Etapy uzdatniania wody: w. podziemna-pompa/studnia-napowietrzanie-koagulacja-sedymentacja-odżelazianie-odmanganianie-dezynfekcja-odbiorcy w.powierzchniowa-ozonowanie wstępne- koagulacja/flotacja-filtracja pospiesza(złoża piasku)-ozonow. Pośrednie- filtracja biolog. Węglem BAF-dezynfekcja końcowa-odbiorcy Wspomaganie koagulacji: 1.obciążniki kłaczków CaCO3, ziemia Fullera 2.Silne utl.
Cl2,03,KMnO4 3.Polimery org. Obojętne, kationowe, anionowe 4.Polimery nieorg.
SiO2, sól Al. po hydrolizie Koagulacja chlorkiem glinu: 1.Hydroliza: AlCl3+H20=
Al(OH)3+3HCl 2. R-cje między kwasem a zasad. Wody: 6HCl+3Ca(HCO3)2=
3CaCl3+6H2O+6CO2 / 6HCl+3Ca(OH)2=3CaCl3+6H2O 3.Srodowisko zasadowe:
Al.(OH)3+OH=Al(OH)4 Środowisko kwasowe: Al(OH)3+3H+=Al3plus+3H2O
Metoda MIOX:wytworzenie mieszaniny utleniaczy drogą elektrolizy soli kuchennej. Mieszanina utleniaczy zawiera: ClO-,ClO2,O3,H2O2. Różni się od procesu elektrochlorowania stosowaniem ogniwa zawierającego elektrody ze specjalnego stopu. Zalety:działają automatycznie, bezpieczne,eliminują zagrożenia jakie stwarza chlor Wpływ ozonowania na kwasy fulwowe: stanowią główną część węgla w wodzie, obie reagują z ozonem podwyższając w znacznym stopniu zapotrzebowanie na ten utleniacz. R-cje te przy neutralnym pH prowadzą do: niewielkiego obniżenia OWO, spadku liczby wysokomolekularnych frakcji, wzrostu niskomolekularnych, utworzenia produktów ubocznych-aldehydy,kw.karboksylowe. Dochodzi do destrukcji substancji humusowych uwalniane są cząsteczki inkludowane stąd też wiele substancji identyfikowanych w wodzie po procesie ozonowania to nei tylko produkty uboczne ale uwolnione wczesniej skompleksowane cząsteczki Istota flotacji ciśnieniowej: cel: glony, kłaczki, włókna = osady pokoagulacyjne, rodzaje flotacji: ciśnieniowa, bezciśnieniowa, elektrokoagulacja. Kategorie wody : A1 wymagają prostego uzdatniania fizycznego, filtracji, dezynfekcji
A2 wymagają typowego uzdatniania fiz. i chem.utleniania, koagulacji,flotacji,filtracji
Dezynfekcji, chlorowania końcowego A3 wysokosprawne uzdatnianie fiz. i chem. Utlenianie, koagulacja, flotacja, flokulacja filtracja, adsorpcja na WA, dezynfekcja
Równowaga węglanowo-wapniowa Wolny CO2 w wodach podziemnych występuje w postaci rozpuszczonej i H2CO3. Część tego wolnego CO2 jest niezbędna do utrzymania w wodzie rozpuszczonego Ca(HCO3) 2 i tworzy w ten sposób równowagę węglanowo - wapniową zgodnie z równaniem: Ca(HCO3) 2↔CaCO3+H2O+CO2ta część CO2w , która bierze udział w reakcji nazywa się dwutlenkiem węgla równowagi węglanowo - wapniowej lub przynależnym / CO2p/. Pozostała ilość dwutlenku wolnego, to dwutlenek węgla agresywny:/CO2a = CO2w - CO2p /.Dwutlenek węgla odgrywa bardzo ważną rolę w kształtowaniu chemizmu wód podziemnych. Intensyfikuje rozpuszczanie, przez wodę, wielu minerałów i jest źródłem jonów, Wody zawierające agresywny dwutlenek węgla rozpuszczają CaCO3 do osiągnięcia stanu równowagi węglanowo - wapniowej; nadmiar CO2a powoduje korozję metali i betonu. Natomiast w przypadku zbyt małej ilości dwutlenku węgla wolnego / CO2w<CO2p /ma miejsce wytrącanie CaCO3co powoduje twardość węglanową i tworzenie się kamienia kotłowego Ozonowanie: poprawa wł. organoleptycznych,
usunięcie bakterii, wirusów, utl. metali, tworzy rodniki OH i utlenia Ozonowanie wstępne: obniżenie barwy, utl. zw. niepolarnych (siarczki, cyjanki) poprawa smaku i zapachu, ułatwienie mikroflotacji, obniżenie liczebności glonów, zaspokojenie spontanicznego zapotrzebowania na O3, THM-y trudniej się tworzą, 1-2min,
Ozonowanie pośrednie, końcowe: dezynfekcja bakteriologiczna, utl. fenoli, deterg.
obniżenie dawki reagentów do ochrony wody w sieci, zmiana ChzT w BzT, obniżenie stężeń rozpuszczonego węgla w przypadku połączenia z sorcją na WA, dawka 4gO3/m3 czas 4 min. Wpływ na ozonowanie: wys. pH powoduje rozpad
O3+OH- = O2- +HO2zasadowość wody powoduje inhibicję rodników OH-,
ClO2: zalety:efektywny, działa w szerokim zakresie pH 6-8,5, nie tworzy THM, nie reaguje z NH3, stabilny, spowalnia rozwój zanieczyszczeń wtórnych, wady: redukcja w środowisku kwaśnym ClO2+4H+=Cl-+2H2O, dysproporcjonowanie w środowisku alkalicznym 2ClO2+2OH-=ClO2-+ClO3-+H2O, wybuchowy powyżej -40C
Kamień kotłowy: węglanowy: Ca(HCO3)2=CaCO3|+H2O+CO2 krzemianowy:
CaSO4+Na2SiO3+CaSiO3|+Na2SO4 siarczanowy: CaSO4, powstawanie:korozja w wymienniku ciepła, zbyt niska twardość wody(muł, szlam), przekroczenie stanu nasycenia w danej temperaturze Obecność w wodzie rozpuszczalnych soli wapniowych i magnezowych powoduje tzw. twardość wody. Sole wapnia i magnezu dostają się do wody w wyniku kontaktu zawartego w niej dwutlenku węgla
z glebą i skałami zawierającymi wapienie i magnezyty. Wówczas trudno rozpuszczalne w wodzie wapienie i magnezyty przekształcają się w dobrze rozpuszczalne w wodzie wodorowęglany wapnia i magnezu. Wodorowęglany wapnia i magnezu powodują tzw. twardość węglanową wody, zwaną również
twardością przemijającą Tww. Siarczany oraz chlorki wapnia i magnezu (CaSO4,MgSO4, CaCl2, MgCl2) powodują twardość trwałą (stałą) wody Twn. Suma twardości przemijającej i trwałej stanowi ogólną twardość wody Twog.
Usuwanie żelaza z wody. utlenianie jonów Fe(II) do Fe(III) i usuwaniu wytrąconych związków. Konieczne warunki: zapewnienie hydrolizy związków żelaza, utlenienie jonów Fe(II) do Fe(III), wytworzenie i aglomeracja koloidalnych cząsteczek Fe(OH)3, usunięcie wytrąconego wodorotlenku żelazowego.Jeżeli żelazo występuje jako Fe(HCO3)2, to osad Fe(OH)3, może być usuwany z oczyszczanej wody w procesie sedymentacji i filtracji - /układ oczyszczania: napowietrzanie → sedymentacja → filtracja pospieszna → dezynfekcja/.Jeżeli żelazo obecne jest również w postaci FeSO4 to wówczas do układu oczyszczania: /napowietrzanie → sedymentacja → filtracja pospieszna → dezynfekcja/ należy włączyć proces alkalizacji, zapewniający neutralizację H2SO4 powstającego w czasie hydrolizy FeSO4.Hydroliza występujących w wodach związków żalazawych:
Fe(HCO3)2 + 2H2O ↔ Fe(OH)2 + 2HCO ; FeSO4 + 2H2O ↔ Fe(OH)2 + H2 SO4 Neutralizacja H2 SO4 :H2 SO4 + Ca(OH) 2 ↔ CaSO4 + 2H2O ;H2 SO4 + 2NaOH ↔ Na2SO4 + 2H2O Czynniki warunkujące proces usuwania Fe z wody: wartość pH i Eh /potencjał oksydacyjno-redukcyjny/, stężenie wolnego dwutlenku węgla i tlenu rozpuszczonego oraz zasadowość wody. Usuwanie manganu z wody.Istota odmanganiania polega na utlenianiu jonów Mn(II) do Mn(III) i wytrąceniu ich w postaci MnO2 • xH2O.MnO2 • xH2O jest związkiem trudno rozpuszczalnym. Związki manganu dwuwartościowego w wodach podziemnych nie ulegają tak łatwo hydrolizie jak sole żelazawe /hydroliza przebiega wolno/. Szybkość utleniania manganu dwuwartościowego zależy w dużej mierze od odczynu pH i aby ta szybkość była przydatna do celów technologicznych pH powinno wynosić > 9,5. Aby utleniać mangan w granicach pH dopuszczalnych w wodzie do picia można stosować silne utleniacze. Skuteczną metodą odmanganiania wody jest jej filtracja przez wpracowane złoże filtracyjne, którego ziarna pokryte są dwutlenkiem manganu. Odmanganianie wody w złożu wpracowanym przebiega w wyniku sorpcji katalitycznej.Inne metody usuwania Fe i Mn: Utlenianie w warstwie wodonośnej Wymiana jonowa Sorpcja jonów Mn(II) na wodorotlenku żelazowym Filtracja przez złoże z minerałów Mn Agresywność wody, korozyjność wody
Właściwość wody wywołana jej składem chemicznym, powodująca niszczenie skał, betonów, konstrukcji metalowych pozostających z nią w kontakcie. powoduje nieodwracalne zmiany ośrodka skalnego, ługowanie i zmienia chemizm wód. Najczęściej mamy do czynienia z wodami o agresywności ługującej (zawierające poniżej 90 mg CaCO3/dm3), agresywności węglanowej (zawierające ponad 4 mg CO2/dm3), agresywności magnezowej (zawierające ponad 1000 mg Mg/dm3), agresywności siarczanowej (zawierające ponad 250 mg SO4/dm3), agresywności amonowej (zawierające ponad 15 mg N-NH4/dm3) oraz występującej przy pH wody poniżej 7 agresywności kwasowej. Agresywnie działają też wody typu Na-Cl o stężeniu przekraczającym 1000 mg/dm3 oraz w stosunku do żeliwnych rur, wody bogate w tlen.