Sekwencja w oczyszczaniu w wód powierzchniowych

Wody powierzchniowe podlegają oczyszczaniu z zanieczyszczeń wprowadzanych przez człowieka. Ciąg technologiczny dla oczyszczania wody powierzchniowej:

zawiesina→ ↓O₃

Koagulacja

Flokulacja

Sedymentacja

Filtracja

Adsorpcja

Dezynfekcja

Wstępne↑

oczyszczanie

Parametry charakteryzujące wodę powierzchniową:

- barwa

- mętność

- utlenialność

- OWO-ogólny węgiel organiczny

- absorbancja

-zawiesina

Na podstawie tych parametrów dobieramy technologie oczyszczania. Jakość wody określa się na podstawie: mętności, barwy, zawartości zw. org.(rozpuszczalnych, koloidalnych i zawieszonych), smaku i zapachu. Ważnymi wskaźnikami są WWA, PCB, BZT₅, ChZT, ChZO, THM, związki humusowe.

Proces koagulacji – stosuje się go gdy do układu dostaną się zw. organiczne które z Fe tworzą kompleksy nieusuwalne w zwykłym procesie. Koagulacja (destabilizacja układu koloidalnego) składa się z destabilizacji i flokulacji (proces powstawania kłaczków wtedy jest możliwa sedymentacja), usuwamy w niej trudno opadające zawiesiny (zawiesina powoduje mętność ), koloidy barwne. Następnie stosujemy filtracje, adsorpcje, dezynfekcje.

Schemat procesu:

a)koagulacja  sedymentacjafiltracja

b)adsorpcja(usuwa zw. rozpuszczone)

c)dezynfekcja (zawsze jest stosowana w układach, prowadzimy ją w zbiorniku wody czystej)

Można wprowadzić dodatkowo procesy utleniania: A- utl. wstępne (dawkujemy na pocz. układu) B- utl. Pośrednie (przed adsorpcją) C- utl. końcowe(jest to dezynfekcja)

Klasy czystości wody powierzchniowej:

1. ze względu na technologię jaką trzeba stosować do oczyszczania:

a) klasa A – wymaga najprostszych metod, np. filtracja;

b) klasa B – do oczyszczania wymagane jest zastosowanie większej ilości procesów, np. koagulacja=>filtracja=>dezynfekcja;

c) klasa C – oczyszczanie najbardziej skomplikowane, prawie wszystkie bądź wszystkie technologie oczyszczania, np. koagulacja=>sedymentacja=>adsorpcja=>utlenianie itp.;

2. podział ze względu na jakość:

a) klasa I => BZT₅ 0-3;

b) klasa II => BZT₅ 3-6;

c) klasa III => BZT₅ 6-12;

d) klasa IV => BZT₅ powyżej 12, pozaklaso

Główne czynniki kształtujące skład wód powierzchniowych

• Budowa geologiczna zlewni i wielkość kompleksu sorpcyjnego gleb

• Topografia zlewni

• Procesy wietrzenia i rozpuszczania minerałów budujących zlewnię

• Procesy fizyczne ( sedymentacja, sorpcja)

• Procesy chemiczne ( hydroliza, reakcje redoks, strącanie i kompleksowanie)

• Prędkość natężenia przepływu

• Wielkość powierzchni kontaktu wody z powietrzem atm.

• Mieszanie się wód o różnym składzie

• Rodzaj organizmów wodnych i aktywność przemian biologicznych

• Warunki atmosferyczne ( temperatura, wysokość opadów)

• Sposób i stopień zagospodarowania zlewni

• Rodzaj obiektów hydrotermicznych

• Sposób użytkowania wód

• Głębokość zbiorników wód i ich lokalizacja w stosunku do źródeł emisji zanieczyszczeń.

Oczyszczanie wód powierzchniowych. Proces koagulacji – stosuje się go gdy do układu dostaną się zw. organiczne które z Fe tworzą kompleksy nieusuwalne w zwykłym procesie. Koagulacja (destabilizacja układu koloidalnego) składa się z destabilizacji i flokulacji (proces powstawania kłaczków wtedy jest możliwa sedymentacja), wsuwamy w niej trudno opadające zawiesiny (zawiesina powoduje mętność ), koloidy barwne. Schemat procesu: a koagulacja  sedymentacjafiltracjabadsorpcja(usuwa zw. rozpuszczone)cdezynfekcja (zawsze jest stosowana w układach, robimy ją w zbiorniku wody czystej). Schematy mogą być modyfikowane przez procesy utleniania: A- utlenianie wstępne (dawkujemy na pocz. układu) B- utl. pośrednie C- utl. końcowe(jest to dezynfekcja) metody koagulacji 1. Dodawanie koloidów o znaku przeciwnym do koloidu którego chcemy oczyścić(ładunek możemy obliczyć z zetametru, potencjał należy tak obniżyć by destabilizować koloid) 2.dodanie elektrolitu który zmniejsza potencjał w wodzie 3. Działanie promieniowania gama i beta 4. Ogrzewanie 5. Działanie mechaniczne(np. wytrząsanie) 6. Stosowanie procesów dechydradacji (usuwa warstwę na której jest ładunek) 7. Wymrażanie Koagulacje stosujemy przez dodanie elektrolitu soli zw. soli hydrolizujących- koagulanty. Do koagulantów należą: siarczan glinu Al₂(SO₄)₃  18 H₂O, siarczan glinowo potasowy Al₂(SO₄)₃  K₂SO₄  24 H₂O, siarczan żelazowy Fe₂(SO₄)₃  9 H₂O, glinian sodowy Na₂Al₂O₄ (tam gdzie nie ma tlenków i temp. jest niska), chlorek żelazowy FeCl₃ 6 H₂O, Mechanizm koagulacji na przykładzie siarczanu glinu: Al2(SO4)3dysocjacja 2 Al.⁺³ + 3SO4^-2 , hydroliza I stopnia 2 Al.⁺³+2H2O2Al.(OH)2⁺ + 2H⁺ , II stopień hydrolizy 2Al.(OH)2⁺+2H2O  2Al(OH)₂⁺ +2H⁺  9 H₂O, III stopień hydrolizy 2Al(OH)₂⁺+ 2 H₂O2Al(OH)₃ + 2H⁺ , suma Al₂(SO₄)₃ + 6 H₂O2Al(OH)₃ + 6H⁺ + 3SO₄^-2 , ph= 3-7,5 koloid z wody ma znak - , ph=8,2-9,0 koloid ma znak + , każdy koagulant ma optymalny zakres do którego należy dążyć. Ustalanie wielkości dawki koagulantu Są empiryczne formuły na których możemy oszacować wielkości dawki np. dawka która musi być przetestowana czy jesteśmy przy ph 1 czy ph 2
D=Mętności [g/m³], D=(6-8) barwy , należy później robić test bankowy ( odpowiednio dajemy , mieszamy , tworzą się floki),mieszanie szybkie by szybko shomogenizować ok3 min , 20-30min wolne mieszanie i wtedy tworzą się floki. Mamy mieszadła z osią pionową poziomą , turbinowe, płytowe ramowe śrubowe . generalnie rodzaj urządzenia zależy od ilości floków