1 Podstawowy cel,rodzaje i skala badań technologicznych:Badanie technologiczne przeprowadza się dla konkretnej wody przewdzianej dla projektowanego wodociągu.Celem jest dostarczenie niezbędnych danych do udokumentowania sprawności technologicznej roznych metod uzdatniania wody,aby stworzyc metode o najlepszych walorach technicznych i ekonomicznych.Okreslenie charakterystyki wybranych operacji i procesow jednostkowych przyjętej koncepcji technologicznej - ustalenie parametrów niezbędnych do zaprojektowania obiektów i urządzeń do prowadzenia procesu technologicznego.Koncepcja technologiczna jest to zespół operacji i procesów jednostkowych (np.:Koagulacja,uzdatnianie,dezynfekcja) które po wybraniu i zestawieniu w odpowiedniej kolejności tworzą układ technologiczny umożliwiający ośiągniecie żądanych parametrów jakościowych układu oraz właściwości wody ujmowanej z wybranego źródła.

Podejmowane dla potrzeb projektowych badania technologiczne dzieli się na rodzaje: -badania podstawowe -badania uzupełniające.Podstawowe badanie ma za zadanie określenie efektów uzyskiwanych w poszczególnych operacjach jednostkowych oraz sprawdzenia i skorygowania przyjętej wstępnej koncepcji technologicznej. Podstawowe badanie wykonuje się na modelach w skali laboratoryjnej lub ułamkowo-technicznej.Cechą badań prowadzonych w tych skalach jest otrzymywanie wyników jakościowych.Czynnik ilościowy jest ograniczony ze względu na dużą różnice skali modelów laboratoryjnych (bezprzepływowych) czy ułamkowo-technicznych(z okresowym lub stałym przepływem wody) a urządzeniami stosowanymi w technice.Wyniki badań podstawowych informują czy informacje z nich wystarczają do stosowania koncepcji procesu czy jednak potrzebne są b.uzupełniające.Badania uzupełniające prowadzi się zazwyczaj na modelach w skali półtechnicznej i pilotowej.Modele pracują w warunkach przepływowych.są bogato wyposażone w aparature kontrolno-pomiarową oraz stanowią zmniejszone moduły urządzeń technicznych (skala Półtechniczna).Często modele zestawia się w ciągi odpowiadające schematowi technologicznemu (skala pilotowa).Badanie uzupełniające pozwala uzyskać szczegółowe informacje o zakresie i przekroju zmienności parametrów technologicznych,o zużyciu energii elekt., materiałów pomocniczych oraz o ilóści i jakości odpadów,także o kontroli i automatyzacji procesu, wytycznych konstrukcji.Czyli ostatecznie przesądza o wyborze koncepcji technologicznej oraz dostarcza komplet informacji do zaprojektowania S.U.W. Prowadzenie badań w skali półtechnicznej i pilotowej jest długie i kosztowne w przypadku wód trudnych do uzdatniania.

2 Cechy wód powierzchniowych:Zmienny skład w różnych miejscach i na różnych głębokościach.Barwa- spowodowana jest substancjami koloidalnymi, substancjami rozpuszczonymi,glonami. Powoduja ją barwne frakcje substancji humusowych, ze zlewni bagiennych,torfowych i żelazowych (barwa żółto-brunatna).Wody zanieczyszczone ściekami przyjmują kolor sztucznych barwników ze ścieków.W Polsce od 5-250gPt/m3.

MĘTNOSĆ - Spowodowana obecnością drobno zdyspergowanych zawiesin,zależy od stężenia wody w rzece.Wacha się w dużych granicach TEMP - Wacha się w ciągu rok,lato do 25 st.C,zima zbliza się do 0 st.C

PH - Wskaźnik składu chemicznego,od 6,5 - 8,5 ZAWARTOSC SUBSTANCJI MINERALNYCH- Waha się w zależności od rodzaju zlewni, podloza rzeki,oporow,znaku jakości, CO2+ zwykle niewystepuje. SIORKOWODOR, AMON-tylko w powierzchniach b.zanieczyszczonych.ZANIECZYSZCENIA MINERALNE I ORGANICZNE - wystepuje.ZYWE OGRANIZMY - bakterie, wirusy, plankton. EUTROFILACJE-wystepuje.

3. cechy wód podziemnych.

W miarę stały skład wód podziemnych, niższa barwa i mętność, zawartośc związków manganu i żelaza( najczęściej kwaśne węglany żelazawe i manganawe, w mniejszych ilościach siarczyny tych 2 kationów, niektóre wody podziemne mogą zawierać organiczne związki żelaza i manganu). W wodach dobrze natlenionych(powierzchniowych)związki żelazawe przechodzą w trudno rozpuszczalny trójwartościowy wodorotlenek żelaza. Zawartość manganu żelaza wacha się w granicach od części miligrama do kilku a nawet kilkudziesięciu miligramów na litr. często są kwaśne (nadmiar CO_2). Woda podziemna jeszcze ciągle uważana jest za najlepszą do celów wodociągowych i jeszcze stosunkowo niedawno można ją było w niektórych przypadkach użytkować nawet bez dezynfekcji. Temperatura wód jest zwykle prawie stała, w granicach 7-12°C, jedynie wody z głębokich warstw mogą mieć temperaturę; podwyższoną do 17°C.

Skład i cystośc zależy przede wszystkim od rodzaju,składu,budowy,geologicznej i grubości warstwy gruntu pod którym zalegają.Woda z powierchni ziemi,przenikając w głąb, ługuje z powierzchi i z górnych warstw gruntu różne substancje zmieniając jednocześnie swoją jakość i właściwości.Wody podziemne charakteryzują się dużą przeźroczystością brakiem bakterii, znaczną zawrtością rozpuszczonych soli, znaczną zawartością żelaza i mangau, dwutlenku węgla, siarkowodoru i niezbyt dużą wartością azotu amonowego, azotanów i substancji organicznych. Ich skład chemiczny i temperatura nie ulegają dużym zmianom w ciągu roku. Z tych to względów wody podziemne zawierają tylko domieszki autochtoniczne jak dotychczas stanowią doskonałe źródło wody pitnej, jednak ich zasoby nie we wszystkich regionach SA na tye duże aby mogły pokryć niezbędne zapotrzebowanie. W ciąg ostatnich lat możemy zaobserwować pojawienie się w wodach podziemnych zanieczyszczeń antropogenicznych, które ujemnie oddziaływają na jakość wód.Zanieczyszcz. antrop. To przede wszystkim pestycydy, wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne(ropopochodne), metale ciężkie, azotany i bakterie. Źródłem tych zanieczyszczeń są przede wszystkim substancje chemiczne odprowadzane do atmosfery, które wraz z kwaśnymi deszczami przedostają się do wód podziemnych, ścieki komunalne i przemysłowe odprowadzane do w,od powierzchniowych i gruntu, spływy powierzchniowe z terenów objętych nawożeniem o chroną roślin oraz odpady stałe gromadzone w sposób niekontrolowany

4 Wady i zalety chloru,dawka chloru i ozonu.

Dezynfekcja chlorem:Wymaga wstępnego określenia dawki chloru i czasu jego kontaktu z wodą.Paramatry te zależą od poziomu skażenia bakteriologicznego i składu fizyko chemicznego wody. Chlorowania stosowane jeset w technologii uzdatniania wody w procesach dezynfekcji wody, usuwanie zapachu i smaku pochodzenia naturalnego, usuwanie związków azotu amonowego z wody, utlenianie Fe2+ i Mn2+ przy uzdatnianiu wód podziemnych, przy czym metode tę można stosować w wypadku wód pozbawionych lub o niskiej zwartości związków organicznych będących prekursorami chlorowanych zw.organicznych. Cl2+H2O-> HOCl+H⁺+Cl-. Kwas podchlorawy może dalej dysocjowac: HClOH++OCl-W przypadku reakcji chlorau z amoniakiem powstają chloraminy: NH3+Cl2-> NH2Cl+H++Cl- Wady- tworzenie THM,pogorszenie wasnoci organoleptycznych wody,zwłaszcza przy zbyt dużym nadmiarze w wodzie, efekt zalezy od PH(malej gdy PH rosnie),wchodzi w reakcje z Azotem Amonowym(chloraminy),tworzy uboczne efekty dezynfekcji o działaniu mutagennym i kancerogennym(THM-y,TOX i inne),agresywny w stosunku do metaliw stanie zawilgoconego gazu,wymaga zapewnienia odpowiedniej strefy ochronnej, a także odpowiednich warunków transportu, magazynowania oraz urządzeń do neutralizacji,wymaga utrzymania na stacji uzdatniania wyspecjalizowanej służby technicznej.Zalet- jest skuteczny,tani,trwaly,dobrze zabezpiecza prze wtornym zanieczyszczeniem, kontrola procesu dobrze opanowana, niskie koszty inwestycyjne i eksploatacyjne.Dezynfekcja Dwutlenkiem chloru - Wady:Ma właściwości wybuchowe i dlatego wytwarzany jest na miejscu zastosowania, wymagana jest scisla kontrola pracy generatora,urzadzenia musza być zabezpieczone przed korozja,tworzy uboczne produkty dezynfekcji(chlorany,chloryny)trudność z transportem i magazynowaniem.Zalety:wysoki efekt dezynfekcji w szerokim zakresie PH,poprawia własności organoleptyczne,niewchodzi w reakcje z azotem amonowym,nie tworzy THM,niskie kosztu inwestycyjne,dobre zabezpiecznie prze wtornym zanieczyszczeniem. Powsawanie: 2NaClO₂+Cl₂=>2ClO₂+2NaCl lub 6NaClO₂+4HCl->4ClO₂+6NaCl+2H₂O W środowisku alkaicznym często ulega reakcji dyspergowania: 2ClO₂+2OHClO₂^-+ClO₃^-+H₂O Dezynfekcja ozonem - Wady:Tworzy produkty uboczne(aldehydy,estry,alkany),niezabezpiecza przed wrotnym zanieczyszczeniem(ze względu na krótki czas rozpadu),urzadzenia musza być odporne na korozje,konieczność zainstalowania w jednej stacji uzdatniania wody urządzeń do kondycjonowania wykorzystywanego powietrza, wytwarzania ozonu z powietrza, mieszania ozonu z uzdatnioną wodą, drogi reagent.Zalety:niszczy bakterie i wirusy w szerokim zaresiePh,unieszkodliwia plankton, krotki czas kontaktu z woda(bardzo silny utleniacz),niszczy bakterie,poprawia własności organoleptyczne,niewchodzi w reakcje z azotem amonowym ,zautomatyzowany proces oczyszczania,poprawia przebieg koagulacji i flokulacji, reagent produkowany z powietrza (lub tlenu) na stacji uzdatniania wody, w związku z czym bark problemów związanych z magazynowaniem i transportem ozonu,

5 Wymienic i wyjaśnić wpływ parametrów technolog i właściwości wody na efektywność koagulacji prowadzonej różnymi sposobami:Koagulacja może być realizowana jako:a)objętościowa,b)Kontaktowa,c)powierzchniowa. Podczas koagulacji objętościowej i kontaktowej najpierw dodaje się do oczyszczanej wody koagulant, mieszając 3min następuje jednorodność układu woda oczyszczana-koagulant oraz hydroliza koagulantu.Drugim etapem jest flokulacja, w której powstają aglomeraty produktów dysocjacji i hydrolizy koagulanta z usuwalnymi zanieczyszczeniami.W koagulacji objętościowej faze tą realizuje się w komorach wolnego mieszania,w koagulacji kontaktowej w warstwie osadu zawieszonego.Koagulacja powierzchniowa realizowana jest w złożu filtrów pośpiesznych, przy przepływie oczyszczanej wody przez złoże filtracyjne w kierunku z góry na dół lub odwrotnie.Produkty hydrolizy koagulantów powstają w oczyszczanej wodzie wypełniając ośrodek porowaty oraz na powierzchni porów ziaren złoża.W koagulacji kontaktowej efekt oczyszczania zależy od następujących parametrów technologicznych)prędkośc przepływu wody przez warstwe osadu zawieszonego) wysokości tej warstwy.W koagulacji objętościowej kłaczki są usuwane z układu,w kontaktowej częściowo usuwane a częściowo pozostają w warstwie osadu.W koagulacji powierzchniowej efekt oczyszczania zależy od a)pojemności złoż filtracyjnych b)wysokości złoża c)prędkość filtracji d)uziarnienia materiału filtracyjnego.Dla wszystkich trzech sposobów bardzo istotne jest:-rodzaj koagulacji-dawka koagulantu-substancje wspomagające-czas mieszania.Na efekt koagulacji duzy wpływ ma czas flokulacji i gradient.Dawki koagulantów zależą od sposobu zanieczyszczenia wód.Koagulacja powierzchniowa zalecana jest do wód o `małym”i stałym zanieczyszczeniu.Wystarczaja wowoczas male dawki.Mieszanie musi być odpowiednie,zbyt dlugie i intensywne może zniszczyć kłaczki,zbyt wolne powoduje sedymentacje kłaczków już w komorach flokulacji.Tylko temperatura wody wpływa na wielkośc dawki koagulantu.W koagulacji objętościowej:czas flokulacji 6-30min,W koagulacji kontaktowej i powierzchniowej: czas flokulacji równy prędkości wody przez warstwy osadu oraz złoża filtracyjnego.Wpływ na efekt koagulacji decyduje skład fiz-chem wody:temp-pH-zasadowosc-sklad jonowy-zasolenie wody.W koagulacji objętościowej najlepsze efekty temp 25,5 st C Poniżej 5 st C hamuje się szybkośc hydrolizy.Temp wpływa na czas flokulacji,wielkość dawki koagulantu.Ujemny wpływ temp.wody można zmniejszyc korygując odczyn pH do optymalnej wartości.Mniejszy wpływ w koagulacji kontaktowej i powierzchniowej ma czas flokulacji,zmiana struktury kłaczków,ich penetracja w złożu,w wyniku skrocenia cyklu filtracji.

6 Opisac i zilustrować reakcjami chemizm koagulacji wody:Najczęściej uzywanym koagulantem w procesie koagulacji SA sole glinu i żelaza.Sposrod soli glinu powszechnie stosowany jest siarczan glinu Al2(SO4)3*18H2O, natomiast ze związków żelazowych:siarczan żelazowy FeSO4*7H2O,Fe2(SO4)3*9H2O oraz chlorek żelazowy FeCl3*6H2O.Sole wyzej wymienionych kationow podczas kilkustopniowej hydrolizy tworza trudno rozpuszczalnewodorotlenki naladowane dodatnio Mex(OH)y^(3x-y)+ Wodorotlenki te sa zdolne do zobojętnienia zanieczyszczen koloidalnych zawartych w wodzie mających zazwyczaj ładunek ujemny,co prowadzi w konsekwencji do wytworzenia latwo sendymentujacej zawiesiny.Przebieg dysocjacji i hydrolizy soli glinu na przykładzie siarczanu glinowego: Al2(SO4)3 -> 2AL^3+ + 3SO4^2- (dysocjacja) 2AL3+ + 2H20 <=> 2Al(OH)^2+ + 2H^2 (1 st hydrolizy) 2AL(OH)^2+ + 2H2O <=> 2AL(OH)2^+ + 2H+ (2 st hydrolizy) 2AL(OH)2^+ + 2H2O <=> 2AL(OH)3 + 2H^+ (3 st hydrolizy) na koniec AL2(SO4)3 + 6H2o <=> 2AL(OH)3 + 6H^+ + 3SO4^2- Sole żelazowe hydrolizuja analogicznie.Powstajace w wyniku hydrolizy jony wodorowe reaguja z naturalna zasadowością wody.Jony H+ hamuja proces hydrolizy,wiec musza być usuwane w wodach naturalnych przez obecne w nich jony HCO3^- Jeśli naturalna zasadowośc wody jest niewystarczajaca w celu umożliwienia przebiegu reakcji hydrolizy dodajemy zasade:H^+ + OH^- =>H2O Reakcje dysocjacji,hydrolizy i wiazania jonow H^+ : AL2(SO4)3 + 3Ca(HCO3)2 => 2AL(OH)3 + 3CaSO4 + 6CO2 , Fe2(SO4)3 + 3 Ca(HCO3)2 => 2Fe(OH)3 + 3CaSO4 + 6CO2. Ponieważ hydroliza jest procesem odwracalnym,a stopien hydrolizy wzrasta wraz ze wzrostem temp i pH.Proces koagulacji prowadzi się przy pH gwarantującym najmniejsze rozpuszczalność produktow hydrolizy.Wazna jest również dawka koagulanta.Wodorotlenek glinowy - najmniejsza rozpuszczalność pH5+7 wodorotlenek żelazowy pH5+11. Z powyzych równań wynika także,ze podczas hydrolizy powstaje tazke Co2 oraz zuzywana jest naturalna zasadowsc.Dla właściwego procesu hydrolizy niezbędne jest obliczenienaturalnej zasadowości wody,która wyznacza się z równania: zasMmin=W*D+(0,7-1,0) ≤ zas M : W-jednostkowe zuzycie zasadowości naturalnej, 0,7-1,0 -nadmiar hechiometryczny zasadowości warunkujący calkowita hydrolize, Gdy zas M < zas Mmin to trzeba dodac zasade lub wapno, zasM (zasadowość koagulowanej wody)

Mechanizm koagulacji.

Do wody zawierającej stabilne cząstki wprowadzamy koagulant o znaku przeciwnym.1 etap-detsabilizacja-wiąże się ona ze spadkiem potencjału, trw kilka sekund. W destabilizowanym układzie pojawiają się siły Wan der Waalsa, cząstki się zobojętniają, powstają coraz większe zawiesiny.2 etap- flokulacja-trwa od kilku do kilkudziesięciu minut-ciecz jest mieszana, cząstki się zderzają powstają coraz większe aglomeraty, powstaje kłaczkowata zawiesina. Powstałą zawiesinę oddziela się w procesie klarowania wody. Destabilizacj odbywa się podczas szybkiego mieszania(do 60s)w komorach szybkiego mieszania.Póżniej odbywa się szybkie mieszanie, w którym główna rolę odgrywają zjawiska fizyczne(zderzenia, ruchy Browna).Odbywa się ono w komorach flokulacj. Bardzo istotne jst ustalenie dawki optymalnej.Flokulacja:-perykinetyczna-wywołana jest ruchami Browna, zależna jest od temp.(im wyższa temp. Tym szybciej zachodzi flok.)-ortokinetyczna-wywaołana enerią wprowadzoną do całej objętości uzdatnianej wody.PERYKINETYCZNA -dn/dt=4/3*αp*kT/μ*n^2gdzie: μ-lepkość dynamiczna, T-temp.(K) k-stała Boltzmana, n-liczba cząstek, αp- wskaźnik wydajności kolizji tj.stosunek udanych do nieudanych kolizji ORTOKINETYCZNA-dn/dt=2α₀Gd^3/3*n^2 gdzie: αo- wskaźnik wydajności kolizji,G-gradient prędkość, d-średnica cząstki,G=E/μVgdzie: μ-lepkość, E-wkład energii do objętości V wody w czasiew celu wprawienia jej w ruch. W praktyce wartość G można przyjmować w granicach 10-100s^-1Wartości G zbyt wysokie mogą prowadzić do niszczenia struktury układów.Obecnie uważa się dla zapewnienia dobrej pracy komór flokulacji G=20-74s-1, a Gt=2*10^4-2*10^5(zapewnia to czas koagulacji 20-45min)

7. Wymienić sposoby uzdatniania wody przy wykorzystaniu procesu infiltracji oraz opisać wpływ na jakośc wody procesów jednostkowych zachodzących w złożu infiltracyjnym w strefie aeracji i saturacji.

Realizowana jest jako(sposoby ujmowania wód infiltracyjnych):1)naturalna lub brzegowa,2)sztuczna 1)ujęcia infiltracyjne lokalizowano w pobliżu rzek co umożliwiało stałe uzupełnianie zasobów wód podziemnych wodami powierzchniowymi infiltrującymi z tych rzek.Infiltracja naturalna może być stosowana w przypadku czystych wód powierzchniowych,zapewnia zwiększenie wydajności ujęcia wody podziemnej,a w zależności od czasu jej przebywania w gruncie nastąpi stabilizacja jej temp. oraz składu fiz.chem. 2)sztuczne zasilanie warstwy wodonośnej wodą powierzchniową,stosując specjalen obiekty zasilane wodą np.baseny infiltracyjne.Stsuje się w przypadku wód bardziej zanieczyszczonych.Skład wody infiltracyjnej ulega zminom w wyniku procesów jednostkowych przebiegających w strefie aeracji oraz w trefie saturacji,gdzie przestrzenie międzyziarnowesą całkowicie wypełnione wodą.Strefa aeracji:zachodzące tam procesy zależa od:temp.wody,rodzaju mikroorganizmów zasiedlających tą strefę,rodzaju i stężenia zanieczyszczeń obecnych w infiltrującej wodzie.Warunki tlenowe,aktywność biol.stanowi 1,5 m warstw gruntu pod dnem zbiornika infiltracyjnego.Procesy przebiegające:biodegradacja,utlenianie zw.org.,nitryfikacja,utlenianie żelaza(w wyniku:zmniejszenie się stężenia tlenu rozp.,biodegradowalnych zw.org,wartości pH,zwiększa się stężenie CO2,azotanów),procesy powierzchniowe:sorpcja,wymiania jonowa(zmniejsz się stężenie metali ciężkich,żelaza i manganu, zaw.jonów wapnia,sodu i potasu)Ze względu na zawartość tlenudo głównych reakcji chem należą reakcje utleniania.Najpierw utleniane są siarczki,następnie jony żelazawe-> wytrącają się jony żelazawe i azotanowe. Strefa sturacji -przede wszystkim procesy beztlenowe:denitryfikacj azotanów,wymiana jonowa(usuwane są jony NH4, matale ciężkie),sorpcje(usuwane są trudno rozp. Matele ciężkie,zanieczyszczenia org. i nieorg.),mieszanie wód(uśredniany jest skład chem. Wody)kontakt wody ze środ. Skalnym(zwiększa się zteż. Rozp.zw.Fe i Mn)Procesy decydujące o zanieczyszczeniu wody zw.żelaza i Mn.Sposoby uzdatnia wody przy wykorzystaniu procesu infiltracji:1)konwencjonalne oczyszczani wód podziemnych(odkwaszanie->odżelazianie i odmanganie->dezynf.)jeżeli woda zawiera:nadmiernązaw.CO2,zw.żelaza i Mn,2)konwencjonalna oczyszczanie wód o składzie wód powierzchniowych(koagulacja->Sedom.->filtracja->(czasmi)sorpcja na węglu aktywnym->dezynfekcja),jeżeli woda ma typowe zanieczyszczenie dla wód powierzchniowych 3)”uproszczone”oczyszczanie-(usunięcie CO2 agresywnego oraz profilaktyczna dezynfekcja)jeżeli woda nie jest zanieczyszczona i nie występuje nadmierny wzrost stężenia zw.żelaz i manganu.4)wstępne oczyszczanie(przed infiltracją)jeśli woda powierzchniowa nie spełnia dopuszczalnych wartości wskaźników zanieczyszcenia

8.wymienić i opisac sposoby uwuwania azotanów z wody podziemnej.

1)zapobieganie obecności azotanów(mieszanie wód z różnych studni zawierających różne stężenia azotanów, usuwanie przyczyn powodujących wysoki pozim azotanów w wodach podziemnychtzn.ograniczenie dostępu zanieczyszczeń z wysypisk, szamb, odprowadzania do gruntów ścieków oczyszczonych w niewystarczającym stopniu oraz racjonalnego stosowania nawozów w rolnictwie itp.)

2)fizyko-chemiczne (odwrócona osmoza, wymiana jonowa)

-metoda wymiany jonowej jest efektywna w usuwaniu azotanów oraz jest łatwa i prosta w obsłudze. Niestety istnieje duża zależność wydajności procesu odkładu wody,duże zużycie środków chemicznych do regeneracji jonitów, wytwarzanie dużej ilości zasolonych odcieków poregeneracyjnych oraz niebezpieczeństwo wprowadzenia do wody substancji organicznych w tym szkodliwych dla zdrowia(np.amin) Woda jest uprzednio odżelaźniona i odmanganiona.Do usuwania azotanów zaliczane sa anionity silnie zasadowe regenerowane NaCl(solanka) pracujące w cyklu chlorkowym. Zdolnośc wymienna tych jonitów w odniesieniu do azotanów zależy przede wszystkim od stosunku stężenia azotanów w wodzie uzdatnianej do sumy anionów oraz jednocześnie od stosunku siarczanów do całkowitej ilości anionów.Na jonitach oprócz azotanów wymieniane sa także siarczany, chlorki i kwaśne węglany. Do uzdatniania wody stosuje się jonity, które maja:duże kulisty kształt ziaren, duża odporność mechaniczna i chemiczną.

-odwrócona osmoza-procesy membranowe sa energochłonne. Wymagane jest wcześniejsze oczyszczenie wody(niska zawartość zawiesiny, substancji organicznych, mikroorganizmów, utleniaczy np. chlor niszczących membrany, ograniczona możliwość wytrącania osadów wapniowych oraz wodorotlenków metali). Często oczyszczane są tylko części wody i miesza ją z pozostała. Kłopotliwe jest odprowadzanie z instalacji solanki z azotanami. Wraz z azotanami usuwane są wiele niezbędnych składników dla zdrowia człowieka. Głownym urządzeniem w linii technologicznej jest osmozer ,a towarzyszące urządzenia instalowane SA po to aby chronić membrany osmoz era.

3)biologiczne-denitryfikacje:przy udziale odpowiednich bakterii i braku tlenu rozpuszczonego następuje redukcja azotanów do azotu gazowego (heterotroficzne) Bakterie heterotroficzne wymagają dostarczenia węgla organicznego jako źródła energii. Wody podziemne chrakteryzuja się brakiem odpowiedniego stężenia węgla organicznego.metoda jest prowadzona przy niskich kosztach.Powstaje jednak znaczna ilośc biomasy, której usuwanie nie jest zbyt łatwe oraz konieczność doczyszczania odpływu pod kątem zmniejszania mętności,stężenia łatwo rozkładalnych związków organicznych oraz duże ilości bakterii.Bakterie autotroficzne źródłem energii jest gazowy wodór lub siarka.Prowadzona zwykle na filtrze powolnym, którego wypełnienie stanowi mieszanina ziaren siarki i wapienia.Wymagane okresowe uzupełnianie złoża, odtlenianie wody wprowadzanej na filtr.Woda po filtracji wymaga doczyszczenia związku zobecnościa siarki, dużej ilości bakterii, azotynów Lu substancji oranicznych.

9)wyjaśnić mechanizm usuwania wegla org(TOC) z wody w systemie ozon,granulowany węgiel aktywny oraz podac parametry pracy biologicznie aktywnych filtrów węglowych.

Parametry pracy biol. Aktywnych filtrów wegolowych(v=20m/s,tk=10min):

-prędkość filtracji(5-15m/h)

-czas filtracji(8-24h)

-rozkładu uziarnienia (na całej pow warstwami o gr 20-25cm)

-zdolnośc adsorpcyjna węgla

-dobór uziarnienia (2,0-4,0mm)

-wysokośc złoża(0,5m)

ozon łacznie z węglem aktywnym daje bardzo wysoki stopień oczyszcania wody, przy czym utlenieniu ulega także wegiel aktywny z zanieczyszczeń zw barwnych. Powstaja zanieczyszczenia będące prekursorami halogennych zw organicznych (TOX). Natomiast w wyniku utleniania zw org ozonem powstaja aldehydy zwiekszjące ilośc prekursorów THM. Fakt posiadania biodegradowalnych zw org podczas utleniania ozonem wykorzystuje się do usuwania TOX stosując:ozonowanie wody, nastepnie jej filtrację przez złożą filtracyjne zasiedlone mikroorganizmami zwane biologicznie aktywnymi złozami filtracyjnym. Ich materiałem filtracyjnym jest granulowany węgiel aktywny. Zastosowanie dawek ozonu 0,5-5,0 mgO₃/mgOWO oraz filtracji poprzez filtr węgla granulowanego zapewnia zmiejszenie THM ok. 50% oraz ok. 70% prekursorów halogenowych pochodnych kwasu octowego. Aby uzyskac maxymalne efekty usuwania prekursorów przez filtrację powinien być zapewniony wymagany czas kontaktu utleniacza ze zw org. Zastosowanie dużych dawek ozonu - powoduje że niektóre z prekursorów TOX ulegaja utlenieniu do CO₂ . zastosowanie jedynie ozonowanie zwykle dawke ok. 1,0 gO₃/m³.bez filtracji daje słabe efekty ok. 5-20% zmieniejszaniu ilości THM. Powstające produkty utlenienia ozonem w pewnym stopniu sa biodegradowane i można je usunąc na aktywnych biologicznie filtrach węgla. Stężenie ubocznych produktów utlenienia ozonem TOX jest wprost proporcjonalne do zawartości zw org.

10i11)koloidy opisać. Scharakteryzować układ koloidalne (reakcje koloidalne, budowa cząstki koloidalnej, ukł sił elektrostat, schemat pochodzenia warstwy cząstki koloidalnej.

Roztwory koloidalne tworzą cząsteczki i jony o średnicy10^-7-10^-5cm . cząstki koloidalne charakteryzują się b.dużą powierzchnią ogólną,a w wyniku silnych oddziaływań z wodą sorbuje na swoja pow czastki wody (koloidy hydrofilowe-d.zdolnośc do hydratacji,d.trwałość,lepkość,koagulacja odwrotna). Koloidy hydrofobowe nie maja właściwości hydratacyjnych i sa mniej trwałe od hydrofilowych,ulegają koagulacji nieodwracalnej. Trwałość koloidów jest różna w zależności od:ph, tepm, stężenia i rodz koloidu,obecności zw org, zasolenia wody. Koloidy występujące w wodach maja zazwyczaj ujemny ładunek i s a to aniony zw. Rog., krzemionka koloidalna .wystepuja także rzadko koloidy dodatnie i zmieniaja ładunek elektryczny

Budowa czasteczki koloidalnej:

Wokół jąder tworza duże warstwy złożone z jonów dipoli wody ułożonych w uporządkowany sposób. Do jader przylega trwale związane siłami adsorpcji warstwa adsorpcyjna, której sumaryczny ładunek (o znaku przeciwnycm do znaku jądra) nie równiowazy ładunku jadra. W zrównoważeniu pomagaja jony o tym samym znaku obecnie w roztworze tworzące warstwę dyfuzyjną, jony w dyf nie sa trwałe zawiązane z czastką koloidalną i wykazuą pewna ruchliwość rosnącą w miarę oddalania się od jądra koloidu. Między warstwa adsorpcyjną i ruchoma częścia warstwy dyfuzyjnej powstaja różnice potencjału elektrokinetycznego

Układ podwójnej warstwy cząstki koloidalnej oraz zmiana potencjału

Ładunki elektryczne jonów w warstwie adsorpcyjnej i dyfuzyjnej nie równoważa ładunków elektrycznych o przeciwnym znaku rozmieszczonych nad powierzchnią i w bezpośrednim sąsiedztwie jądra. Między warstwa adsorpcyjną i ruchomą częścia warstwy dyfuzyjnej powstaja różnice potencjału elektrokinetycznego tzw potencjał ς (którego wielkości okresla się na podstawie ruchliwości cząstek). Ten potencjał jest spadkiem potencjału w warstwie dyfuzyjnej , którego grubośc zwiększa się wraz ze zmniejszeniem się stężenia jonów w roztworze. Wartośc potencjału ς reguluje stabilność układu koloidalnego: - ς=±70mV-potencjał koloidów ???: - ς=±30mV - rop się koagulacja cząstek koloidalnych, ς zbliża się do 0- szybka koagulacja; ς=0-=znika warstwa dyfuzyjna.

Tam jest jakis wykres nie wiem do czego:/

12.Sposób usuwania azotu amonowego:

Norma mówi o zawartości0,5 mg jonu amonowego

• Metody fizyczno-chemiczne

-chlorowanie do pkt przełamania, powoduje utlenienie NH₄⁺ do N₂ . duża dawka chloru 10:1- niebezpieczeństwo powstawania chlorowych zw org(stosowana dla wód pozbawionych subst.będących prekursorami chlorowcopochodnych), zapewnienie optymalnego pH=7,5, właściwego mieszania i czasu kontaktu 30min. Wyniku wzrostu stężenioa H⁺ do wody równocześnie dodaje się ług-duze zosaolenie.

-wymiana jonowa na naturalnym materiale(klinoptylolicie)lub syntetycznych kationitach. Proces selektywnej wymiany jonów NH₄⁺ klinoptylit, naturalny kationie pracujący w cyklu sodowym. Zalecane ph=5-8. obciążenie hydrauliczne jonów 6,5-13m³/.., średnica ziaren=0,75-2,5mm. Wysoki stopień usuwania jonów NH₄⁺ zapewnija kationity syntetyczne. Wadą stosownia klinoptylitu jest fakt, ze faza jonów NH₄⁺ wymienia równocześnie jony Ca²⁺ i Mg²⁺ co ma wpływ przy oczyszczaniu wód podziemnych zawierających duże stężenie(konieczne wcześniejsze odżelazieniei odmanganienie). Wymiana NH₄⁺ na jonitach zalecana jest do usuwania dużych ilości azotu amonowego(powyżej 5gN/m³).Konieczność częstej regeneracji jonitu

-chemisorpcja za pomocą KMnO4 lu na złożach o działaniu katalitycznym(np.piroluzycie)- zachodzi pod wpływem albo dozowania nadmanganianu potasowego albo albow czasie filtrowania wody przez uaktywnione złoża piaskowe lub masę o działaniu katalitycznym.

• Metody biochemiczne

-filtracja przez biologicznie aktywne złoża z granulowanego węgla aktywnego. Utlenialność NH₄⁺ do NO₃^- jest możliwe przy cyklu trwającym 20 dób i obecnie tlenu rozpusz w ilości 4,57g0₂, N- NH₄⁺. Ilośc tlenu jest suma stechiometrycznego zapotrzebowania na H⁺ w fazach

NH₄⁺+3/2O₂ -> NO₂^- +H₂O+2 H⁺

NO₂^- +1/2O₂ -> NO₃^-

Metoda nie usuwa jednak zw azotowych, tylko zmienia ich formę.Istotny czynnik temp.

-sucha filtracja na złożach piaskowych, utlenianie NH₄⁺ do NO₃^- polega na przepływie wody przez niezatopione złoże filtracyjne zasiedlone bakteriami nitryfikacyjnymi. Optymalna dawako tlenu 0,2-0,5m³pow/m³w. istotna jest tepm z jej wzrostu zwieksza się wydajność procesu. Pełna nitryfikacja na złozu węgowym po 54 dobach. Stężenie żelaza w wodzie nie powinno przekraczać 1 g/m³., fosforanów0,1-0,2g/m³. optymalne pH=7,2, średnica ziaren 1-2mm.

-filtracja powolna i infiltracja

13.wyjasnij róznice pomiedzy filtracją powolna i pospieszną.

Filtry powolne-podczas filtracji przez złoze zachodzi zarówno procesy fizyczne i biologiczne, duży stopień usuwania czastek stałych, rozkład biochemianów zanieczyszczen organicznych. Mała prędkośc filtracji wody 0,1-0,5m/h. procesem istotnego badania może być sedymentacja lub filtracja pospieszna. Wyliczone dawkowanie chemikaliów. Cykle filtracji sa długie 1-6 miesiecy, przy takim cyklu rozwijaja się bakterie tworzące błone.materiałym stosowanym złoża jest piasek kwarcowy o gr warst 0,7-1,5m. Złoża filtrów powolnych nie sa płukane, a ich wymywanie polega na usuwaniu 20-40mm powierzchniowej górnej warstwy piasku. Filtracja powalna ma duza skuteczność usuwaniua bakterii zapewni około 95% zmniejszania mętności, ok. 60% utlenialności,usuwa glony,redukuje bakterie spadek Ph, mała skuteczność obniżanie barwy i usuwanie glonów. W wodzie po filtracji jest mniejsza ilośc tlenu rozpuszczonego oraz wzrost stężenia CO₂ (procesy biochemiczne) filtry powolne stosuje się przy małej barwie , mętności oraz zawartości chlorofilu (≤5mg/m³). Wada filtrów powolnych jest ich duża powierzchnia , zwiekszjace koszty inwestycyjne.

Filtry pośpieszne- wydajne, niższe koszty inwestycyjne, łatwe oczyszcznie prze płukanie stosuje się je zazwyczaj po oczyszczaniu metodami fizycznymi i chemicznymi bez ograniczeń. Złoze filtrów stanowi ziarnisty materiał filtracyjny. Filtracja pospieszna jest stosowana do :-zatrzymania zawiesin, -zw. Żelaza i manganu także w obecności azotu amonowego, -przyspieszniu procesów koagulacji.

Dzieli się je na złoża:jedno i wielo warstwowe oraz na konwencjonalne i superpośpieszne. Woda płynie z góry na dół. Filtry pośpieszne cedza, wode, dlatego zatrzymywane sa zanieczyszczenie na filtrach, treezba je płukac woda lub powietrzem. Woda musi spełniac warunki barwa<40gPt/m³, mętność <25g/m³, stężenie żelaza <0,3g/m³, mangan<0,05g/m³, liczba glonów <2000 w 1dm³wody. Cykl filtracji powinien być długości:-8h(woda wodociągowa), 24h(woda przemysłowa).prędkośc filtracji5-15m/h .

14.scharakteryzować podstawowe procesy jednostkowe przy usuwaniu żelaza i manganu z wody podziemnych oraz opisac warunki wpływające na kinetyczny przebieg tych procesów/

uwowanie Fei Mg z wody polega na utlenianiu rozpuszczalnych zw dwuwartościowego Fei Mn(II) do trudno rozpuszczalnych związkówtych metali o wyższej wortosciowaościw wyniku czego powstają uwodnione tlenkitrójwartosciowe żelaza oraz trój i czterowartościowe Mg, które można oddzileic od wody metodami mechnicznymi, głownie przez filtrację. Jako utleniacz wykorzystywany jest tlen z powietrza atmosferycznego oraz nadmanganian potasowy, możliwe jesy stosowanie także innych utleniaczy:chlor, ozon, dwutlenek chloru.

Proces odżelazienia i od manganianie skalda się z szeregu procesów jednostkowych:

-hydroliza rozpuszczaonych soli dwuwartościowego żalaza i manganu. Aby proces hydrolizy przebiegał prawidłowo z wymagana szybkościa, konieczne jest uprzednio usuniecie kwasnych produktów reakcji (CO₂ podczas napowietrzania, a kwas siarkowy neutralizowany przez zasadowość sody) lub przez wiazenie chemiczne i dodając wapno, węglan. Hydroliza manganu przy pH>9,5, hydroliza żelaza przy większym pH.

-ulenianie trudno rozpuszczalnych związków żelaza i manganu. Jezli woda nie jest napowietrzona to w celu usunieciu żelaza i manganu stosuje się utleniacze chemiczne nadmanganianu potasowy lub chlor. Szybkość utleniania tlenu zalezy od nadmiaru tlenu, pH, czasu kontaktu. Wpływ stężenia telenu oraz jonów OH⁺ na kinetyka utleniania Fe(II)do Fe(III w wodzie o pH≥5:

d[Fe²⁺]/dt=-k(pO₂)[OH^-]²[Fe²⁺] (mol/dm³min)

pO₂-cisnienie cząsteczkowe tlenu

k-stało szybkości reakcji (dla temp=20,5^o, k=8,0*10⁸)

-koagulacja i flokulacja tych związków. Dobre efekty usuwaniania uzyskuje się w koagulacji solami żelazowymi przy pH=6,8-7,2, a nastepnie pH>8 wodorotlenku żelaza.

-sendymentacja i filtracja. Sedymentacja stosuje się do utleniania związków, ale przez filtrację. Należy odpowiednio zwymiarować złoża filtracyjne. Sedymentacje stosuje się przy stęzneiu Fe wynosi >5-10gFe/m³ oraz pH>8,5. w procesie filtracji napowietrzanie wody, zawierającej Fe i Mg przez złoze piaskowe, ziarna pokrywają się powłoka Mg(II) i Fe(II)czas takiego wprowadzania trwa około 3 tyg.

przebieg tych procesów zalezy od:

-składu chem wody

-rodzaj procesów i urządzeń

-pH

-stężenie wolnego CO₂

-stężenie tlenu rozpuszczonego

-zasadowosć

-azot amonowy

15)jaka rolę pełni proces utleniania chemicznego w technologii uzdatniania wody od jakich czynników uzależniany jest przebieg tego procesu

utlenienie chemiczne w oczyszczaneu wod stosowane jest do:

-utleniania jonów Fe i Mg, siarkowodoru, siarczków

-ulenianie zw powodujących barwę, smak, zapach

-utlenianie syntetycznych zanieczyszczeń organicznych pochodzenia przemysłowego

-dezynfekcji wody i niszczenia miktroorganizmwó

-wspomaganie koagulacji

stosowane utleniacze: Cl, dwu.chlor, ozon, nadmanganian potasowy, nadlenek wodoru. Miara zadolnosci utelniajacych subst jest ich potencjał oksydacyjno-redukcyjny.

Przebieg procesów utleniających zalezy od: rodzaju, budowy, stężenia utlenianego, składnika wody, i rodzaju dawki utelniaczka, czasu kontaktu, obecności katalizatorów, tepm, pH obecności innych zredukowanych zanieczyszczeń.

16. Uboczne produkty utleniania chemicznego wpływające na jakość wody, sposoby ograniczenia.

Podczas procesu utleniania chemicznego oraz dezynfekcji powstawac mogą nowe wtórne zanieczyszczenia będące produktami reakcji utleniania ze składnikami oczyszczany wody. Przy stosowaniu utleniaczy chlorowych są to głównie chlorowe pochodne związków organicznych. Przy użyciu ozonu - nie w pełni utlenione zw. organiczne. Produkty uboczne- UPU. Prekursorami THM są głównie kwasy humusowe, inne zw.: chlorofile metabolity org. wodnych, kwasy karboksylowe. Podczas dezynfekcji wody zw. Chloru powstawać mogą różne halogenowe pochodne zw. org. TOX. Główne prekursory TOX: subst. stężenie TOX jest zwykle 3-4 razy większe od stężenia THM-ów Zmniejszenie TOX można uzyskać poprzez stosowanie chloroaminowania wody w ok.50%chloroformu. Powstające TOX dzieli się na: -lotne LTOX( chlorek winylu, chloroform, propan, dichlorometan)- nielotne NTOX(halo ketony, pochodne kw. octowego HAA, halogenowane fenole, aminy, ftalany, zw. aromatyzowane). Czynnikiem limitującym powstawanie bromowych pochodnych była zawartość bromków w wodzie poddawanej chlorowaniu. Polielektrolity syntetyczne stosowane w procesie koagulacji zwiększały ilość powstających THM-ów oraz wzrost pH. Stężenia poszczególnych THM-ów były wprost proporcjonalne do stęż. Zw. org. w wodzie poddawanej dezynfekcji. Stężenie TOX można skutecznie zmniejszyć podczas procesów koagulacji, filtracji i sorpcji. Realizowanie koagulacji przy odpowiednim pH oraz filtracji pozwoliłą na 60-80% zmniejszenie stęż. TOX. Natomiast THM-y są usuwane w wyniku sorpcji na węglu aktywnym. Aby ograniczyć powstawanie produktów ubocznych co tam do cholery za słowo jest napisane???W wyniku reakcji kwasów humusowych z czystym dwutlenkiem chloru nie powstają THM-y, ponieważ kwasy humusowe utleniają się do kwasów karboksylowych Przy stosunku ClO2/CL2=1:1 zmniejszenie TOX w ok.50%, ClO2/CL2=2:1 do ok.80%. Jednak stosowanie ClO2 nie jest bezpieczne w aspejcie tworzenia UPU(chloryny, chlorany). Chloryny powodują zmiany patologiczne krwi prowadzące do anemii. Chlorany: methemoglabinemis, unokechemia nerek, konwulsje. Ozon także powoduje powstawanie produktów ubocznych. np. aldehydy, kwasy karboksylowe. Jak dotąd nie stierdzono wpływu UPU ozonu na zdrowie człowieka. Powstające produkty utleniania ozonem w pewnym stopniu są biodegradowalne i mogą być usuwane na aktywnych biologicznie złożach filtracyjnych THM-y są toksyczne dla człowieka (choroby nowotworowe). Przyjmująć dł. Życia 70 lat i spożycie 2 dm3/d wody zawierającej 0,1g CHCl3/ m3 34 osoby na 10000 mogą zachorować na nowotwór wątroby.

18. Adsorpcja na węglu aktywnym

Węgiel aktywny ogólnie uważny jest za jeden z najbardziej skutecznych adsorbentów układzie ciało stałe- ciecz. Zjawisko adsorpcji jest natury fizyko.-chem. I polega na przyłączeni cząstek lub jonów o różnych wielkościach. Do produkcji węgla aktywnego stosuje się węgiel drzewny, kamieny i brunatny, łupiny z orzechów i pestek owocowych, odpady gumy, skóry, celulozy O przydatności węgla w procesie uzdatniana wody decydują jego własności adsorpcyjne, które zależą od: pomierzch właściwej węgla(500-2000 m2/g), która jest uwarunkowana jego wielkością, kształtem i objętością porów. Węgiel powinien także cechować się wyższą wytrzymałością mechaniczną i lepszą odpornością naścieranie. Węgiel aktywny w uzdatnianiu wody stosuje się do:-usuwania smaku i zapachu, -usuwania mikrozanieczyszczeń organicznych np. wirusów, - do dechloracji, -do biochemicznego rozkładu zaadsorbowanej subst. Org, - usuwanie prekursorów THM i ChZO, -usuwanie niektórych metali. Proces adsorpcji na adsorbentach porowatych jakimi są węgle aktywne, polega na wiązaniu usuwaniu wiązanych zanieczyszczeń na pomierzch adsorbenta. Jeżeli siły wiążące zanieczyszczenia są duże to powoduje to, iż proces jest nieodwracalny, wówczas zachodzi adsorpcja chemiczna. Jeżeli siły te są słabe(wiązania siłąmi van der Waalsa), to proces ma charakter odwracalny i jest to wówczas adsorpcja fizyczna W razie sorpcji fizycznej substancję zaadsorbowaną można dość łatwo usunąć z pomierzch adsorbenta, a przy chemisorpcji jest to trudnei wymaga drastycznych środków. Adsorpcja z roztworów wodnych na adsorbentach porowatych(węglu aktywnym) jest w swojej istocie procesem dyfuzyjnym, polegającym na jednokierunkowym transporcie zanieczyszczeń. Miejsce stosowania adsorbentów zależy od postaci stosowanego węgla aktywnego. Pyliste węgle aktywne mogą być dawkowane do wody surowej w procesie koagulacji lub przed filtrami. Węgla ziarniste lub granulowane eksploatowane są w układach przemysłowych jako warstwa w wielowarstwowych złożach filtracyjnych lub jako złoża sorpcyjne. W mechanizmie adsorpcji na węglu aktywnym można wyróżnić 3 etapy: I. etap- przeniesienie cząstek z wody na powierzchnię adsorbenta, II. etap- dyfuzja tych cząstek w makropory, III. etap-dyfuzje wewnętrzne. Przebieg procesu przenikania zanieczyszczeń do absorbentu zależy od fizycznych i chemicznych właściwości adsorbenta(np. struktura porowata, powierzchnia właściwa), właściwości adsorbantu(np. wielkość molekuł, polarność, skład chemiczny), stężenie adsorbatu w fazie ciekłej, własności fazy ciekłej(np. pH, temp. skład chem.)czas kontaktu zanieczyszczenia z adsorbantem.

19. Wyjaśnić prawa rządzące mechanizmem separacji zawiesin w procesie sedymentacji cząstek ziarnistych(swobodna sedymentacja).

Opadanie cząstek w wodzie jest zjawiskiem złożonym i zależy m.in. od ich stężenia, wymiaru, kształtu, gęstości i temp oraz prędkości i kierunku przepływu wody. Swobodne opadanie zachodzi przy małej liczbie cząstek , wówczas każda cząstka opada oddzielnie, nie oddziałuje na siebie i nie zmieniają właściwości fizycznych. Opadająca pod wpływem sił ciężkości cząstka jest kulista, w czasie opadania nie zwiększa swojej masy i objętości (cząstki ziarniste). Początkowo opada ruchem przyśpieszonym, a następnie ruchem jednostajnym. Siłę ciężkości działającą na cząstkę można opisać: G=(ρ_c -ρ)*Vcz*g. Natomiast siłę oporu: R= λ*Fcz*vs^2/2*ρ.

20. Wymienić czynniki i wyjaśnić ich wpływ na straty ciśnienia oraz długość cykli filtracji.

Cykl filtracji to czas pracy złożą filtracyjnego między kolejnym jego płukaniem. Zależy on przede wszystkim od parametrów złoża(uziarnienie), prędkości filtracji i poziomu zanieczyszczenia wody dopływającej na filtry. Przeciętną długość cyklu filtracji przyjmuje się równą 24 h, nie powinien być krótszy od 8 h. Koniec cyklu filtracji to moment osiągnięcia dopuszczalne straty ciśnienia lub pogorszenia się jakości filtratu ponad wymagane wartośc. Mechanizm dyfuzji , transportu, przeciągania usuwanych cząstek do ziarn złoża. W wyniku tych mechanizmów w złożu filtracyjnym zatrzymywane są zanieczyszczenia . Starty cisnienia zależą od wielu parametrów: -porowatość złożą(większa mniejsze straty), -rozkład ciśnienia w złożu, -prędkość filtracji(wię str. Więk), -wysokość i czas pracy złoża(w.str w,dł.czas w str)

21. Typowe parametry technologiczne adsorpcji na pylistym i granulowanym węglu aktywnym. Wymienić i opisać czynniki wpływające na skuteczość

Miejsce stosowania adsorbentów i rozwiązania techniczne zapewniające kontakt adsorbenta z oczyszczoną wodą zależą od postaci stosowanego węgla. Pylisty węgiel aktywny PWA-może być dawkowany do wody surowej w procesie koagulacji lub przed flitrami. PWA powinien być dawkowany okresowo wtedy jego użycie jest uzasadnione. Przy ciągłym stosowaniu konieczne jest zwiększanie dawki absorbenta. Najczęściej absorbenty pyliste stosowane są w procesie koagulacji co nzacznie zmniejsza ich dawkę. Może być dodawany do komór szybkiego mieszania lub przed osadnikami z osadem zawieszonym W pierwszym przypadku PWA należy dodawać z pewnym opóźnieniem w stosunku do koagulantu, ponieważ przy jednoczesnym stosowaniu cząstki węgla są zamknięte w powstających kłaczkach co zmniejsz właściwości adsorpcyjne. PWA poprawia właściwości sedymentacyjne powstających aglomeratów podczas procesu flokulacji. po koagulacji i sedymentacji , a przed skuteczność adsorpcji na PWA zależy od: uziarnienia, czasu, pH, rodzaju usuwanych absorbantów. Zwiększanie dawki PWA powoduje skrócenie czasu kontaktu z wodą, który przy zw. humusowych może wynosić nawet 2 doby. Wraz ze wzrostem uziarnienia zmniejsz się ilość zaadsorbowanych związków. Wadą jest iż nie można regenerować zużytych adsorbentów pylistych , istnieje także możliwość przedostania aglomeratów adsorbent-adsorbat do wody oczyszczonej co może występować przy dawkowaniu PWA do wody nie koagulowanej lub po koagulacji. PWA powinno sę stsować okresowo w dawkach nie przekraczających 10mg/m3. PWA może być dawkowany do wody również na mokro jako 10% . Granulowany węgiel pylisty GWP: -gówna warstwa złoża filtracyjnego, spełnia funkcje adsorpcyjno- filtracyjną zatrzymując zawiesiny i związki rozpuszczone. Średnice ziarn zależą od uziarnienia pozostałych warstw filtru, ma być ona tak dobrana, aby po płukaniu była zachowana stratyfikacja poszczególnych warstw. Wysokośc warstwy GWA nie przekracza 75 cm, co przy stosowanych prędkościach filtracji zapewnia krótki, kilkuminutowy czas adsorpcji . Tę metodę stosuje się do wód mało zanieczyszczonych lub proces ten poprzedza się zastosowaniem PWA. Wraz ze wzrostem czasu kontaktu zwiększa się stopień wykorzystania adsorbentu. Zależy to jednak od prędkości filtracji, która przeważnie wynosi 10m/h. Złoża adsorpcyjno- filtracyjne mogą pracować w układzie grawitacyjnym lub ciśnieniowym.
- Kolumny sorpcyjne, złoże może mieć wysokość do 3 m, co przy właściwie dobranej prędkości znacznie wydłuża czas kontaktu Prędkość przepływu wody zawiera się w granicach 5-30 m/h. Pracują one w układzie szeregowym co umożliwia regenerację złóż i mniejsze zużycie GWA. -Złoża można zasiedlić mikroorganizmami, które utleniają zanieczyszczenia organiczne i azot amonowy. Przy stosowaniu węgla aktywnego istotnym czynnikiem jest pH, im mniejsze tym większy styopień org. pH>7 powstaje zjawisko dysocjacji adsorbatów org

Proces adsorpcji na węglu aktywnym stosuje się w celu usuwania z wody mikrozanieczyszczeń org , związków powodujących smak i zapach oraz do dechloracji. Wybór rodzaju parametrów technologicznych oraz skuteczność zależy od usuwanych adsorbantów, czasu adsorpcji, wielkości dawki wstępnego oczyszczania wody Skrócenie efektywnej pracy złóż powodują zanieczyszczenia trudno adsorbowalne do których należą THM, które w ciągu kilku tygodni mogą zmniejszyc pojemność sorpcyjną GWA od 100 do 10%.

---