1.skład wód podziemnych lub powierzchniowych

a)wody podziemne

• Wody podziemne charakteryzują się raczej stałym składem
  fizyczno-chemicznym. Ich skład kształtują następujące procesy hydrogeochemiczne , fizyczne i biologiczne: utlenianie i redukcja, rozpuszczanie i strącanie, hydratacja i hydroliza, wietrzenie, sorpcja, desorpcja, wymiana jonowa i procesy membranowe.

• SUBSTANCJE WYSTEPUJACE W WODACH PODZIEMNYCH

• Gazy: powszechnie występujące (N2, O2, CO2 i CH4); występujące mniej powszechnie i najczęściej w małych ilościach (H2, H2S, He, Ar i inne); gazy występujące lokalnie (NH3, SO2, HCl, HF i inne)

• Substancje nieorganiczne zwykle rozpuszczone: siarczany, wodorowęglany i węglany, chlorki, wapń, magnez, sód potas, żelazo, mangan, związki azotu,

• Zanieczyszczenia organiczne.

b) wody powierzchniowe

• O składzie wód powierzchniowych decydują produkty procesów naturalnych przebiegających w środowisku wodnym oraz zanieczyszczenia obcego pochodzenia ( przemysł, rolnictwo).

• SUBSTANCJE WYSTEPUJACE W WODACH POWIERZCHNIOWYCH

• Gazy: (N2, O2, CO2, CH4, H2S, Ar, He, Ne)

• Substancje nieorganiczne (wapń, magnez, sód potas, żelazo, mangan,)

• Substancje organiczne (białko, WWA, ChZO, SPC, itp.)

2.zasada działania filtrów pospiesznych.

3. różnice miedzy filtrami pospiesznymi i powolnymi

powolne o prędkości rzędu 0,1 0,5 m/h
- pospieszne o prędkości rzędu 1 - 20 m/h

1. Filtry pospieszne grawitacyjne

Otwarte zbiorniki żelbetowe o kształcie prostokątnym i głębokości 3- 6m. Powierzchnia filtru waha się od 10-120 m2. Na dnie znajduje się układ drenażowy: płytowy bądź rurowy. Układ drenażowy przykryty jest warstwą podtrzymującą o wysokości 0,3 - 0,5 m. Na warstwie podtrzymującej umieszczone jest właściwe złoże filtracyjne o wysokości 0,7 - 1,5 m i uziarnieniu 0,6 - 1,2 mm.

W górnej części filtra znajduje się układ wprowadzający wodę nad złoże - najczęściej jest to układ koryt o wyprofilowanych krawędziach zapewniających równomierne rozprowadzenie wody na całą powierzchnię filtra.

Słup wody nad złożem powinien wynosić 1,0 - 1,5 m

• Ogólna zawartość w wodzie substancji rozpuszczonych oraz zawiesin. Jest to pozostałość po odparowaniu wody
  i wysuszeniu w temperaturze 105°C.

• Po wyprażeniu suchej pozostałości w temperaturze
  550 °C część substancji ulega spaleniu lub rozkładowi stanowiąc tak zwaną stratę przy prażeniu lub suchą pozostałość lotną.

• Pozostałość po prażeniu stanowią wyłącznie substancje mineralne stąd noszą nazwę pozostałości mineralnej

b) filtry powolne

Są to filtry wykonane w postaci zbiorników o przekroju prostokątnym. Na dnie zbiornika umieszczony jest drenaż podtrzymujący filtrat, przykryty warstwą podtrzymującą o wysokości około 0,5 m. Na tej warstwie znajduje się właściwa warstwa filtracyjna, której wysokość waha się od 0,6 do 1,0 m. Stanowi ja piasek kwarcowy o uziarnieniu:
d10 = 0,25 - 0,35 mm i d 60 = 0,7 - 1,0 mm
Prędkość filtracji wody jest bardzo mała i nie przekracza 0,1 m/h.
Działanie filtru powolnego opiera się na dwóch mechanizmach: biologicznym i mechanicznym. W złożu filtracyjnym występują bakterie, które dla swoich procesów życiowych wykorzystują zawarte w wodzie zanieczyszczenia tym samym usuwają je z wody.
Nie można stosować wstępnej dezynfekcji!
Konieczne odizolowanie komory filtracyjne od niskich temperatur!

4. strefa ochrony pośredniej i bezpośredniej

5. obliczyć sucha pozostałość

• Ogólna zawartość w wodzie substancji rozpuszczonych oraz zawiesin. Jest to pozostałość po odparowaniu wody
  i wysuszeniu w temperaturze 105°C.

• Po wyprażeniu suchej pozostałości w temperaturze
  550 °C część substancji ulega spaleniu lub rozkładowi stanowiąc tak zwaną stratę przy prażeniu lub suchą pozostałość lotną.

• Pozostałość po prażeniu stanowią wyłącznie substancje mineralne stąd noszą nazwę pozostałości mineralnej

Woda z domieszkami mineralnymi i zanieczyszczeniami organicznymi stanowi roztwór wieloskładnikowy, w którym pomiędzy poszczególnymi składnikami istnieją odpowiednie zależności

6. dobór układu technologicznego

a)UZDATNIANIE WÓD PODZIEMNYCH

UKŁAD I- grawitacyjny

1 - napowietrzanie otwarte

2 - komora reakcji lub osadnik

3 - filtracja grawitacyjna

4 - dezynfekcja

Stosowane w dużych i średnich ZUW

woda zawiera żelazo i mangan

UKŁAD II- ciśnieniowy

1- napowietrzanie ciśnieniowe

2 - filtracja ciśnieniowa

3 - dezynfekcja

Stosowane w małych zakładach

UKŁAD III- mieszany

1 - napowietrzanie otwarte

2 - komora reakcji lub osadnik

3 - filtracja cisnieniowa

4 - dezynfekcja

Stosowane w ZUW gdzie woda zawiera żelazo
( poniżej 5 mg) i mangan. Jeżeli woda zawiera więcej żelaza należy stosować filtrację dwustopniową.

UKŁAD IV- z filtracją kontaktową

1- napowietrzanie

2 - filtracja kontaktowa

3 - dezynfekcja

Stosowane w przypadku podwyższonej utlenialności, kiedy żelazo jest związane w kompleksach organicznych

UKŁAD V- z utlenianiem i sorpcją na węglu aktywnym

1 - utlenianie ( ozon lub chlor)

2 - filtracja na złożu węglowym

3 - dezynfekcja chlorem

Stosowane do uzdatniania wód podziemnych o podwyższonej utlenialnosci i intensywności barwy, żelazo występuje w chelatach

UKŁAD VI- z nadmanganianem potasu

1- utlenianie

2 - filtracja

3 - dezynfekcja

Stosowane w przypadku podwyższonej utlenialności, w stacjach o małej wydajności

UKŁAD VII- ze złożem wiążącym chemicznie dwutlenek węgla

1 - napowietrzanie

2 - złoże z marmuru lub spiekanego dolomitu

Stosowane do uzdatniania wód podziemnych w bardzo małych obiektach np. sanatoriach, domach wczasowych

b) UZDATNIANIE WÓD POWIERZCHNIOWYCH
UJMOWANYCH BEZPOŚREDNIO

1 - koagulacja

2 - sedymentacja

3 - filtracja

4 - dezynfekcja

Dla wód bardziej zanieczyszczonych dodatkowo sorpcja na węglu aktywnym

UZDATNIANIE WÓD POWIERZCHNIOWYCH
MIESZANYCH Z WODAMI INFILTRACYJNYMI

1 - ujęcie wody powierzchniowej

2 - koagulacja

3 - sedymentacja

4 - filtracja

5 - infiltracja - stawy

6 - ujęcie wód infiltracyjnych

7 - oczyszczanie wód infiltracyjnych

8 - dezynfekcja

UZDATNIANIE WÓD POWIERZCHNIOWYCH
UKŁAD Z FILTRAMI POWOLNYMI

1 - sedymentacja

2 - filtracja powolna

3 - dezynfekcja

Ze względu na niska prędkość filtracji nie przekraczającą 0,1 m/h układ jest stosowany bardzo rzadko. Wymaga dużej powierzchni zakładu.

7.podane pH- k=jak liczymy kwasowość i zasadowość

8.obliczyc zasadowość lub kwasowość ze wzoru

X=a*n*f*1000/V [mVal/dm3]

a-ilosc odczynnika

n-stezenie odczynnika

f-faktor(1 na lab)

v- obj. 50 lub 100ml objętości proby

Model przepływowy - charakteryzujący się tym, że całe zapotrzebowanie na wodę zakładu pokrywane jest z wody świeżej czerpanej bezpośrednio ze źródła. Model ten powinien być stosowany jedynie w zakładach w których całość procesów wymaga wody bardzo wysokiej jakości.

Model szeregowy - dąży do wielokrotnego wykorzystania wody przed odprowadzeniem jej do odbiornika. Woda wykorzystywana jest szeregowo przez kilku odbiorców następujących po sobie procesów w ściśle określonej kolejności. Kolejność w jakiej usytuowani są poszczególni odbiorcy zależy od wymagań dotyczących jakości wody w poszczególnych procesach.

Model obiegowy ( zamknięty) - model charakteryzujący się tym, że w użyciu krąży stale ta sama woda. Wielokrotnie używana woda obiegowa podlega po każdym cyklu odpowiedniemu przygotowaniu (odnowie). Straty wody w ilości od kilku do kilkunastu procent ilości wody obiegowej są uzupełniane wodą świeżą.

KOAGULACJA

• Polega na łączeniu cząstek koloidalnych obecnych w wodzie w większe aglomeraty, które można usunąć w procesach sedymentacji lub filtracji

• Stosowana do wód posiadających wysoką barwę i mętność

• Przebiega dwuetapowo najpierw następuje przekształcenie koloidu stabilnego w niestabilny, a następnie tworzenie się rozbudowanych aglomeratów

KOLOIDY

• Hydrofilowe (zwane odwracalnymi) - decydują o barwie wody, mają zdolność spontanicznego przechodzenia z żelu w zol, zaliczamy do nich koloidy kwasów huminowych i fulwowych,
  a także mikrofitoplankton, bakterie i wirusy

• Hydrofobowe - decydują o mętności wody, stosunkowo łatwo ulegają koagulacji i proces ten jest nieodwracalny, zaliczamy do nich koloidy cząstek zawiesin nieorganicznych oraz bezwodne tlenki metali

Stosowane koagulanty

• siarczan glinowy Al2(SO4)3 · 18H2O;

• siarczan glinowo-potasowy Al2(SO4)3 · K2SO4 · 24H2O

• siarczan żelazowy Fe2(SO4)3 · 9H2O;

• siarczan żelazawy FeSO4 · 7H2O;

• glinian sodowy Na2Al2O4;

Stabilność wody

• Właściwość wody polegająca na zdolności do rozpuszczania lub wytrącania węglanu wapnia.

• Miarą stabilności jest indeks stabilności S
  
  S =pH w danej temp. /pH w stanie równowagi węgl-wapn.

• Jeżeli
  S = 1 woda jest stabilna
  S < 1 woda ma właściwości korozyjne
  S > 1 woda jest zdolna do rozpuszczania węglanów

utlenialność

• Umowny wskaźnik określający w wodzie zawartość związków organicznych.
  Inaczej ilość tlenu potrzebna do rozkładu związków obecnych w wodzie na drodze chemicznej.

Zawiesina

• Zanieczyszczenia o wielkości cząstki powyżej 0,1ၭm, czyli takie które podczas filtracji śą zatrzymywane na bibule filtracyjnej.

• Podział zawiesin:
  organiczne i nieorganiczne,
  łatwo opadająca i trudno opadająca

6

4

3

2

1

Zawiesina lotna

Zawiesina mineralna

Substancje rozpuszczone ogólne

Zawiesina ogólna

Substancje rozpuszczone mineralne

Substancje rozpuszczone lotne

Pozostałość lotna

Pozostałość mineralna

Sucha pozostałość ogólna

---