ArticleOriginal scientific text
Title
Usuwanie prekursorów biodegradowalnych substancji organicznych w procesie biofiltracji
Authors , , ,
Abstract
Stosowanie w oczyszczaniu wody zarówno dwutlenkiem chloru, jak i chlorem powoduje powstawanie łatwo biodegradowalnych związków, w tym krótkołańcuchowych kwasów organicznych. Najczęściej stosowaną metodą usuwania biodegradowalnych substancji organicznych z wody jest proces biofiltracji, często poprzedzony ozonowaniem. Dezynfekcja końcowa wody po procesie ozonowania-biofiltracji powoduje powstanie dodatkowych ilości biodegradowalnych substancji organicznych, z czego wynika, że filtracja biologiczna nie usuwa w pełni ich prekursorów. W badaniach modelowych wykazano wpływ biofiltracji wody poprzedzonej ozonowaniem oraz bez ozonowania na usuwanie prekursorów biodegradowalnych substancji organicznych. Wodę po biofiltracji poddano działaniu dwutlenku chloru lub chloru, a następnie oznaczono zawartość biodegradowalnego rozpuszczonego węgla organicznego (BRWO) oraz powstających w tym procesie kwasów organicznych. Badania wykazały, że chlorowanie wody po ozonowaniu i biofiltracji z krótszymi czasami kontaktu z węglem aktywnym powodowało powstanie większych ilości kwasów organicznych. Wydłużenie czasu kontaktu wody ze złożem do 30 min wyraźnie zmniejszyło zawartość BRWO w wodzie i obniżyło ilość prekursorów organicznych, co spowodowało powstanie niewielkich ilości organicznych produktów utleniania. Stwierdzono, że zastosowanie dwutlenku chloru po ozonowaniu-biofiltracji powoduje powstanie większych ilości kwasów organicznych w porównaniu z chlorowaniem wody.
Keywords
substancja organiczna, biofiltracja, dezynfekcja, kwas organiczny, dwutlenek chloru
Bibliography
- 1. B.E. RITTMANN, Y.L. SNOEYINK: Aehieving biologically stable drinking water. Journal AWWA, 1984, Vol. 76, No. 10, pp. 106-114.
- 2. B.E. RITTMANN, P.M. HUCK: Biological treatrnent of public water supplies. Critical Reviews in Environmental Control, 1989, Vol. 19,pp. 119-189.
- 3. c.I. ESCOBAR, A. RANDALL, A. TAYLOR: Baeterial growth in distribution systems: Effeet of assimilable organie carbon and biodegradable dissolved organie carbon. Environ. Sel. Technol., 2001, Vol. 35, No. 17, pp. 3442-3447.
- 4. W. LIU, H. WU, Z. WANO, S.L. ONO, J.Y. HU, W.J. NO: Investigation of assirnilable organie carbon (AOC) and baeterial regrowth in drinking water distribution system. Wat. Res., 2002, Vol. 36, No. 4, pp. 891-898.
- 5. P. SERVAIS, O. BILLEN, P. LAURENT, y. LEVI, O. RANDON: Baeterial re-growth in distribution systems. Proeeedings AWWA WQTC Conferenee, Miami, FI, 7-10 November 1993.
- 6. M.J. LEHOTOLA, I.T. MIETTINEN, T. VARTIAINEN, T. MYLLYKANOAS, P. MARTIKAINEN: Mierobially available organie carbon, phosphorous and mierobial growth in ozonated drinking water. Wat. Res., 2001, Vol. 35, No. 7, pp. 1635-1640.
- 7. S. SRINIVASAN, GW. HARRINOTON: Biostability analysis for drinking water distribution systems. Wat. Res., 2007, Vol. 41, pp. 2127-2138.
- 8. J.P. CHANDY, M.L. ANOLES: Determination of nutrients limiting biofilm formation and the subsequent impaet on disinfeetant deeay. Wat. Res., 2001, Vol. 35, No. II, pp. 2677.
- 9. N.B. HALLAM, J.R. WEST, C.F. FORSTER, J. SIMMS: The potential for biofilm growth in water distribution systems. Wat. Res., 2001, Vol. 35, No. 17, p. 4063.
- 10. O.M. ZACHEUS, E.K. IIVANAINEN, T.K. NISSINEN, M.J. LEHTOLA, P.J. MARTIKAINEN: Baeterial biofi1m formation on polyvinyl chloride, polyethylene and stainless steel exposed to ozonated water. Wat. Res., 2000, Vol. 34, No. I, p. 63.
- 11. V. LUND, K. ORMEROD: The influence of disinfection processes on biofilm formation in water distribution systems. Wat. Res., 1995, Vol. 29, No. 4, p. 1013.
- 12. P.w. BUTTERFIELD, A.K. CAMPER, JA BIEDERMAN, A.M. BAROMEYER: Minimizing biofilm in the presence of iron oxides and humic substances. Wat. Res., 2002, Vol. 36, p.3898.
- 13. P. SERVAIS, P. LAUREAT, O. RADON: Comparison ofthe bacterial dynamies in various French distribution system. Journal of Water SRT Aqua, 1995, Vol. 44, No. I, pp. 10-17.
- 14. M. ŚWIDERSKA-BRÓŻ: Skutki braku stabilności biologicznej wody wodociągowej. Ochrona Środowiska, 2003, nr 4, ss. 7-12.
- 15. J. NAWROCKI, S. BIŁOZOR [red.]: Uzdatnianie wody. Procesy chemiczne i biologiczne. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa- Poznań 2000.
- 16. U. RACZYK-STANISŁAWIAK, 1. ŚWIETLIK, 1. NAWROCKI: Badanie biodegradowalnej materii organicznej w wodzie po biologicznie aktywnych filtrach węglowych w trakcie dlugotrwalej eksploatacji. Mat. konf. "Zaopatrzenie w wodę, jakość i ochrona wód", PZlTS, Zakopane 2006, ss.725-737.
- 17. U. RACZYK-STANISŁAWIAK, 1. ŚWIETLIK, A. DĄBROWSKA, J. NAWROCKI: Biodegradability of organic by-products after natural organic matter oxidation with Cl02 - case study. Wat. Res., 2004, Vol. 38, No. 4, pp. 1044-1054.
- 18. U. RACZYK-STANISŁAWIAK, J. ŚWIETLIK, J. NAWROCKI: Disinfection and formation biodegradable organie carbon. Wat. Res., 2007 (submitted for publication).
- 19. U. RACZYK-STANISŁAWIAK, J. ŚWIETLIK, J. NAWROCKI: Badanie wpływu chloru, dwutlenku chloru i ozonu na stabilność biologiczną wody. Ochrona Środowiska, 2005, nr 3, ss. 33-39.
- 20. J. ŚWIETLIK, U. RACZYK-STANISŁAWIAK, J. NAWROCKI: Wpływ procesów utleniania i biodegradacji na zmianę struktury substancji organicznych naturalnie występujących w wodzie. Ochrona Środowiska, 2005, nr 3, ss. 29-32.
- 21. W. SCHMIDT, B. HAMBSCH, H. PETZOLD: Classification of algogenic organic matter concerning its contribution to the bacterial regrowth potential and by-product formation. Water Science and Technology, 1998, Vol. 37, No. 2, pp. 91-96.
- 22. J. ŚWIETLIK, U. RACZYK-STANISŁAWIAK, S. BIŁOZOR, W. ILECKI, J. NAWROCKI: Effect of oxidation with chlorine dioxide on the adsorption of natural organic matter on granular activated carbon. PoIish Journal of Environmental Studies, 2002, Vol. II, No. 4, pp. 435-439.
- 23. Standard Methods for Examination of Water and Wastewater, 18th Edition. American Public Health Association American Water Works Association Water Environment Federation, Washington DC 1992.
- 24. CJ. VOLK: Biodegradable organic matter measurement and bacterial regrowth in potable water. Methods in Enzymology, 2001, Vol. 337,pp. 144-170.
- 25. A.A. YAVICH, K-H. LEE, K-C. CHEN, L. PAPE, SJ. MASTEN: Evaluation of biodegradability of NOM after ozonation. Wat. Res., 2004, VoL 38, pp. 2839-2846.
- 26. F. HAMMES, E. SALHI, O. KOSTER, H-P. KAISER, T. EOL, U. VON OUNTEN: Mechanistie and kinetic evaluation of organie disinfection by-product and assimilable organic carbon (AOC) formation during the ozonation of drinking water. Wat. Res., 2006, Vol. 40, pp. 2275-2286.