1

Analiza stabilności i

korozyjności

w procesie uzdatniania wody

powierzchniowej

STABILNOŚĆ I KOROZYJNOŚĆ

• Stabilność i korozyjność wody to jedne z wskaźników,

które powinny być wykorzystywane do oceny

przydatności wody dla celów jej dystrybucji do picia i

potrzeb gospodarczych,

• W „Rozporządzeniu w sprawie jakości wody..” zwraca się

uwagę na wskaźniki wpływające na tzw. zdrowotność

wody a znacznie mniejszą na jej korozyjność czy

stabilność,

• Woda niestabilna powoduje zarastanie przewodów

osadami węglanu wapnia i przyczynia się do powstawania

tzw. korozji podosadowej,

• Natomiast woda korozyjna niszczy przewody i

zanieczyszcza je produktami korozji. Niejednokrotnie

woda o dobrej w świetle przepisów sanitarnych jakości

jest wodą korozyjną i niestabilną przynoszącą duże straty
gospodarcze

PROCES

TECHNOLOGICZNY

• WI; cedzenie przez sito # 1mm, korekta odczynu

wodą wapienną, koagulacja siarczanem glinowym

z flokulacja, filtracją przez złoże antracytowo-

piaskowe, ozonowanie , filtracja przez złoże węgla

aktywnego,

• WII; cedzenie przez sito # 1mm,

ozonowanie

wstępne

, korekta odczynu wodą wapienną,

koagulacja siarczanem glinowym z flokulacja,

filtracją przez złoże antracytowo-piaskowe,

ozonowanie wtórne (pośrednie), filtracja przez

złoże węgla aktywnego,

• WIII; cedzenie przez sito # 1mm,

ozonowanie

wstępne

, korekta odczynu wodą wapienną,

filtracją przez złoże antracytowo-piaskowe,

filtracja przez złoże węgla aktywnego,

• WIV; cedzenie przez sito # 1mm,

ozonowanie

wstępne

, korekta odczynu wodą wapienną,

filtracją przez złoże antracytowo-piaskowe.

DO OCENY WŁAŚCIWOSCI KOROZYJNYCH I

AGRESYWNOŚCI WYKORZYSTUJE SIĘ tzw

INDEKSY OKREŚLAJĄCE

STAN RÓWNOWAGI WĘGLANOWO-WAPNIOWEJ

• Kryterium stabilności wyznacza odczyn wody w

stanie nasycenia (równowagi ze stałym

węglanem wapniowym (pHs), jest funkcją

całkowitej zawartości rozpuszczonych soli w

wodzie, temperatury wody, twardości

wapniowej oraz zasadowości ogólnej

• Stabilność wody określają indeksy Langeliera

(IL =pH-pH

s

) i Ryznera (IR = 2pH

S

– pH)),

pozwalające na porównanie korozyjności

różnych wód i zgrubne oszacowanie

agresywnego charakteru wody,

STABILNOŚĆ WODY

• Woda stabilna to woda, gdy IL=0, tzn.

że nie ma charakteru agresywnego i

również nie ma skłonności do

wytwarzania ochronnych warstw

CaCO

3

.

• gdy IL< 0, woda jest nienasycona i ma

właściwości agresywne,

• gdy IL> 0, woda ma skłonności do

wytwarzania osadów CaCO

3

i jest

nieagresywna,

AGRESYWNOŚĆ WODY

Tendencje do tworzenia warstw

ochronnych dobrze określa
indeks Ryznera (IR).

• IR 6,25÷6,75 można uznać za

pełni stabilne, tzn. nie korozyjne
i nie wykazujące tendencji do
tworzenia nadmiernych ilości
osadu,

• IR > 7,5, to woda ma charakter

agresywny

Przebieg zmian barwy wody

[mgPt/dm

3

]

Przebieg zmian pH

Przebieg zmian twardości

ogólnej wody [mgCaCO

3

/dm

3

]

Parametry wody w zbiorniku

w charakterystycznych

okresach

Ocena; woda o znacznej

agresywności i nienasyconą w

stosunku do CaCO

3

,

• małe zróżnicowanie pH w

poszczególnych okresach

(6,6÷7,15),

• znaczne zróżnicowanie w okresie

wiosennym (roztopy topniejącego

lodu, zwiększone opadu) Odczyn

wody w tym okresie spada do pH

= 6,6, zasadowość 0,55÷0,70

mval/dm

3

, twardość ogólna

37,5÷42,5 mgCaCO

3

/dm

3

.

• woda wykazuje bardzo niski

stopień zasolenia mierzony

przewodnością (98÷110µs/cm),

CECHY WODY SUROWEJ

• indeksy: pH

S

, IL, IR: 10,2; -3,6 i

13,8.

• w okresie dużych i nagłych

opadów. pH

S

, IL, IR, osiągały

wartość: 9,8; -3,05 i 12,85.

• w czasie stałej pogody (bez

nagłych intensywnych opadów)
pH

S

, IL, IR: 9,6; -2,7 i 12,4.

• minimalne indeksy: pH

S

, IL, IR, w

całym okresie : 9,3; -2,25 i 11,55.

Charakter wody

uzdatnionej

Badanie efektów uzdatniania wody

prowadzono po procesie koagulacji

powierzchniowej w złożu antracytowo-

piaskowym, a następnie po sorpcji na

złożu węgla aktywnego.

Badano takie wskaźniki jak barwę,

mętność, pH, zasadowość, twardość,

utlenialność, OWO, glin i ozon pozostały,

Uzyskane wyniki badań technologicznych

dla każdego badanego wariantu

pozwoliły na obliczenie indeksów pH

S

, IL,

IR, pozwalających na określenie

charakteru wody uzdatnionej.

Zmienność pH i indeksów pH

S

,

IL, IR wody uzdatnionej

WYNIKI ANALIZY –wariant

technologiczny WIIA

• t = 11

o

C; uzyskuje się najlepsze parametry

wody prowadząc proces w układzie

technologicznym (WIIa). Woda uzyskuje

cechy wody stabilnej przy dawce wapna 19-

20 mgCaO/dm

3,

• t = 3,6

o

C; wodę stabilną uzyskuje się przy

dawkach wapna powyżej 21 mgCaO/dm

3,

• w okresie wiosennym, w celu uzyskania

wody stabilnej konieczne jest stosowanie

dawki wapna około 20 mgCaO/dm

3

,

• w tych warunkach woda uzdatniona osiąga

twardość 60÷62,5 mgCaCO

3

,

• wysoka dawka wapna powodowała zjawisko

mętnienia wody wynikająca z braku

równowagi węglanowo-wapniowej.

Zmienność pH i indeksów pH

S

,

IL, IR wody uzdatnionej

WYNIKI ANALIZY –wariant

technologiczny WII

• woda uzdatniona ma właściwości

agresywne i jest nienasycona w

stosunku do CaCO

3

,

• przy dość wysokiej dawce koagulanta

(1,4 mgAl/dm

3

) i O

3

(1,6 mgO

3

/dm

3

).

Cechy stabilności uzdatniona woda

uzyskuje przy dawce wapna powyżej 20

mgCaO/dm

3

• w każdym przypadku pomimo, że indeks

IL kształtuje się blisko wartości +-0, to

indeks IR nadal jest wyższy od 7,5

(8,2÷8,4). Wskazuje to skłonność

uzdatnionej wody do wytwarzania

osadów CaCO

3

.

Eliminacja zjawiska mętnienia

wody obniżenie dawki

wapna, wprowadzenie

dodatkowych reagentów

• do 5 mgNa

2

CO

3

/dm

3

,

• 3-5 mg 5% roztwór MgCl

2

*6H

2

O

• pH 8,2,
• twardość 65-70 mgCaCO

3

/dm

3,

• wapna max 16÷18 mgCaO/dm

3

,

w okresie zimowym

VIIA

• 0 mgNa

2

CO

3

/dm

3

,

• 1-3 mg 5% roztwór

MgCl

2

*6H

2

O

• pH 7-7,5
• twardość 70 mgCaCO

3

/dm

3,

• wapna max 10 mgCaO/dm

3

WNIOSKI

• w analizowanych układach technologicznych

woda uzdatniona ma właściwości agresywne i

jest nienasycona w stosunku do CaCO

3

,

• wzrost dawki wapna powodował zjawisko

mętnienia wody,

• zjawisko mętnienia wody eliminowano

poprzez wprowadzenie dodatkowych

reagentów: węglan sodu i chlorek magnezu,

kosztem obniżki dawki wapna

• przy niskiej twardości i zasadowości w

układzie technologicznym WII, dawkując

węglan sodu i chlorek magnezu uzyskano

wodę o twardości powyżej 1,4 mval/dm

3

,

stabilną, nie mającej charakteru agresywnego

i skłonności do wytrącania osadu CaCO

3

.