Charakterystyka wód :

Wody podziemne - stały skład fiz- chemiczny, temperatura , przeważnie nie zawierają O ,zachodzą w nich procesy redukcyjne , występuje H2S, CO2 agresywny, duża zawartość żelaza i manganu, mniejsza liczba zanieczyszczeń, w głębszych warstwach są bardzo mineralizowane.

Wody powierzchniowe - zmienny skład fiz- chem. , temperatura waha sie od 0-25⁰C , natlenienie w granicach 100% nasycenia , częste przesycenie tlenem nasyconym , mało zróżnicowany stan mineralny , zależny od stanu zróżnicowania zlewni są duzo bardziej zanieczyszczone niż wody podziemne , zanieczyszczenia antropogeniczne , duża liczba glonów wpływa nie korzystnie na proces uzdatniania takiej wody (im starszy akwen tym jest bardziej zanieczyszczony) , w wodach stojących dużo częściej stwierdza się procesy eutrofizacji.

Skład wód podziemnych i powierzchniowych:

Wody podziemne :

- Gazy : powszechne ( N2 , O2 , CO2 , CH4 ) , mniej powszechne ( H2 , H2S , He, Ar ) , występujące lokalnie (NH3 , SO2, HCL, HF)

- Zanieczyszczenia organiczne - głównie związki humusowe , produkty przemiany materii organizmów żywych i związki pochodzące z rozkładu organizmów obumarłych

Cechy fizyczne wody :

- barwa , mętność , smak , zapach , temperatura ,

3) UKŁADY TECHNOLOGICZNE OCZYSZCZANIA WÓD

1.Podziemnych - otwarte , zamkniete(cisnieniowe) , mieszane.

Woda surowa-N-KR-F-D-Zb(woda uzdatniona) Woda surowa-N-S-F-D-woda uzdatniona

Uklady cisnieniowe :

POJED STOPIEN FILTR N ciś - F cisn - D - Zb nap. Cisnieniowe usuwa CO2 do 5 mval/dm3 woda może zawierac 2-3 mg Fe i 1 mg Mn

POJED STOPIEN FILTR Ncisn - Fcisn(usuw Fe, zloze z piasku kwarcowego) - Fcisn. usuw. Mn - D - Zb jeżeli będzie wiecej Fe i Mn wówczas stosujemy podwójny stopień filtracji.

ZASADOWOSC < 5mval/dm3 i agresywny CO2 lub niskie pH 6,6 - 6,7

N cisn - Dawkowanie reagentu do odkwaszania wapna Na2CO3, NaOH - F cisn usuw Fe - F cisn usuw Mn (zloze filtracyjne z masy do odkwaszana CaCO3 MgO lub Na2CO3) - Dezynf.

( przy duzej ilosci CO2 konieczne jest uzuelnianie zloza filtracyjnego)

PODWYZSZONA UTLENIALNOSC i SUBSTANCJE ORGAN

Ncisn - Koagulant (Al2SO3) lub utleniacz (KmnO4, NaOCl, H2O2)- Fcisn(podwyzsz agres CO2) - Fcisn - D - Zb

Układy mieszane:

N otw - F grawitacyjny - Pompa - F cisn - D - Zb

N otw - Fcsnien - Fcisnien - D - Zb

Układ otwarty:

Notw - F graw - F II sorpcja - D - Zb

Gdy wode koagulujemy powstaja zawiesiny wowczas stosujemy sedymentacje przed filtracja . Zawsze zachodzi w ukladach otwartych.

2.Powierzchniowych

Woda surowa-M.-K-S-F-D-woda uzdatniona

utlenianie

N -napowietrzanie

KR-komora reakcji

F-filtracja

D-dezynfekcja

S-sedymentacja

M-mikrosita

Ujecie - koagulacja w komorze reakcji - sedymentacja - F pospiesznzna lub powolna I , II - D - Zb

Koagulacja - zachodzi w komorach szybkiego i wolnego mieszania

Jezali w wodzie zachodzi duzo mikroorganizmow to wówczas stosujemy mikrosita przed koagulacja , lub utlenianie wstepne i posrednie przed filtracja

Zamiast mikrosit można zastoswac infiltracje - wode powierzchniowa wtlacza się do gruntu a nastepnie ujmuje się ja studzienkami. Po tym ukladzie stosuje się uklad oczyszczania jak dla wod podziemnych lu powierzchniowych.

4)Sedymentacja - Jest jednym z podstawowych procesów wykorzystywanych w oczyszczaniu wody, do usuwania z niej cząstek o gęstości większej od gęstości wody, a więc cząstek opadających.

1.Podział cząstek

-ziarniste - są to cząstki, które w trakcie sedymentacji nie będą zmieniały masy ani objętości np. żwirek, piasek;

-kłaczkowate - w trakcie sedymentacji będą się łączyć oraz zmieniać objętość i kształt;

2.Opadanie cząstek

-swobodne - zachodzi przy małej liczbie cząstek, zazwyczaj w przypadku cząstek ziarnistych;

-skupione - cząstki oddziałują na siebie, tworzą aglomeraty;

-zakłócone - podczas którego wiry powstające przy opadaniu cząstek większych powodują wypieranie cząstek drobniejszych ku górze, zmieniając tym samym, prędkość opadania;

3.Model matematyczny swobodnego opadania cząstek

Założenia

-cząstka jest kulą

-cząstka opada w ośrodku idealnie spokojnym (bez zakłóceń)

-w czasie opadania cząstka nie zmienia masy ani objętości

G- siła ciężkości

ρ_c-gęstość cząstki

ρ-gęstość wody

R- siła oporu

λ-współczynnik oporu

F_cz- powierzchnia czołowa cieczy

v_s- prędkość sedymentacji

Współczynnik λ zależy od liczby Reynoldsa

opadanie laminarne

opadanie przejściowe

opadanie turbulentne

4.Prędkość sedymentacji cząstki ziarnistej

R=G

[m/s]

-dla ruchu przejściowego

[m/s]

-dla ruchu burzliwego

[m/s]

-dla ruchu laminarnego

[m/s]

5.Zakłócone opadanie cząstek

Uwzględniając porowatość zawiesiny, prędkość opadania cząstek:

Funkcja
zależy od wielkości przestrzeni międzycząsteczkowych i kształtu opadających

cząstek. Jej wartość określa się doświadczalnie.

-dla cząstek kulistych

OSADNIKI - są to urządzenia, w których zachodzi proces usuwania zawiesin z oczyszczanej

wody. Służą do zatrzymywania zawiesin łatwo opadających, naturalnych lub wytworzonych w procesie koagulacji i chemicznego strącania związków trudno-rozpuszczalnych.

Rodzaje osadników:

-poziome

-pionowe

-poziomo-pionowe

-odśrodkowe

-wielostrumieniowe

-kontaktowe z osadem zawieszonym

o stałym przepływie przez warstwę osadu zawieszonego;

o przepływie pulsacyjnym;

bez przepływu przez warstwę osadu zawieszonego, z zawracaniem wytrąconego osadu i

mieszaniem go z dopływającą wodą;

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

α>1 - osadnik rzeczywisty

α=3 - osadnik poziomy

vo - prędkość sedymentacji cząstki

vp - prędkość przepływu wody

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.

Osadniki pionowe

Budowane są najczęściej jako urządzenia o przekroju kołowym i stosowane zazwyczaj do oczyszczania małej ilości wody. W tych osadnikach woda doprowadzana jest do rury centralnej lub do komory reakcji, skąd wypływa do komory klarowania lub warstwy osadu zawieszonego.

-prędkość pionowego przepływu wody
;

-powierzchnia strefy klarowania
;

-średnica klarownika
;

-objętość osadnika

-czas przetrzymania wody w osadniku 1,5
2h;

-spust osadu z leja osadowego co ok. 8h;

5) FLOTACJA

jest to usuwanie cząstek o gęstości mniejszej lub nieznacznie większej od gęstości wody.

Flotacja gazowa

-wytworzenie pęcherzyków gazu w objętości oczyszczanej wody;

-aglomeracja cząstek stałych z pęcherzykami gazu;

-separacja powstałych aglomeratów;

Podział ze względu na sposób wytworzenia pęcherzyków:

flotacja ciśnieniowa

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

-podwyższenie ciśnienia, rozprężenie układu z wydzieleniem pęcherzyków;

flotacja bezciśnieniowa

-wprowadzenie pęcherzyków powietrza bez korekty ciśnienia;

mikroflotacja

-powietrze rozpuszczone przy przepływie przez 10 m kolumnę z góry do dołu pod ciśnieniem hydrostatycznym, uwolnienie pęcherzyków powietrza przy przepływie odwrotnym;

elektroflotacja

-pęcherzyki wytwarzane w wyniku elektrolizy wody (zaleta - pęcherzyki są tej samej wielkości);

Zbiorniki saturacyjne- nasycenie wody powietrzem pod zwiększonym ciśnieniem

-Prawo Henry'eg

A_r - rozpuszczalność powietrza w wodzie [dm³/m³];

Pa - ciśnienie absolutne;

K - stała zależna od temperatury

im wyższe ciśnienie tym rozpuszczalność powietrza w wodzie wyższa;

im niższa temperatura tym rozpuszczalność powietrza w wodzie wyższa;

Ilość powietrza wydzielonego z wody w czasie rozprężania układu do ciśnienia

atmosferycznego A:

f- współczynnik nasycenia wody powietrzem, zależy od ilości wtłoczonego powietrza do wody, typu urządzenia do saturacji, od czasu kontaktu powietrza z wodą;

Minimalna ilość powietrza umożliwiająca flotację A_min:

c_z - stężenie zawiesin poddawanych flotacji w wodzie surowej;

ρ - gęstość wody;

ρ_z - gęstość zawiesiny;

ρ_g - gęstość gazu;

6)Koagulacja -

Zastosowanie - jest procesem powszechnie stosowanym w oczyszczaniu większości wód powierzchniowych, rzadziej infiltracyjnych i podziemnych. Jest to metoda oczyszczania wód zawierających koloidy oraz zawiesiny trudno opadające. Podwyższona mętność oraz opalescencja wody wskazują na obecność w niej koloidów.

Budowa czastki:

1.Mechanizmy koagulacji

-kompresja - zagęszczenie warstwy dyfuzyjnej - koagulacja elektrostatyczna;

-koagulacja przez reakcję chemiczną;

-adsorpcja z neutralizacją ładunku cząstki:

destabilizacja koloidu zaczyna się natychmiast po przekroczeniu iloczynu rozpuszczalności przez wodorotlenki glinu lub żelaza, których rozpuszczalność zależy od pH,

-współstrącanie (koagulacja zmiatająca) - uwikłanie w sedymentujący osad;

rodzaj tej koagulacji zależy od rodzaju koagulanta i strącania wody;

przy przesyceniu wody produktami hydrolizy o 3 - 4 rzędy wielkości (1-7 sekund);

zachodzi w regionach najmniejszej rozpuszczalności wodorotlenków pochodzących z

wodorotlenków żelaza i glinu;

-adsorpcja umożliwiająca mostkowanie między cząstkami;

koagulant tworzy struktury polimeryczne adsorbujące się na co najmniej dwóch cząstkach

koloidu;

3.Czynniki wpływające na przebieg koagulacji

-dawka i rodzaj koagulanta;

-pH;

-temp.;

-stężenie koloidów (często mierzone mętnością);

-barwa - im wyższa, tym trudniej skoagulować wodę;

-inne jony w roztworze;

-sposób mieszania (ważny jest kształt i wielkość mieszadeł)

-potencjał ξ;

7) Filtracja

Celem filtracji jest oddzielenie fazy stałej od ciekłej podczas przepływu wody przez ośrodek porowaty.

Filtracja jest procesem zapewniającym usuwanie z oczyszczanej cieczy cząstek o średnicy >0.1 μm Proces ten realizowany jest w urządzeniach nazywanych filtrami.

Procesy fizyczne zachodzące w złożu filtracyjnym

- cedzenie zawiesin w wodzie wpływającej na filtr na powierzchni złoża filtracyjnego;

- odrywanie cząstek osadu zatrzymanego w porach złoża przez siły wywołane przepływem wody;

- dyfuzja najdrobniejszych cząstek zawartych w wodzie, które nie podlegają procesowi sedymentacji (cząstki < 10^-6 m);

- przyciąganie cząstek zawiesiny przez siły elektrokinetyczne występujące na powierzchni ziaren;

Procesy chemiczne zachodzące w złożu filtracyjnym

- filtracja przez złoże aktywne chemicznie

*jonity;

*stabilizacja wody przy zastosowaniu mas odkwaszających;

- filtracja przez złoże nieaktywne chemicznie

*katalityczne działanie warstewki tlenków i wodorotlenków żelaza i manganu;

*działanie wodorotlenków pokoagulacyjnych;

Procesy biologiczne zachodzące w złożu filtracyjnym

- powstawanie błony biologicznej na filtrach powolnych;

- filtry pospieszne

*usuwanie azotanów w procesie denitryfikacji w złożu filtracyjnym;

* biologiczne usuwanie manganu w złożu uaktywnionym;

Mechanizm filtracji : podczas przepływu wody przez złoże filtracyjne zawiłymi drogami o nieregularnych kształtach i zmien­nych przekrojach usuwane są cząstki o znacznie mniejszych wymiarach niż pory, co dowodzi iż w zatrzymywaniu zanieczyszczeń w złożu filtracyjnym współuczestniczy wiele zjawisk. Należą do nich przede wszystkim: cedzenie, sedymentacja, flokulacja, kohezja, adhezja i dyfuzja, stanowiące o mechanizmie transportu cząstek do ziarn złoża, oraz adsorpcja i oddziaływania elektrostatyczne, decydujące o mechanizmie przyciągania .

1.Cedzenie

d_cz - średnica cząstki cedzonej;

d_z - średnica ziaren złoża;

2.Sedymentacja

-cząstki o wymiarach
;

- cząstki o gęstości

- efekt sedymentacji

- współczynnik lepkości dynamicznej wody;

- prędkość filtracji;

g - przyspieszenie ziemskie;

Δρ - różnica gęstości ziaren złoża filtracyjnego i wody;

3. Dyfuzja.

- cząstki o wymiarach
;

- efekt dyfuzji

T - temperatura;

- stała Bolzmana;

4.Przyciąganie.

-cząstki znajdujące się w odległości ≤ 0,5d_cz od ziaren materiału porowatego;

efekt przyciągania w złożu;

Straty ciśnienia filtracyjnego zależą od:

-rozkładu uziarnienia;

-porowatości złoża;

-prędkości filtracji;

-wysokości złoża;

-czasu pracy złoża;

- równanie Darcy'ego

k - współczynnik filtracji;

H - wysokość strat ciśnienia;

L - wysokość złoża filtracyjnego;

- straty ciśnienia w czystym złożu filtracyjnym

Podział filtrów:

1.Ze względu na prędkość filtracji

-filtry powolne

-filtry pospieszne
;

-filtry super pospieszne
;

2. Ze względu na sposób wymuszania przepływu

-zamknięte - ciśnieniowe;

-otwarte - grawitacyjne;

3.Ze względu na liczbę warstw materiału filtracyjnego

-jednowarstwowe;

-wielowarstwowe;

4. Ze względu na rodzaj procesu zachodzącego w złożu filtracyjnym

-sorpcyjne;

-jonowymienne;

-kontaktowe;

-katalityczne;

-aktywne chemicznie;

-aktywne biologicznie;

-do mechanicznego cedzenia zawiesin;

FILTRY POWOLNE

1.Zastosowanie:

-

-

-

2.Układy technologiczne:

-filtracja powolna-dezynfekcja

-sedymentacja- filtracja powolna-dezynfekcja

-sedymentacja-filtracja pospieszna- filtracja powolna-dezynfekcja

3.Skuteczność:

-usuwanie bakterii i wirusów - 90%;

-obniżenie mętności - ok. 90%;

-obniżenie utlenialności - ok. 60%;

4.Materiał filtracyjny - piasek kwarcowy

-warstwa podtrzymująca uziarnienie 2-32mm ,wysokość 0,45-0,6m

-warstwa filtracyjna

uziarnienie 0,15-2mm

wysokość 0,7-1,5m.

-d₁₀=0,25-0,35mm

-WR=1,5-3,6

5.Długość cyklu filtracji

-1-6 miesięcy

6.Najwyższa dopuszczalna strata ciśnienia filtracyjnego

-20-40mm

FILTRY POSPIESZNE

1.Zastosowanie:

-zatrzymywanie zawiesin pochodzenia naturalnego, pokoagulacyjnych, po procesie zmiękczania

-usuwanie z wody związków żelaza i manganu

-przyspieszenie procesów koagulacji i zatrzymanie produktów koagulacji - filtry kontaktowe

-sorbowanie wielocząsteczkowych związków zawartych w wodzie przy zastosowaniu filtrów z warstwą węgla aktywnego

2.Podział:

-ze względu na rodzaj złóż filtracyjnych

jednowarstwowe

wielowarstwowe

-ze względu na sposób wymuszania przepływu przez filtr

otwarte - grawitacyjne

zamknięte - ciśnieniowe

Filtry pospieszne - grawitacyjne - otwarte

Metody eksploatacji - stała prędkość filtracji.

1.Filtry Habera

złoże filtracyjne - kulki styropianowe o średnicy 1,2-2mm

wysokość złoża1,65m

Zastosowanie:

-złoże wprowadzane do usuwania manganu

-złoże zasiedlone bakteriami nitryfikacyjnymi

1.Filtry bezzaworowe

Zastosowanie:

-do uzdatniania wód przemysłowych, samoczynne płukanie spowodowane przyrostem strat ciśnienia filtracyjnego;

2.Filtry suche

powietrze wprowadzane współ- lub przeciwprądowo

woda przesącza się przez nie zalane wodą złoże filtracyjne

zwierciadło wody poniżej warstwy filtracyjnej

uziarnienie 1,2-2,7mm

wysokość 1,5-2,0m.

Zastosowanie:

-do uzdatniania wód podziemnych zawierających znaczne ilości azotu amonowego 5-10mgN/dm³ oraz do usuwania

żelaza i manganu.

1.Filtry kontaktowe

zawartość zawiesin w wodzie dopływającej na filtr do 150 mg/dm³

min. długość cyklu filtracyjnego - 6h

wysokość 2,0-2,5m

d₁₀=0,55-0,65mm

pojemność złoża na zanieczyszczenia 7500 mg/dm³

Zastosowanie:

-koagulacja kontaktowa w złożu filtracyjnym

1.Filtry dwustrumieniowe

wysokość górnej warstwy piasku 0,45-0,6m

wysokość dolnej warstwy piasku 0,75-0,8m.

Zalety:

-podwójna powierzchnia filtracyjna

1.Filtry namywane

materiał namywany - ziemia okrzemkowa o mikroskopijnym uziarnieniu

mechanizm - cedzenie przez tzw. placek filtracyjny

Zastosowanie:

-baseny kąpielowe

8)UTLENIANIE CHEMICZNE

1.Zastosowanie:

-utlenianie żelaza II i manganu II

-usuwanie siarkowodoru i siarczków

-usuwanie substancji odpowiedzialnych za B i M

-unieszkodliwianie zoo- i fitoplanktonu

-destrukcja materii organicznej zawartej w wodzie surowej

-destabilizacja koloidów - wspomaganie koagulacji

-dezynfekcja końcowa

-usuwaja niekiedy nawet barwe spowodowaną glonami

Wady stosowania utleniania hemicznego:

Mogą powstawać nowe wtórne zanieczyszczenia będące produktami reakcji utleniacza ze składnikami oczyszczanej wody. Przy stosowaniu utleniaczy chlorowych sa to glownie chlorowe pochodne zwiazkow organicznych., a przy ozonie nie w pelni utlenione zwiazki organiczne.

Stosowanie utleniaczy zarówno w celu utleniania jak i dezynfekcji niesie za soba niebezpieczenstwo powstania ubocznych produktow (UPU).Powstawac mogą również halogenowe pochodne zwiazkow organicznych (TOX).

2.Najczęściej stosowane utleniacze:

-tlen

-chlor - stosowany do usuwania H2S ,siarczków organicznych dwusiarczkow i merkaptanów i zanieczyszczen przemysłowych, fenoli ,reaguje z wielkoczasteczkowymi czastkami

-ozon - usuwa syntetyczne i naturalne związki organiczne. Dla calkowitego utlenienia zwiazku dawka ozonu wynosi 8gO3/1g RWO. Jest stosowany do utleniania zwiazkow smakowo i odorotworczych., fenoli, produktów ropy naftowej,

-nadmanganian potasu - do usuwania zanieczyszczen zapachowych, utlenia zwiazki organiczne,

-dwutlenek chloru - nie eliminuje tak dobrze zapachu jak ozon, preferowany jest jednak w europie i usa

3.Utleniacze muszą być:

-tanie

-łatwo stosowalne

-łatwy transport

-łatwe przechowywanie

-nie mogą być szkodliwe dla zdrowia

POWIETRZE

1.Zastosowanie:

-desorpcja gazów lub związków lotnych z wody

CO₂

H₂S

NH₃

-źródło tlenu w procesach utleniania

odżelazianie

odmanganianie

nitryfikacja

2.Skład powietrza:

-azot - 78%

-tlen - 29%

-argon - 0,9%

-dwutlenek węgla 0,031%

-inne gazy szlachetne

3.Opis matematyczny procesu napowietrzania

-prawo Henry'ego

p- ciśnienie cząstkowe składnika w fazie gazowej

x- ułamek molowy składnika w wodzie

H- stała Henry'ego, określa min. ilość powietrza konieczną do całkowitego usunięcia danego

składnika z wody

c_a- stężenie związku w powietrzu

c_w- stężenie związku w wodzie

V_a- objętość powietrza

V_w- objętość wody

ZASTOSOWANIE POWIETRZA W UZDATNIANIU WODY

1.Odżelazianie i odmanganianie

Etapy tworzenia Fe(OH)₃

-hydroliza związków żelazawych

-dysocjacja wodorotlenków na proste jony

-utlenianie Fe II

-wytworzenie koloidu Fe(OH)₃

-usuwanie wytrąconego wodorotlenku

2.Utlenianie dwutlenku węgla i siarkowodoru

Podział urządzeń do wprowadzania powietrza do wody

a)Ze względu na sposób mieszania wody z powietrzem

-woda rozprowadzana w postaci drobnych kropelek lub strug

-powietrze wprowadzane do wody

b)Ze względu na ciśnienie pod jakim odbywa się proces

-areatory otwarte

-areatory zamknięte (ciśnieniowe)

9)Dezynfekcja

Bakterie chorobotwórcze

Woda powierzchniowa i plytkie wody podziemne mogą zawierac bakterie chorobotworcze, wirusy i ichformy pretrwalnikowe, pasozyty i wyzsze organizmy. Szczególnie niebezpiecznym jest pirwotniak Cryptosporidium parvum bo jest odporny na chlorowanie ale jest usuwany w procesie koagulacji i sedymentacji i filtracji. 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 ie jest spelnione.

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

CHLOR

1.Zastosowanie:

a)utlenianie wstępne

-niszczenie zoo- i fitoplanktonu

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

b)usuwanie amoniaku poprzez chlorowanie do punktu przełamania

-dezynfekcja

2.Wady

-powstawanie THM, kwasów halogenooctowych

-podwyższenie aktywności mutagennej wody

3. Zalety

-cena

-dostępność

4.Parametry fizyczne chloru

-żółtozielony gaz o charakterystycznym zapachu

-2,5 razy cięższy od powietrza

-temp. wrzenia -34^oC

-wyczuwalny w powietrzu przy stężeniu 0,01mg/dm³

-wywołuje śmierć przy stężeniu 2,9mg/dm³

4.Działanie Cl w wodzie

a)po przereagowaniu z nieorganicznymi reduktorami powstają chlorki

b)po przereagowaniu z organicznymi substancjami obecnymi w wodzie powstają UPU

chloroform

-kwasy chloroorganiczne

-chloroketony

-chloroaldehydy

5.Uboczne produkty chlorowania

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

6.Urządzenia do wprowadzania chloru do wody

W skład instalacji do dawkowania chloru wchodzi:

-parowalnik

-ciśnieniowe lub próżniowe urządzenie do dawkowania chloru

-instalacja do neutralizacji chloru

-NaOH

-węgiel aktywny

Jeżeli chlor jest w beczkach, to odległość chlorowni od pozostałych obiektów min. 100m, a jeśli w butlach - 50m.

10) Odkwasanie

Cel: usunięcie agresywnego dwutlenku węgla:

-z wód podziemnych i infiltracyjnych;

-powstałego w wyniku koagulacji domieszek wód powierzchniowych;

-przy zmiękczaniu i demineralizacji wód kotłowych;

-po dekationizacji na kationitach wodorowych;

Metody odkwaszania wód:

Fizyczna

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);

Metody chemiczne

Tą metode stosuje się gdy wczesniej nie była stosowana metoda fizyczna lu 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

11)Odżelazianie i odmanganianie

Problem wystepuje zwykle w oczyszczaniu wod podziemnych ,infiltracyjnych zadziej powierzchniowych. Żelazo wystepuje w ilosciach do 100g Fe/m3, mangan 0-100 g Mn/m3. Wiekszosc wod do 100m glebokosci zawiera 10 g Fe/m3 a manganu 0,5 g Mn/m3. Wody infiltracyjne często zdaza się ze zawieraja ilosci ponadnormowe.

Istota odzelaziania polega na utlenieniu jonow Fe II do FeIII i usuwaniu wytraconych zwiazkow Fe(OH)3 z oczyszczanej wody w procesie sedymentacji i filtracji.

Formy wystepowania zelaza:

Fe(HCO3)2 - stosuje się najprostrzy uklad uzdatniania wody : napowietrzanie - sedymentacja

przy znacznych ilosciach Fe(OH)3 - odzelazianie (filtracja pospieszna) - dezynfekcja

FeSO4 - do powyzszego ukladu wlaczony jest proces alkalizacji

Zelazo może wystepowac również w zwiazkach nieorganicznych i organicznych

Chemizm usuwania zelaza (procesy jednostkowe)

Hydroliza związków zelaza:

Fe(hCO3)2 + 2H2O - Fe(OH)2 + 2H2CO3

FeSO4 + 2H2O - Fe (OH)2 + H2SO4

Utlenianie jonow FeII do FeIII:

4Fe⁺² + O2 + 10 H2O - 4Fe(OH)3 + 8H⁺

Fe + substancje organiczne:

Zastosowanie utleniania wstepnego ,silne utlenianie zwiazkiem chloru, ozon , nadmanganian potasu.

Koagulacja realizowana w różny sposób

-kontaktowa

-w warstwie osadu zawiszonego

-objetosciowa

Prowadzenie koagulacji i nakwaszenie roztworu rownoczesnie najbardziej skuteczna.

USUWANIE MANGANU:

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 twozy 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

Inne metody usuwania manganu:

- utlenianie w warstwie wodonosnej

- wymiana jonowa

- sorpcja jonow Mn II na wodorotlenku zelazowym

- filtracja przez zloze z mineralow manganowych

12) Gospodarka ściekami i osadami

W zakladach oczyszczania wodymoga powstawac nastepujace osady :

- pokoagulacyjny

- wodorotlenku zelazowego wytraconego z wody podziemnej

- powstajace podczas straceniowych metod oczyszczania wody(zmiekczania , oraz wydzielone ze sciekow) . Do sciekow naleza przede wszystkim popluczyny z filtrow , po plukaniu zbiornikow i urzadzen.

Ilosc osadow i sciekow:

- filtracja - 2% Q

- zmiekczanie metodami straceniowymi 5%Q

- zmiekczanie w jonitach 3,5%Q

- usuwanie zawiesin i glonow w mikrositach 2,2%Q

- koagulacja 48- 80 kg/1000m3 wody (w zaleznosci od koagulanta)

Przeróbka osadów:

Celem gospodarki osadami i popłuczynami jest max. zmiejszenie ich objetosci oraz zagospodarowanie w sposób bezpieczny dla srodowiska.

Procesy jednostkowe stosowane w gospodarce osadami :

- zageszczanie grawitacyjne

- kondycjonowanie

- odwadnianie mechaniczne

- suszenie

odzyskiwanie reagentow i wody osadowe

- ostateczne usuwanie osadow

---