczny i sanitarny systemu dystrybucji, panujące w nim warunki hydrauliczne oraz rodzaj materiałów, z którymi kontaktuje się woda. Do zanieczyszczeń mogących powstawać w układach oczyszczania wody należą przede wszystkim uboczne produkty utleniania chemicznego (UPU) i dezynfekcji (UPD), a także nadmierne stężenia kationów stosowanych koagulantów oraz jonów H+ i agresywnego dwutlenku węgla - będących powodem braku stabilności chemicznej wody. Niestabilność chemiczna wody wprowadzanej do sieci wodociągowej jest przyczyną korozji/rozpuszczania materiałów budujących system dystrybucji, a w konsekwencji wtórnego zanieczyszczenia wody produktami korozji. Rodzaj tych produktów zależy od niszczonego materiału. Najczęściej jednak są to związki żelaza i towarzysząca im brunatna barwa i zwiększona mętność wody, ale mogą to być również związki metali ciężkich, np. cynku, ołowiu i miedzi. Natomiast brak stabilności biologicznej wody, tj. obecność nieorganicznych i organicznych substancji pokarmowych i równoczesny brak dezynfektanta (w całym systemie dystrybucji), umożliwia wtórny rozwój mikroorganizmów, w tym tworzących biofilmy na wewnętrznych powierzchniach rurociągów -szczególnie tych, w których zdeponowane są osady, będące głównie produktami korozji. Zarówno mikroorganizmy rozwijające się w systemie dystrybucji, jak i zgromadzone w nim produkty korozji są najczęstszym powodem wtórnego zanieczyszczenia wody, które stwierdza się głównie w warunkach nagłego wzrostu prędkości przepływu wody. Uwarunkowania niepożądanych zmian jakości wody są liczne, a eliminacja wszystkich przyczyn jest bardzo trudna, a czasami wręcz niemożliwa, szczególnie w przypadku układów oczyszczania wód powierzchniowych oraz bardzo rozległych i eksploatowanych przez długi czas systemów dystrybucji wody.

EN

The quality of water supplied to the users depends not only on its physicochemical and bacteriological composition at the point of entry to the water-pipe network but also on water quality variations in the distribution system. Undesirable water quality changes are possible in the water treatment train as well as during water transportation to consumers. These unwished changes during water treatment depend both on the kind of used unit process and reactant. The factors that contribute to the deterioration of water quality in distribution system are the following: chemical and biological water stability, hydraulic, sanitary, technical and service conditions of water-pipe network, kind of pipe material and its age as well as type and intensity of phenomena taking place in distribution system. To the main pollutants which could be generated during water treatment belong oxidation and final disinfection by-products, cations of used coagulants, aggressive carbon dioxide and excessive H+ ions concentration. The two last parameters cause that water exerts a strong corrosive influence on distribution system (owing to the lack of carbonate-calcium equilibrium). In such conditions tap water is polluted by corrosion by-products, which kind depends on type of corrodible material. Generally ,,rusty" water is characterized by high colour, turbidity and ferric concentration, but sometimes lead, zinc and copper could be present among corrosion by-products. The lack of biological stability of water (i.e. presence of organic and inorganic nutrient elements and too low residual disinfectant concentration in distributed water) creates the microbial regrowth and forming bacterial biofilms in water-pipe network. Deposits within distribution system provide good habitat for bacterial regrowth. So, the lack of chemical and biological stability of distributed water seems to be the main reason of water quality deterioration. Undesirable water quality changes are dependent upon a complex interaction of many chemical, physical, biological and operational parameters. The elimination of all grounds of unwished water quality variations is very difficult and sometimes even impossible, especially in case of surface water treatment trains and very large and old water distribution systems.