Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Próba zmiękczania wody podziemnej w procesie krystalizacji heterogenicznej w złożu fluidalnym z użyciem ługu sodowego

Markowicz P., Olsińska U.

Ochrona Środowiska

|

2018

|

Vol. 40, nr 2

51--54

PL

Twardość wody, powodowana obecnością jonów wapnia i magnezu, nie jest czynnikiem stanowiącym zagrożenie zdrowia konsumentów. Jednakże woda o podwyższonej twardości może nie być akceptowana przez odbiorców z powodu wytrącania się osadów i wówczas zmniejszenie twardości wody staje się koniecznym warunkiem komfortu jej użytkowania. Zmiękczanie wody może być prowadzone na drodze chemicznej lub fizycznej, w takich procesach jak wymiana jonowa, procesy membranowe, strącanie chemiczne czy krystalizacja. Możliwości zmiękczania wody podziemnej metodą krystalizacji heterogenicznej, łącznie z usuwaniem związków żelaza i manganu, określono doświadczalnie w stacji pilotowej, której podstawowym elementem był reaktor ze złożem fluidalnym z piasku kwarcowego, pełniącego rolę zarodków krystalizacji węglanu wapnia. Twardość ogólna wody podziemnej wynosiła 160÷166 gCaCO3/m3, zawartość żelaza – 0,44÷0,66 gFe/m3, a manganu – 0,16÷0,23 gMn/m3. Do zmiękczania wody zastosowano ług sodowy (NaOH), dawkowany w ilości odpowiadającej w przybliżeniu dawce stechiometrycznej wymaganej do usunięcia jonów wapnia. W badaniach pilotowych nad zmiękczaniem wody podziemnej w procesie krystalizacji heterogenicznej z użyciem ługu sodowego wykazano możliwość zmniejszenia twardości ogólnej wody o 40% przy użyciu dawki NaOH o połowę mniejszej od stechiometrycznej. Stwierdzono selektywne usuwanie jonów wapnia, przy stosunkowo niewielkim zmniejszeniu zawartości jonów magnezu, a także jednoczesne usunięcie z wody związków żelaza i manganu. Przeprowadzona analiza porównawcza procesu krystalizacji heterogenicznej i nanofiltracji potwierdziła przydatność obu procesów do zmniejszania twardości wody wprowadzanej do systemu dystrybucji oraz jej negatywnych skutków.

EN

Hardness of water caused by calcium and magnesium salts does not pose any health risk to consumers. However, harder water may not be widely accepted due to the build-up of scale deposits. Hence, hardness reduction becomes a critical factor of water usage comfort. Water hardness may be reduced via chemical or physical processes, such as ion exchange, membrane processes, stripping or crystallization. Potential application of heterogeneous crystallization to groundwater hardness reduction, including iron and manganese removal, was determined empirically at the pilot station with fluidized bed reactor of arenaceous quartz, serving as a nuclei of crystallization for calcium carbonate. Total hardness of groundwater was ranging from 160 to 166 gCaCO3/m3, the iron content – from 0.44 to 0.66 gFe/m3, while the manganese – from 0.16 to 0.23 gMn/m3. Sodium hydroxide (NaOH) was used for the purpose of water softening, at the amount close to the stoichiometric dose required for the calcium ion removal. Pilot studies on groundwater softening using the heterogeneous crystallization with sodium hydroxide revealed a possibility to reduce the total water hardness by 40% at the half stoichiometric point. Selective calcium ion removal was demonstrated with relatively small reduction in magnesium content. Iron and manganese cations were co-removed. A comparative analysis of heterogeneous crystallization and nanofiltration confirmed suitability of the both processes for hardness reduction of water entering the distribution system and elimination of its adverse effects.

2

Charakterystyka metod zapobiegania powstawaniu bromianów(V) w wodzie przeznaczonej do spożycia

Olsińska U.

Ochrona Środowiska

|

2017

|

Vol. 39, nr 2

17--26

EN

Bromate content following ozonation of bromide-containing water may range from 0.4 to 60 mgBrO3–/m3. Based on toxicological studies, bromates are classified as potential human carcinogens and are subject to legal regulations in many countries. In Europe, since the 25th of December 2008 their maximum permissible content in water intended for human consumption must not exceed 10 mgBrO3–/m3. As bromates are stable compounds, difficult to remove using conventional water treatment technologies, novel techniques to control their formation in water need to be developed. Technologies meant to control the bromate content in water can be divided into two groups: (1) methods allowing limitation of bromate formation and (2) methods for bromate removal. Methods that may be applied to control the bromate formation in water intended for human consumption are briefly reviewed herein. Evaluation of progress in their development was performed as well as feasibility of their application in water treatment systems was assessed. The review outlines both the well-known methods (e.g. lowering of pH, water ammonification, bromide removal in conventional water treatment processes, operational parameter optimization, multi-stage ozonation, addition of OH radical scavengers, hydrogen peroxide dosing) and the novel ones (e.g. membrane processes for bromide removal, catalytic ozonation, strong oxidant dosing). Selection of an appropriate solution to the problem of increased bromate presence in water should always be preceded by pilot studies. The main reasons include a complex mechanism of bromate formation and simultaneous effect of various water quality indicators on the effectiveness of different bromate formation prevention methods.

PL

Zawartość bromianów(V) po procesie ozonowania wody zawierającej bromki może sięgać od 0,4 mgBrO3–/m3 do 60 mgBrO3–/m3. Na podstawie wyników badań toksykologicznych bromiany(V) zostały zakwalifikowane do grupy potencjalnych kancerogenów i są przedmiotem regulacji prawnych w wielu krajach. W Europie, od 25 grudnia 2008 r., ich maksymalna dopuszczalna zawartość w wodzie przeznaczonej do spożycia nie może przekraczać 10 mgBrO3–/m3. Ponieważ bromiany(V) są związkami trwałymi i trudno usuwalnymi za pomocą konwencjonalnych procesów oczyszczania wody, dlatego niezbędne jest opracowanie nowych technik kontroli ich powstawania w wodzie. Technologie przydatne do kontroli zawartości bromianów(V) w wodzie można podzielić na dwie grupy: (1) metody umożliwiające ograniczenie powstawania bromianów(V), (2) metody usuwania bromianów(V). W pracy omówiono metody, które mogą być wykorzystane do kontroli powstawania bromianów(V) w wodzie przeznaczonej do spożycia przez ludzi. Dokonano także oceny postępu w ich opracowaniu, jak również możliwości ich stosowania w systemach oczyszczania wody. W rozważaniach uwzględniono zarówno metody dobrze znane (np. obniżenie wartości pH wody, amonizacja wody, usuwanie bromków w konwencjonalnych procesach oczyszczania wody, optymalizacja parametrów procesowych, ozonowanie wieloetapowe, dawkowanie akceptorów rodników OH, dawkowanie nadtlenku wodoru), jak i nowsze (zastosowanie technik membranowych do usuwania bromków, ozononowanie katalityczne oraz dawkowanie silnych utleniaczy). Wybór właściwego rozwiązania problemu zwiększonej obecności bromianów(V) w wodzie, ze względu na złożony mechanizm ich tworzenia i jednoczesny wpływ wielu wskaźników jakości wody na skuteczność poszczególnych metod zapobiegania ich powstawaniu, powinien być zawsze poprzedzony badaniami pilotowymi.

3

Charakterystyka metod usuwania bromianów(V) z wody przeznaczonej do spożycia

Olsińska U.

Ochrona Środowiska

|

2017

|

Vol. 39, nr 3

31--40

EN

Over the last few years, substantial progress has been made both in the field of bromate formation control and its removal from waters but most specifically in terms of novel technologies that could have broader application in the future. The paper presents characteristics and effectiveness of the physical, chemical and biological processes that may potentially be applied to bromate removal from water processed by water supply systems. Furthermore, opportunities for their application in systems treating water intended for human consumption were assessed. The review outlines both the well-known methods (e.g. adsorption on activated carbon, ultraviolet irradiation, catalysis, photocatalysis, membrane technics, biodegradation) and the novel ones, still in the research phase (e.g. use of modified activated carbons and nanomaterials). It has been emphasized however that any final decision on the bromate removal method should be assessed individually and preceded by a reliability analysis and assessment of potential implementation-related damage to environment as well as a thorough economic analysis that would take account of all factors affecting costs of the technology concerned.

PL

W ostatnich latach osiągnięto znaczy postęp zarówno w dziedzinie kontroli powstawania, jak i usuwania bromianów z wody, w szczególności dotyczy to nowych technologii, które w przyszłości będą mogły znaleźć szersze zastosowanie. W pracy przedstawiono charakterystykę i skuteczność procesów fizycznych, chemicznych i biologicznych, które mogą być potencjalnie wykorzystane do usuwania bromianów z wody ujmowanej przez zakłady wodociągowe. Na tej podstawie oceniono możliwości ich zastosowania w systemach oczyszczania wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi. W przedstawionym przeglądzie uwzględniono zarówno metody znane, takie jak adsorpcja na węglu aktywnym, naświetlanie w nadfiolecie, kataliza, fotokataliza, techniki membranowe i biodegradacja, jak i metody nowe, będące jeszcze na etapie badań, takie jak zastosowanie zmodyfikowanych węgli aktywnych oraz nanomateriałów. Podkreślono, że w każdym indywidualnym przypadku ostateczny wybór metody usuwania bromianów z wody powinien być poprzedzony analizą niezawodności i oceną potencjalnego obciążenia środowiska naturalnego, wynikającego z jej wdrożenia oraz dogłębną analizą ekonomiczną, z uwzględnieniem wszystkich czynników wpływających na koszty danej technologii.

4

Przemarzanie gruntów w aspekcie eksploatacji systemów dystrybucji wody

Grymowicz M., Olsińska U.

Rynek Instalacyjny

|

2015

|

Nr 1-2

76--77

PL

W artykule przedstawiono dane na temat zjawiska przemarzania w systemach dystrybucji wody uzyskane na podstawie ankiety rozesłanej do polskich przedsiębiorstw wodociągowych w sezonie zimowym 2011/2012. Zebrane informacje poddano analizie.

EN

In this article data related to a phenomenon of freezing in water distribution systems are discussed. The data were received from polish water boards and were relevant for a winter time 2011/2012.

5

Wpływ sekwencyjnego napowietrzania i ozonowania na skuteczność usuwania związków żelaza i manganu z wody podziemnej

Olsińska U., Brągiel T.

Ochrona Środowiska

|

2015

|

Vol. 37, nr 3

25--28

PL

W pracy dokonano oceny skuteczności technologii dwustopniowego oczyszczania wody podziemnej, wdrożonej w zmodernizowanym zakładzie oczyszczania wody zaopatrującym Gliwice. Do utlenienia rozpuszczonych w wodzie związków żelaza(II) i manganu(II) zastosowano zarówno tlen, jak i ozon, a wytworzone nierozpuszczalne związki tych metali były następnie zatrzymywane w złożach filtrów piętrowych. Wyniki badań przeprowadzonych w skali technicznej wykazały, że zastosowane procesy utleniania i filtracji umożliwiły osiągnięcie zadowalającego stopnia usunięcia związków żelaza i manganu z wody, a także zmniejszenie intensywności barwy wody i mętności. Końcowa skuteczność usuwania związków żelaza i manganu była bardzo wysoka i wynosiła prawie 99%. Wykazano, że zastosowana technologia oczyszczania wody podziemnej, w której proces napowietrzania połączono z zawracaniem gazu wylotowego z komór kontaktowych ozonu i filtracją pospieszną zapewnia dużą skuteczność odżelaziania wody o małej zawartości związków organicznych. W wyniku tych samych procesów jednostkowych z wody był usuwany częściowo również mangan, a wysoki stopień jego usunięcia zapewniło utlenianie jonów Mn(II) za pomocą rozpuszczonego w wodzie ozonu w połączeniu z filtracją pospieszną na złożach wpracowanych.

EN

Effectiveness of two-step groundwater treatment technology implemented at an upgraded water treatment plant supplying the city of Gliwice was assessed. For oxidation of soluble forms of Fe(II) and Mn(II) both oxygen and ozone were applied, while insoluble metal species were captured at multistage pressure filters. The results of experiments carried out on the technical scale demonstrated that the applied aeration and filtration techniques led to satisfactory iron and manganese removal as well as reduction in water color and turbidity. The overall effectiveness of iron and manganese removal was very high and amounted to almost 99%. It was demonstrated that the groundwater treatment technology, where the aeration stage was coupled with gas recirculation from ozone contact tanks and rapid filtration, was highly effective in terms of iron removal from water of low organic content. Additionally, the same unit processes led to partial manganese removal. High level of its elimination was ensured by oxidation of Mn(II) ions by water-soluble ozone coupled with rapid filtration at ripened filter beds.

6

Zastosowanie symulacji zmian zawartości chloru w wodzie w systemie dystrybucji do wyboru miejsca dochlorowania wody

Olsiński A., Olsińska U.

Ochrona Środowiska

|

2007

|

R. 29, nr 2

47-54

PL

W pracy wykazano przydatność modeli matematycznych systemów dystrybucji wody do wspomagania projektowania procesu dezynfekcji wody w sieci wodociągowej. Wykorzystując skalibrowany i zweryfikowany model fragmentu systemu zaopatrzenia w wodę przeprowadzono symulację zmian zawartości chloru pozostałego w wodzie, które umożliwiły wskazanie obszarów o niedoborze środka dezynfekującego, a w dalszym etapie zaproponowanie lokalizacji stacji dochlorowania wody. Zaproponowane rozwiązanie, zapewniające utrzymanie pewności bakteriologicznej wody w systemie wodociągowym, zostało sprawdzone przy różnej jakości wody w warunkach hydraulicznych odpowiadających średniemu i minimalnemu poborowi wody. Warunkiem bezpiecznego wykorzystania modelu w procesie decyzyjnym jest rzetelna baza danych i zorganizowany proces aktualizacji informacji o systemie wodociągowym.

EN

The paper provides evidence corroborating the usefulness of the mathematical models of water distribution systems when applied as a tool to support the design of water disinfection in a water-pipe network. Making use of a calibrated and verified model representing a section of the water supply system, simulation was carried out for the variations in residual chlorine content in the water, thus enabling the indication of the zones where the disinfectant was in deficiency, and subsequently allowing for the suggestion where the chlorination booster station should be located. The solution suggested, which provides bacteriological safety of the water in the pipeline, was verified under hydraulic conditions equivalent to those of a moderate and minimal water demand, using samples of water that differed in quality. There are two major prerequistes for a safe use of the model in decision-making: a reliable database and a well-organized process of updating the available information on the water distribution system.

7

Modelowanie zmian jakości wody w systemie dystrybucji

Olsińska U., Skibińska K.

Ochrona Środowiska

|

2007

|

R. 29, nr 2

33-40

PL

Modelowanie matematyczne systemów dystrybucji wody jest coraz częściej wykorzystywane w procesach automatycznego sterowania i zarządzania w przedsiębiorstwach wodociągowych. W pracy zaprezentowano model hydrauliczny fragmentu systemu zaopatrzenia w wodę eksploatowanego przez Górnośląskie Przedsiębiorstwo Wodociągów w Katowicach, powiązany z modelem transportu masy i kinetyką reakcji pierwszego rzędu zużycia chloru oraz powstawania trihalometanów. Zaproponowany model został pozytywnie zweryfikowany wynikami pomiarów. Większość odchyleń zawartości chloru pozostałego i sumy THM od wartości zmierzonych nie przekraczała 30%. Potwierdzona zatem została jego przydatność do prognozowania zarówno zawartości chloru wolnego, jak i sumy THM w wodzie podczas jej transportu do odbiorców. Przeprowadzone symulacje umożliwiły dodatkowo zidentyfikowanie odcinków sieci, w których występowały lokalne niedobory chloru pozostałego w wodzie.

EN

Mathematical modeling of water distribution systems has become an increasingly frequent mode made use of in the processes of automatic control and management in water supply systems. The paper presents the hydraulic model of a part of the water supply system that is combined with the mass transport model and with the kinetics of the first-order reactions of chlorine depletion and trihalomethane (THM) formation. The model proposed was positively verified via measured data. The majority of the deviations of residual chlorine content and THM sum from relevant measured values did not exceed 30%. These findings substantiated the reliability of the model when applied to forecasting not only the free chlorine content but also the THM sum value in the water during transport to the users. Computer simulations enabled additional identification of the pipe sections where a local deficiency of residual chlorine in the water occurred.

8

Prognozowanie stężeń bromianów(V) i bromowych pochodnych metanu - ubocznych produktów procesu ozonowania wody

Olsińska U.

Ochrona Środowiska

|

2003

|

R. 25, nr 4

45-50

PL

W pracy przedstawiono równania korelacyjne opisujące stężenie bromianów(V) i trihalometanów zawierających atomy bromu, powstających podczas ozonowania wód zawierających bromki, w zależności od takich parametrów procesowych, jak stężenie początkowe bromków, azotu amonowego, wodorowęglanów i ogólnego węgla organicznego, pH wody i jej temperatura, dawka ozonu, czas jego oddziaływania oraz warunki hydrodynamiczne komory kontaktowej. Zależności te, opracowane na podstawie wyników doświadczeń laboratoryjnych, wykonanych w układzie przepływowym, poddano weryfikacji. w oparciu o wyniki pomiarów przeprowadzonych na rzeczywistych obiektach technicznych (ZPW "Strumień", "Dziećkowice" i "Goczałkowice"). Wybór obiektów podyktowany był różnicami w konstrukcji komór kontaktowych wody z ozonem i zróżnicowanym składem fizyczno-chemicznym wody oraz odmiennymi warunkami technologicznymi. Uzyskane wyniki potwierdziły przydatność opracowanych modeli empirycznych do prognozowania stężeń analizowanych produktów ubocznych procesu utleniania ozonem. Większość odchyleń wartości przewidywanych od zmierzonych mieściła się w granicach błędów pomiaru. Weryfikacja zyskana w skali technicznej świadczy o dobrych właściwościach prognostycznych opracowanych zależności.

EN

Formation of bromate and brominated THMs during ozonation of bromide-containing water was studied under different process parameters. The results of the tests performed in a fine-bubble column operated in a co- and countercurrent mode are summarized in the form of empirical formulas that facilitate the prediction of bromate and brominated THM formation in terms of the basic parameters of the conventional ozonation process. The parameters taken into account were as follows: initial concentration of bromide ions, total organic carbon and ammonia nitrogen, pH, temperature and alkalinity of water, ozone dose, mean residence time and a selected parameter describing the hydrodynamics of an ozone contactor. In the latter case, a number of tanks-in-series, a dispersion number or a velocity gradient were considered alternatively. The correlation equations derived were also verified. Apart from an internal validation of the models, some examples of their full-scale validation a are presented. The results of the validation show that the empirical formulas proposed in this study allow for an overall prediction of both bromate and brominated THM concentrations, i.e., formed through the molecular and radical pathways under ozonation process.

9

Znaczenie hydrodynamiki komór reakcji w procesie ozonowania wody

Olsińska U., Kuś K.

Ochrona Środowiska

|

2001

|

nr 2

15-20

EN

The efficiency of the ozonation process is affected by the following major factors: gas-liquid dispersion (interfacial gas-liquid surface) and contact time, as well as some other parameters influencing the mass transfer rate and the kinetics of chemical and biochemical reactions. And this is why the intensity of mixing in the dissolution system becomes a key issue. Mixing intensity depends on the following operating parameters: volumetric liquid flow rate, volumetric gas flow rate and reactor geometry. The primary objective of the study reported in the present paper was to analyze the problem of how the said parameters influence the hydraulic behavior of the contact column. Tracer studies were carried out with a contact column in a co- and counter-current gas-to-water-flow system. It was found that the presence of the gas phase changed the behavior of the reaction column - basically due to the increase of mixing intensity. When the intensity of mixing increases and the quality of the oxidant dose cannot be changed, there will be a concomitant increase in the yield of the oxidation/disinfection reactions, which produce undesirable intermediates. This increase is paralleled by the shortening of both mean residence time and t10, which deteriorates the efficiency of disinfection. The results of the study evidence that the selection of the plug flow reactor is a prerequisite of an effective ozone use for microorganism inactivation.

10

Wpływ konstrukcji komór kontaktowych na skuteczność ozonowania wody

Olsińska U.

Ochrona Środowiska

|

2001

|

nr 3

53-56

EN

The objective of the study was to relate the hydrodynamic performance of the multistage ozone contactor to some of the major geometrical parameters (e.g., the number and type of baffles), and the efficiency of oxidation and disinfection to the location of the diffusers. Experiments were carried out with a model of a 0.259 m[3] volume four-stage ozone contactor. The application of single or double baffles allowed the contactor to act as a one-, two- or four-compartment model. When use was made of double baffles, the hydraulic behaviour of the contactor shifted towards that of a plug-flow reactor. Total and partial aeration was tested in the four-stage ozone contactor. Total gas flow was either sent to the first compartment or was distributed into all or some of the diffusion chambers. The study evidenced a strong influence of the investigated parameters not only on the hydrodynamics of the contactor, but also on the efficiency of ozone transfer and effective of oxidation/disinfection.

11

Oznaczanie jonów bromianowych i bromkowych w wodzie pitnej metodą chromatografii jonowej

Olsińska U., Olsiński A.

Archiwum Ochrony Środowiska

|

2001

|

Vol. 27, no.3

85-99

PL

Do ilościowej analizy śladowych stężeń bromianów w wodzie do picia zastosowano wysokosprawną chromatografię jonową. W artykule zaproponowano i poddano ocenie metodę z zastosowaniem kolumny analitycznej o dużej pojemności AS9-HC w kombinacji z prekolumną AG9-HC, eluentu węglanowego (Na(2)CO(3)) i pętli dozującej 1,25 x 10(-4) dm(3). Metoda zapewnia wykrywalność na poziomie 3,3 ug/dm(3) przy odzysku powyżej 99%. Zastąpienie pętli dozującej niskociśnieniową kolumną zatężającą pozwoliło na obnżenie poziomu wykrywalności do 1 ug/dm(3).

EN

High Performance Ion Chromatography (HPIC) is used for trace level determination of bromate in ozonated drinking water. A method using an analytical column of high capacity IonPac AS9-HC in combination with a guard column AG-9-HC, carbonate eluent (Na(2)CO(3)) and system injection loop 1,25 x 10(-4) dm(3) has been evaluated. Detection limit for bromate and recovery have been detrmined at the level of 3,3 (ug/dm(3) and over 99% respectively. Replacement of the injection loop by a low pressure concentrator column has allowed a decrease of the method detection limit to about 1 ug/dm(3).