1. Chemiczne metody odkwaszania wód

Tą metode stosuje się gdy wczesniej nie była stosowana metoda fizyczna lub nie była ona wystarczajaco skuteczna a także jeśli zawartosc CO2 jest niewielka.

-wapno palone lub hydratyzowane dawkowane w postaci mleka lub wody wapiennej

-soda kalcynowana

-wodorotlenek sodu

-filtracja przez złoże dofiltr

2. Budowa i zasada działania osadnika poziomego

Osadniki poziome- zbiorniki żelbetowe, zakopane w ziemi, o długości kilkudziesięciu metrów, wysokości 2-3 m. Unoszenie cząstek stałych w tych osadnikach zależy od prędkości przepływu wody i prędkości opadania

- sprawność osadnika:

α=1 - osadnik idealny

vo - prędkość sedymentacji cząstki

α>1 - osadnik rzeczywisty

vp - prędkość przepływu wody

α=3 - osadnik poziomy

Obliczanie osadnika poziomego wg długości:

-długość osadnika
-szerokość osadnika B=3-6m

Głębokość osadnika przy usuwaniu:

-ręcznym 3-3,5m;

-mechanicznym 2-3m;

Objętość części osadnika na magazynowanie osadów

co-stężenie zawiesin dopływających do osadnika

c- stężenie zawiesin odpływających z osadnika; T- czas pomiędzy kolejnym usuwaniem osadu

n- liczba osadników ; δ- stężenie osadów w leju osadowym

Obliczanie osadnika poziomego wg powierzchni.

3. Przebieg i długość cyklu filtracji

Podczas filtracji woda przepływa w określonym kierunku i z odpowiednią prędkością przez złoże filtracyjne, które stanowi materiał porowaty. Podczas przepływu wody przez złoże filtracyjne o nieregularnych kształtach usuwane są cząstki o znacznie mniejszych wymiarach niż pory.

Cykl filtracji jest to czas pracy złoża filtracyjnego pomiędzy jego kolejnym płukaniem. Zależy przede wszystkim od parametrów złoża, prędkości filtracji i poziomu zanieczyszczenia wody dopływającej na filtr. Przeciętna długość cyklu filtracji przyjmuje się czas 24h, a w skrajnych przypadkach nie mniej niż 8. Za koniec cyklu filtracji uważa się osiągnięcie dopuszczalnej straty ciśnienia lub pogorszenie jakości filtratu poniżej wymaganych wartości.

4. Wpływ zasadowości na przebieg procesu koagulacji

Zmin = 0,009 D + 0,7 < Z

D - dawka koagulanta

0,009 - przelicznik

Naturalna zasadowość wody jest niezbędna dla właściwego przebiegu hydrolizy koagulantów będących solami mocnych kwasów i słabych zasad. Czasami gdy zasadowość koagulowanej wody jest zbyt mała należy ją zwiększyć dodając do niej wapno bądź inną zasadę. Z powodu rosnącego zakwaszenia wód konieczność zwiększania zasadowości jest coraz częstsze.

Dawkowanie wapna

5. Katalityczne usuwanie manganu w złożu filtracyjnym

Istota odmanganiania polega na utlenianiu jonow MnII do Mn IV i wytraceniu ich w postaci MnO2 * xH2O

KMnO4 - silny utleniacz redukuje się do +2 lub +4.. W wodach naturalnych dominuje Mn²⁺. Utleniamy go do Mn⁴⁺ aby otrzymac zwiazek trudno rozpuszczalny . Najpierw zachodzi hydroliza polaczen manganu a nastepnie proces utleniania. Mangan nie tworzy polaczen z zwiazkami organicznymi.

Mangan nie utlenia się tlenem z wody. Do utlenienia manganu możemy zastosowac chlor, ozon, KmnO4.

Mn⁺² + KMnO4 - MnO2 + K⁺ + H2O

6. Wyjaśnić pojęcia i podać przykłady ubocznych produktów utleniania

Związki powstające w wyniku reakcji chloru z substancjami organicznym zawartymi w wodzie o charakterze toksycznym, kancerogennym lub mutagennym

- nielotne związki halogenoorganiczne NVOX

- lotne związki halogenoorganiczne VOX

- Chloroform, chloroketony, chloroaldehydy

- -czesc chloru zostaje zuzyta na utlenianie bromkow do HBrO, który może dalej reagowac z materia organiczna dajac produkty bromo-chlorobromoorganiczne

7. Mikrobiologiczne wskaźniki oceny jakości wód

1. Omówić podstawy teoretyczne procesu flotacji ciśnieniowej

Flotacja jest to usuwanie cząstek o gęstości mniejszej lub nieznacznie większej od gęstości wody. Flotacja ciśnieniowa polega na:

-napowietrzenie wody, obniżenie ciśnienia poniżej atmosferycznego, wydzielenie pęcherzyków;

-podwyższenie ciśnienia, rozprężenie układu z wydzieleniem pęcherzyków;

flotacja bezciśnieniowa

-wprowadzenie pęcherzyków powietrza bez korekty ciśnienia;

2. Porównać preparaty chlorowe pod kątem ich przydatności do dezynfekcji

CHLOR

- usuwanie amoniaku poprzez chlorowanie do punktu przełamania

- w niektórych przypadkach usuwanie substancji powoduje smak i zapach wody

- niszczenie zoo- i fitoplanktonu

- wspomaganie flokulacji poprzez utlenianie materii organicznej zaadsorbowanej na zawiesinach i koloidach

Wady

-powstawanie THM, kwasów halogenooctowych

-podwyższenie aktywności mutagennej wody

Zalety

-cena

-dostępność

Dwutlenek chloru (ClO₂)- rozkłada zw. fenolowe i inne subst. pochodzące ze ścieków przem. Dobre wyniki uzyskuje się przy wstępnym chlorowaniu wody i następnie chlorowaniu dwutl. chl. D.ch. jest silnym utleniaczem, ma duże zdolności bakteriobójcze, działa w szerokim zakresie pH i nie tworzy z fenolami połączeń o intensywnym zapachu (tak jak chlor). Jest gazem o kolorze zielono-żółtym do czerwono-brunatnego, silnie wybuchowym, z tego względu powinien być wytwarzany na miejscu. Jest dobrze rozpuszczalny w wodzie. Dw. ch. otrzymuje się na miejscu dawkowania przez działanie chlorem, kw. solnym, kw. siarkowym na chloryn sodowy.

Przy zastosowaniu chloru: 2 NaClO₂ + Cl₂ 2 ClO₂ + 2 NaCl

przy zastosowaniu HCl : 5 NaClO₂ + 4HCl 4ClO₂ + 5 NaCl + 2H₂O

Najwyższą sprawność procesu otrzymuje się działając chlorem na chloryn sodowy. Stosunek chloru do chlorynu sodowego powinien wynosić 1:1.

Do usuwania smaku i zapachu wody wystarczają dawki 0,4-0,8g/m3 ClO₂

3. Fizyczne metody odkwaszania wód

Przejście CO₂ obecnego w wodzie do powietrza w wyniku kontaktu obu mediów w urządzeniach otwartych lub ciśnieniowych.

Proces wymiany gazów:

p_t - ciśnienie całkowite mieszaniny gazów;

c- stężenie gazu w wodzie;

H_D- stała Henry'ego;

O skuteczności wymiany gazów decydują:

-temp.;

-zasolenie wody;

-stężenie i rodzaj wymienianych gazów;

-wielkość powierzchni międzyfazowej;

-czas kontaktu wody z powietrzem;

-wartość stałej Henry'ego;

-sposób napowietrzania wody;

-pH wody (zasadowości);

4. Reakcje chloru z azotem amonowym

-kwas podchlorawy reaguje ze związkami azotowymi i wynik reakcji zalezy od pH i wzajemnego stosunku reagentow

ph 7,5-8,5 NH₃+HClONH₂Cl+ H₂O

pH 5,0-6,5 NH₂Cl+ HClONHCl₂+ H₂O

pH <4,4 NHCl₂+ HClONCl₃+ H₂O

przy Cl : N >4,4 4NH₂Cl+3Cl₂+ H₂ON₂+N₂O+10HCl

całkowite usuniecie azotu amonowego przy Cl : N >7,6

5. Rodzaje złóż filtracyjnych

Najczęściej stosowanymi materiałami filtracyjnymi są: piasek kwarcowy, węgiel antracytowy i granulowany, węgiel aktywny, materiały spiekane: keramzyt, materiały kruszone: granit. Do odkwaszania wody grys marmurowy. W filtrach pospiesznych stosuje się złoża jednowarstwowe piaskowe, dwuwarstwowe piaskowo-antracytowe. Węgiel aktywny ma dużą pojemność sorpcyjną dlatego spełnia równocześnie rolę materiału filtracyjnego i sorbenta.

Materiały filtracyjne spełniają swoje zadanie wówczas, gdy charakteryzują się właściwym uziarnieniem, porowatością, gęstością, wytrzymałością mechaniczną oraz składem chemicznym.

6. Chemizm koagulacji siarczanem glinu

Siarczan glinu

Siarczan żelaza

7. Cele dezynfekcji wody

Celem dezynfekcji jest usuwanie niebezpiecznych zywych i przetrwalnikowych form organizmow patogennych oraz zapobieganie ich wtornemu rozwojowi w sieci wodociag.

Metody dezynfekcji wody:

FIZYCZNE - gotowanie ,pasteryzacja, zastosowanie ultradzwiekow , promieni ultrafioletowych , lub promieniowanie gamma.

gotowanie - zapewnie odpowiednia temperture wody oraz czas jej ogrzewania w którym można uzyskac odkazenie wody przez niszczenie wszystkich form organizmow patogennych. Bakterie duru brzusznego gina w 10 min w temp 75stopni, waglik i tezec 2h w 100 stopniach.

Promieniowanie ultrafiol. - skuteczne iszczenie mikroorganizmow przy dł. Fali 265nm Wada tej metody to to ze skutecznosctej metody wystepuje przy naswietlaniu promieniami UV, wobec tego zapobieganie wtornemu rozwojowi bakterii jest spelnione.

CHEMICZNE - Dezynfekcja wody metodami chemicznymi polega na dawkowaniu do niej silnych utleniaczy takich jak chlor ,podchloryn sodowy , dwutlenek chloru , chloraminy, ozon, brom , jod

8. Układy technologiczne uzdatniania wód powierzchniowych w zależności od ich klasy

KLASA A proste uzdatnianie fizyczne - filtracja - dezynfekcja

KLASA B utlenianie wstępne - koagulacja - flotacja - dezynfekcja

KLASA C napowietrzanie ciśnieniowe - filtracja 1 stopnia - filtracja 2 stopnia przez złoże katalityczne - dezynfekcja

---