Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The Possibility of Using UV Absorbance Measurements to Interpret the Results of Organic Matter Removal in the Biofiltration Process

Holc D., Pruss A., Komorowska-Kaufman M.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2018

|

Tom 20, cz. 1

326--341

EN

Natural organic matter (NOM) found in natural waters, is a heterogeneous mixture of compounds, still undiscovered from a chemical point of view. Standard water quality indicators, such as chemical oxygen demand (COD), dissolved organic carbon (DOC), UV254, pH and others, do not provide information about the nature of NOM, such as molar mass or hydrophobicity. UV absorbance at different wavelengths is becoming more and more useful for characterizing NOM. UV absorption is a popular and relatively simple indicator determining the content of organic pollutants in water. The functional groups of organic compounds absorbing UV and VIS radiation are chromophores. It is believed that different chromophores are identified by different wavelengths. The UV absorbance at 220 nm is associated with both carboxylic and aromatic chromophores, while UV absorption at 254 nm is typical of aromatic groups with different degrees of activity. From the absorbance it is possible to determine the total content of dissolved organic carbon and organic compounds with a high content of aromatic rings that are precursors of by-products of disinfection or oxidation. It was also noticed that the relationships between two different wavelengths, such as: 254 nm/204 nm, 254 nm/436 nm, or 250 nm/365 nm, can characterize NOM. This article, presents the results of research on the use of UV absorbance at different wavelengths to interpret transformations of organic compounds in biologically active carbon filters (BAF). The analysis of these results complements the information published in 2016 (Holc et al 2016a, b). Research on the effectiveness of organic compounds removal in the biofiltration process was carried out on a pilot scale. The test stand consisted of two filtration columns with a diameter of 100 mm and a height of 3.0 m, filled with granulated activated carbon WG-12. The filters were fed with dechlorinated tap water. The filter columns differed from each other in the manner of activation of the filter bed. The effectiveness of organic substances elimination from water was assessed using the following parameters: pH, dissolved oxygen (DO) concentration, alkalinity, chemical oxygen demand (COD KMnO4), total organic carbon (TOC) and UV absorbance for the following wavelengths: 204 nm, 254 nm, 365 nm and 436 nm.In the research, it was noticed that as a result of filtration of water through the BAF bed, the absorbance value of UV254 decreased even to 0 cm-1, which indicates very high efficiency of removing organic pollutants. During the research, was observed the correlation between the absorbance value measured at different wavelengths. There were very low values of the absorbance ratio: UV254/UV204 and UV254/UV436in both filter columns, which indicates effective removal of aromatic organic compounds from water through biodegradation.

PL

Naturalna materia organiczna (NOM), czyli substancje organiczne występujące w wodach naturalnych, to heterogeniczna mieszanina związków, wciąż nieodkryta z chemicznego punktu widzenia. Standardowe wskaźniki jakości wody, takie jak chemiczne zapotrzebowanie na tlen (ChZT), rozpuszczony węgiel organiczny, absorbancja UV254, pH i inne, nie dostarczają wystarczających informacji o charakterze NOM, takich jak masa molowa, czy hydrofobowość. Do scharakteryzowania NOM coraz bardziej przydatna okazuje się absorbancja UV dla różnych długości fal. Absorpcja UV jest popularnym i względnie prostym wskaźnikiem określającym zawartość zanieczyszczeń organicznych w wodzie. Grupy funkcyjne związków organicznych pochłaniających promieniowanie UV i VIS to chromofory. Uważa się, że różne chromofory są identyfikowane przez różne długości fal. Absorbancja UV przy długości 220 nm jest związana zarówno z chromoforami karboksylowymi jak i aromatycznymi, podczas gdy absorpcja UV przy długości 254 nm jest typowa dla grup aromatycznych o różnych stopniach aktywności. Na podstawie wartości absorbancji można określić całkowitą zawartość rozpuszczonego węgla organicznego i związków organicznych o wysokiej zawartości pierścieni aromatycznych, które uważa się za prekursory ubocznych produktów dezynfekcji lub utleniania. Zauważono także, że zależności występujące między dwoma różnymi długościami fal, jak na przykład: 254 nm/204 nm, 254 nm/436 nm, czy 250 nm/365 nm, pomagają w charakteryzowaniu NOM. W artykule przedstawiono wyniki badań nad wykorzystaniem absorbancji UV o różnych długościach fal do interpretacji przekształceń związków organicznych w biologicznie aktywnych filtrach węglowych (BAF). Analiza tych wyników stanowi uzupełnienie informacji opublikowanych w 2016 roku (Holc i in. 2016a, b). Badania nad efektywnością usuwania związków organicznych w procesie biofiltracji prowadzono w skali pilotowej. Stanowisko badawcze stanowiły dwie kolumny filtracyjne o średnicy 100 mm oraz wysokości 3,0 m, wypełnione granulowanym węglem aktywnym WG-12. Filtry zasilano dechlorowaną wodą wodociągową. Kolumny filtracyjne różniły się między sobą sposobem aktywacji złoża filtracyjnego. Skuteczność eliminacji substancji organicznych z wody oceniano za pomocą następujących parametrów: pH, tlen rozpuszczony, zasadowość, utlenialność, OWO, absorbancję UV dla kilku długości fal: 204 nm, 254 nm, 365 nm i 436 nm. W trakcie prowadzonych badań zauważono, że w wyniku filtracji wody przez złoże BAF, wartość absorbancji UV254 obniżyła się nawet do 0 cm-1, co świadczy o bardzo wysokiej efektywności usuwania zanieczyszczeń organicznych. W trakcie przeprowadzonych badań zaobserwowano także korelację między wartościami absorbancji mierzonymi dla różnych długości fal. W obu kolumnach filtracyjnych odnotowano bardzo niskie wartości stosunku absorbancji: UV254/UV204 i UV254/UV436, co wskazuje na skuteczne usuwanie aromatycznych związków organicznych z wody poprzez biodegradację.

2

Efektywność usuwania związków organicznych podczas oczyszczania wody w procesie filtracji przez biologicznie aktywny filtr węglowy z identyfikacją mikroorganizmów

Holc D., Pruss A., Michałkiewicz M., Cybulski Z.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2016

|

Tom 18, cz. 2

235--246

EN

A study of effectiveness of organic compounds removing from the water was carried out in the pilot scale. Filter column with 100 mm diameter and 3 m height was filled with activated carbon WG-12 at the height of 2.1 m and placed in a water jacket. The water jacket was made with a pipe with the diameter of 140 mm, wherein water with the same temperature as filtered water, flows from top to bottom of jacket at all times. Activated carbon was biologically "inoculated" with backwash water taken from the carbon filters from existing Water Treatment Plant. Water samples were collected at the inlet and in the vertical profile of filter column. Following factors were analyzed in all samples: temperature, pH, dissolved oxygen, alkalinity, COD (KMnO4), UV254 absorbance, TOC, total number of mesophilic and psychrophilic bacteria. In some water samples, biochemical diagnostics were performed using an automated system Vitek 2 Compact (bioMerieux), in order to identify microorganisms. Samples of bed were also collected in the vertical profile of the filter to determine the total number of mesophilic and psychrophilic bacteria. Studies showed relatively short time of biological activation of filter bed, which undoubtedly was an effect of the proper preparation of the bed and conditions of the process (contact time, the optimum temperature and pH, and sufficient content of organic substances which was the nutrients for bacteria). Activated carbon WG-12, which was used during the studies, was a very good base for the growth of microorganisms in the filter bed. Microbial activity of filter was confirmed by indicator EMS which amounted to <1 and bacteriological analysis of water and the bed. The content of organic compounds in the water during filtration through a biologically active carbon bed decreased along to depth of filter. The lowering of organic compounds amount at higher depths of the filter bed was correlated with the growing amount of mesophilic and psychrophilic bacteria in the bed. In a vertical cross section of the filter Pseudomonas putida, Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter nosocomialis, Acinetobacter pittii, Acinetobacter baumannii, Acinetobacter calcoaceticus have been identified. Due to the fact that Pseudomonas putida and Pseudomonas aeruginosa are the bacteria responsible for the decomposition of organic compounds, their presence undoubtedly contributed to the reduction of biodegradable fraction of organic matter present in the filtered water.

3

Wykorzystanie pyłowego węgla aktywnego oraz selektywnego anionitu do zwiększenia skuteczności usuwania związków organicznych z wody po procesie koagulacji

Pruss A., Pruss P.

Ochrona Środowiska

|

2016

|

Vol. 38, nr 1

25–-28

PL

Określono możliwość zmniejszenia zawartości ogólnego węgla organicznego (OWO) w wodzie powierzchniowej przez dawkowanie pyłowego węgla aktywnego (PWA) przed filtracją pospieszna i wymianą jonową na selektywnym anionicie DOWEX™ TAN-1. Badania prowadzono równolegle w dwóch przepływowych układach modelowych. Pierwszy składał się z filtru pospiesznego oraz kolumny jonitowej, natomiast drugi z kolumny kontaktowej, przed którą dawkowano PWA, filtru pospiesznego oraz kolumny jonitowej. Do zasilania obu układów wykorzystano wodę po koagulacji w instalacji z flotacją realizowaną w pilotowej skali technicznej o wydajności 25 m3/h, zastosowanej do oczyszczenia wody powierzchniowej o małej zasadowości, dużej zmienności temperatury i okresowo bardzo dużej zawartości substancji organicznych. Na podstawie zmian zawartości w wodzie OWO oraz frakcji substancji organicznych wykazano, że zastosowanie po koagulacji adsorpcji na PWA w ilości do 20 g/m3 oraz po filtracji wymiany jonowej na selektywnym anionicie umożliwiło zmniejszenie ilości OWO w oczyszczonej wodzie do wartości poniżej 1 gC/m3.

EN

A possibility of TOC reduction in surface water through powdered activated carbon (PAC) dosing prior to the rapid filtration and ion exchange using selective anionite DOWEX™ TAN-1 was determined. The studies were conducted in two parallel flow-through model systems. The first system consisted of a rapid filter and an ion exchange column, while the second included PAC dosage point prior to a contact column, a rapid filter and an ion exchanger. Both systems were supplied with water after coagulation in installation with flotation implemented in a pilot industrial scale of 25 m3/h capacity. It was used for treatment of surface water with low alkalinity, high temperature variation and periodically very high organic content. On the basis of TOC and organic matter content variations in water it was demonstrated that application of adsorption on PAC in doses up to 20 g/m3 after coagulation process, and selective ion exchange following filtration made it possible to reduce the TOC amount in the treated water to the level below 1 gC/m3.

4

Rola badań technologicznych wody w procesie inwestycyjnym

Pruss A., Pruss P.

Instal

|

2016

|

nr 7/8

62--65

PL

Przedprojektowe badania technologiczne są bardzo ważnym etapem w procesie inwestycyjnym. Umożliwiają one określenie technologii uzdatniania wody, parametrów procesów jednostkowych oraz niezbędnego zakresu inwestycji. Rezultatem badań technologicznych jest znajomość właściwego układu technologicznego, przybliżonych kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych, możliwość optymalizacji oraz materiał do dalszych decyzji inwestycyjnych. Projektanci otrzymują wytyczne, które umożliwiają prawidłowe wykonanie dokumentacji technicznej. Dobry, przemyślany projekt budowlano-wykonawczy umożliwia właściwą realizację inwestycji, której zakończeniem będzie uruchomienie i odbiór inwestycji oraz osiągnięcie zamierzonego efektu technologicznego. W artykule autorzy zaprezentowali swoje doświadczenia z realizacji badań technologicznych związanych z technologią uzdatniania wody oraz ich wpływ na realizacje inwestycji.

EN

Technological research are very important step of the investment process. They enable the determination of water treatment technology, process parameters and the necessary scope of individual investments. The knowledge of the proper technological system, the approximate cost of investment and exploitation, the ability to optimize are the material for next investment decisions and could be a result of technological research. Designers receive guidelines that allow the proper execution of the technical documentation. Good, thoughtful design, allows the proper implementation of the investment, what will finished at commissioning and achieving the desired technological effect. In this article, the authors present their experience with the implementation of technological research related to water treatment technology and their impact on the realization of investments.

5

Usuwanie zanieczyszczeń organicznych z wody powierzchniowej o małej zasadowości

Pruss A., Pruss P.

Ochrona Środowiska

|

2013

|

Vol. 35, nr 4

47--50

PL

Od listopada 2011 r. do maja 2012 r. prowadzono badania technologiczne mające na celu określenie technologii oczyszczania wody rzecznej o małej zasadowości, dużej zmienności temperatury i dużej zawartości substancji organicznych, jako skutek zakwitów planktonu. Badania przepływowe (0,1÷1,5 m3/h) prowadzono równolegle w trzech urządzeniach technicznych o różnych wariantach procesu koagulacji. Wykazano, że decydującym procesem oczyszczania wody była koagulacja prowadzona w układzie z szybkim mieszaniem, flokulacją i sedymentacją oraz usuwaniem pozostałych zawiesin w procesie filtracji pospiesznej. Koagulacja siarczanem glinu dawkami 3÷6 gAl/m3, powodującymi zmniejszenie pH wody do 6,5÷7,0, zapewniła 44÷64% usunięcie OWO, co odpowiadało jego zawartości w wodzie po filtracji do 4 gC/m3. Stwierdzono, że w przypadku konieczności dalszej poprawy skuteczności usuwania OWO z wody należy dawkować przed filtrami pospiesznymi pylisty węgiel aktywny w ilości 20 g/m3. Uzyskane wyniki posłużyły do opracowania wariantów badań pilotowych w skali technicznej o wydajności 10÷45 m3/h.

EN

Technological field tests were performed from November 2011 until May 2012 in order to determine treatment technology for river water with low alkalinity, high temperature variability and high organic content resulting from plankton blooms. Flow tests with capacity of 0.1 to 1.5 m3/h were performed simultaneously in 3 types of technical installations differing by coagulation modules. It has been demonstrated that coagulation performed in the system with flash mixing, flocculation and sedimentation chamber and final rapid filtration of suspended solids was the decisive water treatment process. Coagulation with aluminum sulfate at doses of 3 to 6 gAl/m3 which lowered water pH to 6.5÷7.0, ensured TOC removal by 44÷64%. This corresponded to its water content following filtration of up to 4 gC/m3. It was stated that if further efficacy improvement of TOC removal from water was necessary, powdered active carbon dosing at 20 g/m3 prior to rapid filter application would be required. The study results formed the basis for development of pilot study variants at technical scale with capacity of 10÷45 m3/h.

6

Wpływ procesu zmiękczania na jakość wody dostarczonej do budynku

Pruss A.

Ekonomia i Środowisko

|

2013

|

nr 2

233--241

PL

W 2004 roku Światowa Organizacja Zdrowia (Word Heath Organization – WHO) ustaliła wymagania, jakim powinna odpowiadać woda przeznaczona do spożycia przez ludzi.1 W przygotowanym przez nią dokumencie zawarto szereg zaleceń i przesłanek zdrowotnych dotyczących wymaganej jakości wody przeznaczonej na różne cele. Na podstawie zaleceń WHO wprowadzono w życie dyrektywę unijną obowiązująca w krajach Unii Europejskiej, a więc i w Polsce. Określono w niej wiele rygorystycznych, opartych na przesłankach zdrowotnych, standardów. Wskazano również wszystkie niezbędne środki, jakie muszą być podjęte, by zapewnić odpowiednią jakość wody.

EN

In the paper is shown the impact of installing the water softener in a family house on the quality of water. Disturbances of comfort with water installation using (ex. blue water, deposits) cause to analyze water installation to find a solution. Comparison of the quality of inlet water into the building and water from top in the inner installation indicate that water quality problem in the building was associated with the inner water installation. Water softener in the building decrease the hardness of water to 0,09 mval/l (1.7 mg Ca/l), making it impossible to produce the protective layer in the copper heat exchanger in hot water buffer reservoir. The consequence of this was the water pollution in the installation by copper compounds, which began to precipitate on the fittings installed in building.

7

Straty hydrauliczne powodowane przez nowoczesne systemy drenażowe podczas płukania złóż filtrów pospiesznych

Pruss A., Pruss P., Jędrzejczak A.

Ochrona Środowiska

|

2011

|

Vol. 33, nr 4

47-48

PL

Badaniom poddano dwustopniowe filtry pospieszne (antracytowo-piaskowe i węglowe) w Stacji Uzdatniania Wody w Gruszczynie (zaopatrującej w wodę Poznań i Swarzędz), wyposażone w dwa rodzaje nowoczesnych systemów drenażowych TRITON i SE-LOP. Podczas modernizacji stacji filtrów dokonano pomiaru strat hydraulicznych powodowanych przez oba systemy drenażowe przy różnej intensywności płukania złóż filtracyjnych wodą oraz porównawczo - przez same systemy drenażowe (bez złóż filtracyjnych). Wyznaczone doświadczalnie rzeczywiste straty hydrauliczne na badanych drenażach porównano z wartościami obliczeniowymi opartymi na danych podawanych przez ich producentów. Porównanie wysokości strat ciśnienia podawanych przez producenta oraz wartości zmierzonych doświadczalnie na stacji filtrów wykazało, że straty rzeczywiste na samym drenażu SE-LOP były większe o prawie 50%, natomiast obliczeniowe i pomierzone straty ciśnienia w warstwie złoża filtracyjnego były porównywalne.

EN

The objects under study were two-stage rapid filters (anthracite-sand and active carbon) operated by the Water Treatment Plant in Gruszczyn, which supplies municipal water to the cities of Poznan and Swarzedz. The filters were fitted with two types of advanced drainage systems, TRITON and SE-LOP. During modernization of the water treatment plant, measurements were conducted to determine the hydraulic losses caused by the two drainage systems at a varying rate of filter backwash water flow, and (for comparison) the hydraulic losses caused by the drainage systems alone. Actual hydraulic losses obtained with the drainage systems tested were compared with those calculated based on the manufacturers' specifications. Analysis of the hydraulic head losses specified by the manufacturers and those measured in the filter plant has produced the following finding: the actual hydraulic head losses caused by the SE-LOP drainage system alone are by approximately 50% higher compared to the calculated values, whereas the hydraulic head losses measured in the filter beds are comparable with the calculated ones.

8

Arsen w wodach podziemnych okolic Lublina

Postawa A., Jeż-Walkowiak J., Pruss A., Wątor K.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2011

|

nr 445 Hydrogeologia z. 12/2

495--503

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad przypadkami występowania arsenu w wodach podziemnych ujmowanych na potrzeby zaopatrzenia ludności w gminie Garbów koło Lublina. Obecność arsenu stwierdzono w wodzie z ujęcia we wsi Bogucin, która eksploatuje wody z poziomu paleoceńsko-kredowego występującego pod pokrywą przepuszczalnych i półprzepuszczalnych utworów czwartorzędowych. Arsen występuje w stężeniach 20–29 µg/dm3. Ze względu na występowanie ponadnormatywnych stężeń żelaza (powyżej 3 mg/dm3) i manganu (do 0,67 mg/dm3), przed podaniem do sieci wody są uzdatniane poprzez napowietrzanie i filtrację na filtrach pospiesznych. W trakcie odżelaziania i odmanganianiania następuje współstrącenie arsenu i dzięki temu zjawisku następuje obniżenie stężenia arsenu do poziomu 3 µg/dm3, czyli poniżej zawartości dopuszczalnej w wodach przeznaczonych do spożycia.

EN

Authors describe some aspects of occurrence of arsenic in raw water used for production of drinking water in Lublin region (E Poland). Arsenic in concentrations 20–29 µg/dm3 was discovered in one intake exploiting water from Cretaceous-Paleocene semi confined aquifer. Together with arsenic High concentrations of iron (over 3 mg/dm3) and manganese (up to 0.67 mg/dm3) were present. Aeration and filtration processes are implemented in order to achieve acceptable content of iron and manganese, before water is supplied to consumers. Due to co precipitation processes during treatment concentration of arsenic decreases to 3 µg/dm3 thus treated water meets all sanitary standards.

9

Stacja uzdatniania wody podziemnej od badań technologicznych do jej uruchomienia

Pruss P., Pruss A.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2010

|

Nr 11

16-21

PL

Przedstawiono na przykładzie stacji uzdatniania wody o wydajności 20 000 m3/d dla miasta Słupska, przykładową kolejność działań umożliwiających prawidłową realizację inwestycji, prezentując jednocześnie jej wybrane aspekty technologiczne. Projektowanie Stacji Uzdatniania Wody dla Słupska.

EN

Presentation based on a water treatment station of 20 000 m3/day capacity in the city of Słupsk. Exemplary working order for proper functioning of the construction. Presentation of selected technological aspects. Designing water treatment plant for the city of Słupsk.

10

Wpływ aktywności biologicznej złóż węglowych na skuteczność usuwania związków organicznych z wody

Pruss A., Maciołek A., Lasocka-Gomuła I.

Ochrona Środowiska

|

2009

|

vol. 31, nr 4

31-34

PL

Omówiono wyniki badań przeprowadzonych w skali technicznej w stacji oczyszczania wody w Gruszczynie, zaopatrującej w wodę Poznań i Swarzędz. Oczyszczana woda podziemna charakteryzowała się podwyższoną zawartością związków żelaza i manganu oraz substancji organicznych (OWO, barwa, utlenialność, absorbancja w nadfiolecie). Technologia oczyszczania wody obejmuje procesy napowietrzania otwartego, filtrację Io (złoża antracytowo-piaskowe), filtrację IIo (złoża granulowanego węgla aktywnego) oraz dezynfekcję. Badaniom poddano próbki węgla z różnych głębokości filtrów sorpcyjnych oraz wodę dopływającą i odpływającą z tych filtrów. W próbkach złoża węglowego oznaczono aktywność mikrobiologiczną metodą testu aktywności esteraz (EA) z dwuoctanem fluoresceiny (test FDA). W próbkach wody dopływającej i odpływającej z filtru sorpcyjnego oznaczono tlen rozpuszczony, wolny dwutlenek węgla, pH, zasadowość ogólną, OWO, utlenialność, absorbancję w nadfiolecie ( =254 nm) oraz ogólną liczbę bakterii w temperaturze 22 oC. Badania wykazały, że wszystkie pracujące w stacji oczyszczania wody złoża węgla aktywnego w filtrach sorpcyjnych były biologicznie aktywne. Stwierdzono, że aktywność mikrobiologiczna złóż węglowych była uzależniona od czasu pracy filtru po płukaniu złoża. Płukanie złóż filtrów sorpcyjnych powodowało przejściowe zmniejszenie aktywności biologicznej węgla aktywnego, która następnie zwiększała się wraz z upływem czasu trwania cyklu filtracyjnego Skuteczność usuwania substancji organicznych z wody w złożach filtrów węglowych nie przekraczała 40%, co prawdopodobnie miało związek z brakiem procesu utleniania (ozonowania) przed filtrami z węglem aktywnym.

EN

A full-scale study was conducted at the Water Treatment Plant of Gruszczyn, which supplies water to the municipalities of Poznan and Swarzedz. The groundwater treated there is characterized by elevated concentrations of manganese, iron and organic compounds (TOC, permanganate COD, color, UV absorbance). The water treatment train applied includes: open aeration, filtration Io (anthracite-sand bed), filtration IIo (granular active carbon bed; GAC bed) and disinfection. GAC samples collected at various depths of the adsorption columns, as well as samples of the influent to, and the effluent from, the adsorption columns were made subject to analysis. GAC samples were analyzed for esterase activity (EA) using the fluorescein diacetate (FDA) test. The samples of influent and effluent water were analyzed for dissolved oxygen, free carbon dioxide, pH, total alkalinity, TOC, permanganate COD, UV absorbance (?=254 nm) and total number of bacteria at 22 oC. The study has revealed that all the GAC beds in the adsorption columns operated by the Gruszczyn Water Treatment Plant were biologically active. The biological activity of the GAC beds was found to depend on the duration of the filter cycle after backwash. Backwash produced a periodic reduction in the biological activity of the GAC beds, which was followed by a gradual increase with the duration of the filter cycle. The efficiency of organic matter removal from the water in the GAC beds failed to exceed 40%, which seems to be attributable to the fact that the treatment train applied does not include ozonation as a prior step to filtration IIo which involves GAC beds.

11

Wpływ przerw w eksploatacji filtrów węglowych na ich aktywność biologiczną

Pruss A.

Ochrona Środowiska

|

2007

|

R. 29, nr 3

55-58

PL

Badania przeprowadzono na modelu fizycznym filtru pospiesznego ze złożem formowanego węgla aktywnego WG-12 firmy GRYFSKAND. Złoże filtracyjne zostało uaktywnione biologicznie. Badania obejmowały pracę filtru przed wyłączeniem go z eksploatacji, postój filtru oraz pracę filtru po jego ponownym włączeniu do eksploatacji. Wyodrębnione serie dotyczyły postoju filtru trwającego odpowiednio 1 dobę, 2 doby i 6 dób. Filtr pracował przed wyłączeniem i po ponownym włączeniem do eksploatacji ze stałą prędkością 5 m/h. Filtrowano pozbawioną chloru poznańską wodę wodociągową z dodatkiem chlorku amonu, którą napowietrzono i doprowadzono do temperatury 18 stopni C. Oznaczenie aktywności mikrobiologicznej biomasy wskazywało na obecność bakterii heterotroficznych w złożu filtracyjnym. Bakterie te uczestniczyły w procesie asymilacji azotu amonowego z wody oraz rozkładały biodegradowalne związki organiczne obecne w filtrowanej wodzie. Wykazano, że wyłączenie filtru z eksploatacji stworzyło dogodne warunki do rozwoju bakterii heterotroficznych w złożu i przebiegu procesu amonifikacji. Po ponownym załączeniu filtru do eksploatacji, niezależnie od czasu jego postoju, zaobserwowano wysoką zawartość azotu organicznego w filtracie, jako skutek wymywania obumarłych komórek bakteryjnych.

EN

The study was performed with a physical model of a rapid filter involving an activated WG-12 (GRYFSKAND) carbon bed. The filter bed was activated biologically. Experiments (three series) were carried out to investigate filter performance prior to shut-down, filter behavior during shut-down, and filter performance after shut-down. The shut-down period had a duration of 1 day, 2 days and 6 days, respectively. Before and after shut-down, filtration velocity was constant (5 m/h). The samples subjected to filtration contained chlorine-free tap water (from the waterworks of Poznan) treated with appropriate doses of ammonium chloride and aerated, water temperature being adjusted to 18 C. The determined microbiological activity of the biomass suggested that heterotrophic bacteria were present in the filter bed. The bacteria participated in the process of ammonia nitrogen assimilation from the water and degraded the biodegradable organic compounds that were present there. It was demonstrated that the shut-down period provided favorable conditions for the growth of heterotrophic bacteria in the filter bed and for the ammonification process. After the filter had been restarted upon shut-down, a very high organic nitrogen content was observed in the filtrate due to the elution of dead bacterial cells.

12

Badania wpływu grubości błony biologicznej na ziarnach złoża filtracyjnego na zużycie tlenu podczas usuwania azotu amonowego z wody

Pruss A.

Ochrona Środowiska

|

2007

|

R. 29, nr 1

35-39

PL

Omówiono wyniki badań przeprowadzonych na modelu fizycznym filtru pospiesznego z biologicznie aktywnym piaskowym złożem filtracyjnym. Przeanalizowano cykle filtracyjne przy prędkości filtracji 5 m/h i 10 m/h i temperaturze wody 15 stopni Celsjusza. Stwierdzono, że w miarę przedłużania czasu filtracji azot amonowy był okresowo usuwany przy zużyciu tlenu mniejszym od wynikającego ze stechiometrii reakcji nitryfikacji. Wynikało z tego, że w złożu filtracyjnym, oprócz nitryfikacji, zachodził także proces asymilacji azotu amonowego przez bakterie nitryfikacyjne i heterotroficzne. Wykazano, że przyrost błony biologicznej przy wyższej prędkości filtracji był wolniejszy w wyniku stałego odrywania się części organizmów heterotroficznych i powolnego przyrastania struktur bakterii nitryfikacyjnych odporniejszych na działanie strumienia przepływającej wody. W efekcie, przy większych prędkościach filtracji, niższym zużyciu tlenu od wynikającego ze stechiometrii reakcji nitryfikacji, tworząca się na ziarnach błona biologiczna miała strukturę bardziej zwartą i później osiągała grubość czyniącą ją podatną na zrywające działanie strumienia wody. Przy niższej prędkości filtracji błona biologiczna miała większą grubość. Stwierdzono także, że powtarzającym się w trakcie cyklu filtracyjnego zjawiskom odrywania błony i zmniejszenia jej grubości towarzyszył wzrost zużycia tlenu powyżej wartości wynikającej ze stechiometrii reakcji nitryfikacji.

EN

The study was carried out using a physical model of a rapid filter with a biologically active sand bed. The filtration cycles tested involved two velocities: 5 m/h and 10 m/h, water temperature being set to 15. It was found that with the extension of the filtration time ammonia nitrogen was periodically removed with a lower oxygen uptake than the one resulting from the stoichiometry of the nitrification reaction. And this indicates that, besides nitrification, there is a concurrent process where ammonia nitrogen is assimilated by nitrifying and heterotrophic bacteria. The experiments revealed that at the filtration velocity of 10 m/h biofilm growth was slower. This is attributable to the continuing detachment of a certain portion of the heterotrophic organisms, on one hand, and to the slower growth rate of nitrifying bacteria that are characterized by a higher resistance when exposed to the water stream, on the other hand. As a result, owing to an increased filtration velocity and a lower oxygen uptake than the one resulting from the stoichiometry of the nitrification reaction, the biofilms growing on the grain surface developed a more compact structure and thereafter reached a thickness that reduced their inherent resistance to the influence of the water stream. At a lower filtration velocity, the biofilm grew thicker. It was also found that the recurrent phenomena of biofilm detachment and reduction in biofilm thickness (observed during the filtration cycle) were concomitant with a rise in oxygen uptake to a value higher than the one resulting from the stoichiometry of the nitrification reaction.

13

Jakość wody uzdatnionej: uwarunkowania, tendencje, normatywy, metodyki oznaczeń. Cz. 2

Pruss A., Jeż-Walkowiak J., Szuster A., Leszczyńska M.

Forum Eksploatatora

|

2005

|

Nr 2 (19)

20-26

14

Jakość wody uzdatnionej : uwarunkowania, tendencje, normatywy, metodyki oznaczeń. Cz.1

Leszczyńska M., Pruss A., Jeż-Walkowiak J.

Forum Eksploatatora

|

2004

|

Nr 3/4

28-36

15

Ocena udziału procesu asymilacji w usuwaniu azotanu amonowego z wody

Błażejewski M., Pruss A.

Ochrona Środowiska

|

1999

|

nr 4

17-20