1. Różnice między filtracją pospieszną a powolną.

FILTRACJA POWOLNA	FILTRACJA POSOPIESZNA
- stosuje się w oczyszczalniach wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi;	- stosuje się w oczyszczaniu wody powierzchniowej, infiltracyjnej, podziemnej, przemysłowej
- zachodzą procesy biologiczne i fizyczne (tzw. filtracja biologiczna) - duży stopień usuwania cząstek stałych, rozkład biochemiczny zanieczyszczeń organicznych, transformacja zanieczyszczeń; usuwanie bakterii, 95% mętności, 60% utlenialności, usuwanie barwy, nieskuteczne usuwanie glonów (głownie usuwane są sinice) - na powierzchni oraz wewnątrz złoża rozwijają się bakterie tworzące błonę biologiczną (oczyszczanie wody) - WYKLUCZONE DAWKOWANIE CHEMIKALIÓW PRZED FILTRACJĄ - możliwość zniszczenia mikroorganizmów tworzących błonę biologiczną	- zatrzymanie zawiesin, usuwanie żelaza i manganu, absorbowanie wielkocząsteczkowych związków (złoża z węglem aktywnym), przyspieszenie koagulacji i zatrzymanie jej produktów w złożu (f. kontaktowe), utlenianie azotu amonowego (f. suche), może zachodzić nitryfikacja, biodegradacja, biologiczne utlenianie Fe (II) i Mn (II), - konieczna koagulacja (nie usuwa się związków powodujących barwę, nie są zatrzymywane drobne zawiesiny
- mała prędkość v = ok. 0,1 m/h (przy oczyszczaniu wstępnym: sedymentacją, f. pospieszna v > 0,3m/h)	- duża prędkość: f. konwencjonalne (pospieszne właściwe) 5-25 m/h, f. superpospieszne >25 m/h (do wód przemysłowych)
- złoża nie są płukane - czyszczenie polega na usuwaniu 20-40 mm górnej warstwy piasku (można płukać ale to nieskuteczne), piasek się potem czyści i znów można go użyć; długie cykle filtracyjne (1-6 miesięcy)	- konieczne płukanie wodą/powietrzem - materiał ziarnisty ulega zniszczeniu zatrzymywanymi zawiesinami - częstotliwość płukanie (czyli długość cyklu filtracji - zależy od mętności wody dopływającej na filtry oraz od uziarnienia mat. filtracyjnego) zależy od stężenia zawiesin w wodzie dopływającej na filtr oraz od v, przeciętnie 24h, łatwiejsze czyszczenie
- złożem filtracyjnym piasek kwarcowy	- złoża jedno/wielowarstwowe
-WADY: duża powierzchnia, większe koszty	- WADY: konieczność lepszego oczyszczania wstępnego wody, POTRZEBA WYKWALIFIKOWANEJ OBSŁUGI (to będziemy my)

2. Kiedy stosujemy flotacje a kiedy sedymentacje

Sedymentacja - jest jednym z podstawowych procesów wykorzystywanych w oczyszczaniu wody do usuwania z niej cząstek o gęstości większej niż gęstość wody, a więc cząstek opadających.

Celem flotacji jest rozdział fazy stałej (cząstek zawieszonych) od fazy ciekłej (wody).

Flotacja może być stosowana zamiast sedymentacji wtedy, gdy usuwane cząsteczki stałe mają gęstość mniejszą niż woda, lub gdy różnica gęstości zawiesin i wody jest niewielka (np. mikroorganizmy fitoplanktonowe, silnie zdyspergowane cząstki mające strukturę kłaczkowatą oraz cząstki włókniste). Cechy takie mają zawiesiny pokoagulacyjne powstające podczas oczyszczania metodą koagulacji wód barwnych o małej mętności oraz zawierające glony.

3. Płukanie filtrów pospiesznych

Złoża filtrów pospiesznych mogą być płukane wodą lub wodą i powietrzem. Czynniki płuczące biegną od dołu do góry wynosząc zanieczyszczenia. Intensywność zależy od porowatości, gęstości i uziarnienia materiału filtracyjnego, temperatury wody płuczącej. Złoża filtracyjne mogą być płukane wodą po filtracji. Po płukaniu należy odprowadzić „pierwszy filtrat” (20-30 min) aby umożliwić wpracowanie się złoża filtracyjnego. Długość cyklu filtracji zakończonego płukaniem warunkuje uziarnienia złoża, prędkość filtracji, poziom zanieczyszczenia wody doprowadzanej na filtr. Przeciętna długość filtracji: 24h. Koniec cyklu filtracji to moment osiągnięcia dopuszczalnej straty ciśnienia lub pogorszenie się jakości filtratu ponad wymagane wartości.

4. Porównanie wody powierzchniowej i podziemnej

WODA POWIERZCHNIOWA	WODA PODZIEMNA
- skład zależy od zanieczyszczeń antropogenicznych a także od naturalnych procesów zachodzących w środowisku	- skład wód zależy od rodzaju i budowy skał z którymi się kontaktują, stopnia ich zwietrzenia, uziarnienia, prędkości ruchu wody, stopnia kontaktu z wodami powierzchniowymi i opadowymi
- zmienny skład fizyko-chemiczny, na którego wpływ ma działalność gospodarcza człowieka	- raczej stały skład fizyko-chemiczny, który kształtują procesy hydrogeochemiczne
Czynniki kształtujące skład wód powierzchniowych: - budowa geologiczna zlewni - topografia zlewni - procesy wietrzenia i rozpuszczania minerałów budujących zlewnię, - sedymentacja sorpcja (fizyczne) - hydroliza, redoks, strącanie (chemiczne) - prędkość i natężenie przepływu wody - powierzchnia kontaktu wody z powietrzem - warunki atmosferyczne - sposób użytkowania wód - lokalizacja zbiornika względem emitora zanieczyszczeń - sposób i stopień zagospodarowania zlewni	czynniki kształtujące skład wód podziemnych: - utlenianie i redukcja - rozpuszczanie (ługowanie) i strącanie - hydratacja i hydroliza - wietrzenie - sorpcja, desorpcja - wymiana jonowa - procesy membranowe - migracja (dyspersja) - procesy biochemiczne
Subs. występujące w wodach powierzchniowych: - gazy (O2, CO2, N2) - substancje rozpuszczone (HCO3^-, SO4^2-, Cl^-, krzemionka, Ca^2+, Mg^2+, Na^+, Fe i Mn mniej, zw. azotu z biochemicznego rozkładu białek roślinnych i zwierzęcych, związki fosforu, ) - inne zanieczyszczenia nieorganiczne (metale ciężkie - zanieczyszczenie ściekami, zw. azotu z nawozów) - zanieczyszczenia organiczne (WWA, pestycydy, SPC, produkty przeróbki ropy naftowej, ChZO - PCB) - mikroorganizmy (więcej niż w wodach podziemnych - hetero i autotrofy)	Substancje występujące w wodach podziemnych: - gazy (O2, CO2, H2S, N2) - substancje rozpuszczone (HCO3^-, CO3^2-, SO4^2-, Cl^-, Ca^2+, Mg^2+, Na^+, K^+, Fe^2+, Fe^3+, Mn^2+, NH4^+, NO2^-, NO3^-) - inne zanieczyszczenia nieorganiczne (metale ciężkie, radionuklidy - zanieczyszczenia organiczne (naturalne - zw. humusowe, antropogeniczne - fenole, ChZO, WWA, SPC - odpady, nawozy, ŚOR) - mikroorganizmy (biorące udział w biochemicznych przemianach (utlenianie/redukcja) organicznych i nieorganicznych, wody ubogie w substancje organiczne - gł. Bakterie chemolitotroficzne

5. Odmanganianie - reakcje

Istota odmanganiania polega na utlenieniu jonów Mn (II) do Mn (IV) i wytrąceniu ich w postaci MnO₂·xH₂O. Dwuwartościowe związki manganu SA trwałe i trudno ulegają hydrolizie. Hydroliza przebiega wolno, potrzeba obecność tlenu, zawartość Mn >> 10^-5 g Mn/m³, pH>9,5

2 Mn²⁺ + O₂ + 2 H₂O <=> 2 MnO₂ + 4 H⁺

W celu zmniejszenia pH potrzebnego do utlenienia manganu stosuje się utleniacze silniejsze niż tlen, np.:

- Nadmanganian potasu:

3 Mn²⁺ + 2KMnO₄ + 2 H₂O <=> 5 MnO₂ + 2 K⁺ + 4 H⁺

- Chlor:

Mn²⁺ + Cl₂ + 2 H₂O <=> MnO₂ + 2 Cl^- + 4 H⁺

- Ozon:

Mn²⁺ + O₃ + H₂O <=> MnO₂ + O₂ + 2 H⁺

- Dwutlenek chloru (przy pH = 7):

Mn²⁺ + 2 ClO₂ + 2 H₂O <=> MnO₂ + 2 ClO₂^- + 4 H⁺

- Dwutlenek chloru (przy pH > 7):

5 Mn²⁺ + 2 ClO₂ + 6 H₂O <=> 5 MnO₂ + 2 Cl^- + 12 H⁺

6. Różnice pomiędzy osadami a popłuczynami

7. Układ oczyszczania dla wody podziemnej zanieczyszczonej żelazem

a) związanym ze związkami organicznymi:

b) o dużym stężeniu żelaza i manganu (z dwustopniową filtracją)

8. Koagulacja - czym jest, sposób prowadzenia procesu i kiedy ja stosujemy (wody podziemne), typy koagulacji.

Proces koagulacji jest powszechnie stosowany do oczyszczania większości wód powierzchniowych w celu usunięcia z nich koloidów oraz drobno zdyspergowanych zawiesin powodujących barwę i mętność. W przypadków wód infiltracyjnych i podziemnych zastosowanie koagulacji uzasadnia obecność w tych wodach żelaza w połączeniach ze związkami organicznymi. W koagulacji usuwane są cząstki hydrofobowe (mętność) oraz hydrofilowe (barwa i zanieczyszczenia organiczne).

Wywołanie koagulacji::

- dodanie koloidu o znaku przeciwnym niż koloidy w wodzie

- dodanie elektrolitu zmniejszającego potencjał elektrokinetyczny (ułatwiona aglomeracja)

Koagulacje prowadzi się koagulantami - hydrolizując powodują koagulacje elektrolitem i koagulacje koagulantem o znaku przeciwnym .

Fazy koagulacji:

1. zaraz po dodaniu koagulantu (trwa sekundy) - reakcje chemiczne i fizyczne prowadzące do destabilizacji cząstek koloidalnych

2. (trwa dłużej) - flokulacja - w wyniku transportu i zderzeń cząstek zdestabilizowanych powstają kłaczki

Efektem skutecznej koagulacji jest zmniejszenie mętności, intensywności barwy, wskaźników zanieczyszczenia organicznego oraz wielu mikrozanieczyszczeń (formy trudnorozpuszczalne)

9. Dlaczego odkwaszanie fizyczne jest lepsze od chemicznego

Odkwaszanie wody polega na usuwaniu z niej agresywnego CO₂. Istotą mechanicznego odkwaszania jest przejście CO₂ obecnego w wodzie do powietrza w wyniku kontaktu tych mediów, co uzyskuje się w urządzeniach ciśnieniowych lub otwartych. Podczas kontaktu wody z powietrzem następuje wyrównanie ciśnień cząstkowych gazów w tych dwóch fazach. Wymiana gazów przebiega do momentu ustalenia się stanu równowagi. Chemiczne metody stosuje się, gdy wcześniej nie stosowano fizycznych lub były one nieskuteczne, a także, gdy ilość CO_2a jest mała. Do chemicznego wiązania CO₂ agresywnego stosuje się wapno hydratyzowane lub wapno palone:

CaO + H₂O + 2 CO₂ <=> Ca(HCO₃)₂

Przy metodzie chemicznej należy stosować takie ilości chemikaliów, które są niezbędne do przywrócenia równowagi węglanowo-wapiennej. Zbyt duże dawko powodują wytrącanie się osadów CaCO₃, nadmierną alkalizację wody, zwiększenie jej zasolenia.

10. Wymienić i opisać fazy koagulacji, cel, czynniki decydujące o jej skuteczności.

O skuteczności procesu koagulacji w usuwaniu z wody zanieczyszczeń decydują efekty dwóch następujących po sobie faz:

1. Faza destabilizacji koloidów - stabilny stan koloidów jest zaburzany w celu wywołania większej podatności na łączenie się w większe aglomeraty. Można to uzyskać poprzez:

- wartościowości jonów zobojętniających (destabilizacja elektrostatyczna)

- rodzaju i stężenia usuwanych koloidów,

- pH wody (reakcje chemiczne pomiędzy koloidem a koagulantem, zalecana neutralizacja koloidów)

- rodzaju i dawki koagulantu

- obecności polimeru organicznego (np. destabilizacja w wyniku mostkowania koloidów)

2. Faza flokulacji - po destabilizacji muszą być zapewnione warunki do zderzeń cząstek fazy rozproszonej prowadzących do tworzenia się tzw. kłaczków o dobrych właściwościach sedymentacyjnych. Skuteczność ortokinetycznej flokulacji (aglomeracji cząsteczek) zależy od

- liczby cząstek,

- współczynnika efektywności zderzeń

- stężenia objętościowego cząstek,

- gradientu prędkości cieczy oraz od czasu trwania flokulacji

- dawka koagulantu (^ stopień destabilizacji koloidów)

- pH

- temperatura

11. Układ technologiczny dla wody powierzchniowej

Rodzaj procesów jednostkowych tworzących układy technologiczne oczyszczania wód zależy od rodzaju i stężeń domieszek oraz zanieczyszczeń, które muszą być usunięte z wody.

Przykładowy układ technologiczny:

12. Opisać sposoby odkwaszania, od czego zależy dobór urządzeń przy fizycznej

Odkwaszanie wody polega na usuwaniu z niej agresywnego CO₂. Istotą mechanicznego odkwaszania jest przejście CO₂ obecnego w wodzie do powietrza w wyniku kontaktu tych mediów, co uzyskuje się w urządzeniach ciśnieniowych lub otwartych. Podczas kontaktu wody z powietrzem następuje wyrównanie ciśnień cząstkowych gazów w tych dwóch fazach. Wymiana gazów przebiega do momentu ustalenia się stanu równowagi. Wymagany poziom odkwaszenia wody zależy od jej zasadowości, zatem zasadowość decyduje o rodzaju urządzeń do napowietrzania.

- urządzenia ciśnieniowe: Zas. ≥ 250 g CaCO₃/m³

- urządzenia otwarte: Zas. 100-250 g CaCO₃/m³

- po napowietrzaniu odkwaszanie chemiczne: Zas < 100 g CaCO₃/m³

Chemiczne metody stosuje się, gdy wcześniej nie stosowano fizycznych lub były one nieskuteczne, a także, gdy ilość CO_2a jest mała. Do chemicznego wiązania CO₂ agresywnego stosuje się wapno hydratyzowane lub wapno palone.

13. Usuwanie żelaza organicznego i nieorganicznego

Istota odżelaziania polega na utlenieniu Fe (II) do Fe (III) i usuwanie wytrąconych związków w sedymentacji i filtracji. O metodzie usuwania żelaza decyduje forma występowania w wodzie surowej:

- w formach nieorganicznych np.: Fe(HCO₃)₂ stosowany układ oczyszczania to:

Napowietrzanie -> sedymentacja -> odżelazianie (f. pospieszna) -> dezynfekcja

Jeśli występuję dodatkowo FeSO₄ należy do układu dodać proces alkalizacji, zapewniający neutralizację powstającego kw. siarkowego. Hydroliza najczęściej występujących form żelaza (II) w wyższym pH:

Fe(HCO₃)₂ + 2 H₂O <=> Fe(OH)₂ + 2 H₂O

FeSO₄ + 2H₂O <=> Fe(OH)₂ + H₂SO₄

Utlenianie Fe (II) do Fe (III) (przy napowietrzaniu wody):

4 Fe²⁺ + O₂ + 10 H₂O <=> 4 Fe(OH)₃ + 8 H⁺

- w formach organicznych: jeśli żelazo występuje w połączeniach ze związkami organicznymi wcześniejsze metody są nieskuteczne. Należy zastosować dodatkowy proces koagulacji. W wodach zawierających związki organiczne jony Fe (II) i Fe (III) oraz ich hydroksykompleksy tworzą stabilne połączenia z ligandami organicznymi. W takich wodach występuje też podwyższona barwa i mętność. Należy przed koagulacją zastosować utlenianie jonów Fe (II) występujących w połączeniach nieorganicznych.

14. Odmanganianie i jakie złoże jest do niego potrzebne

Istota odmanganiania polega na utlenieniu jonów Mn (II) do Mn (IV) i wytrąceniu ich w postaci MnO₂·xH₂O. Dwuwartościowe związki manganu SA trwałe i trudno ulegają hydrolizie. Hydroliza przebiega wolno, potrzeba obecność tlenu, zawartość Mn >> 10^-5 g Mn/m³, pH>9,5

2 Mn²⁺ + O₂ + 2 H₂O <=> 2 MnO₂ + 4 H⁺

Skuteczną metodą odmanganiania wody jest jej filtracja przez wpracowane złoże filtracyjne, którego ziarna SA pokryte MnO₂ · n H₂O. Zastosowanie złoża wpracowanego umożliwia usuwanie manganu z wody bez wcześniejszej jej alkalizacji. MnO₂ absorbuje również jony arsenianowe, siarczanowe, fosforowe, i wodorowęglanowe. Czas wpracowania złoża filtracyjnego (pokrycia ziaren piasku MnO₂ zależy od składu fizyczno-chemicznego oczyszczanej wody i wynosi od kliku tyg. do kilki miesięcy.

Reakcje katalitycznego utleniania Mn (II) do Mn (IV):

Mn(OH)₂ + MnO(OH)₂ → Mn₂O₃ + 2 H₂O

Mn(OH)₂ + 2 MnO(OH)₂ → Mn₃O₄(OH)₂ + 2 H₂O

Mn₂O₃ + 1/2 O₂ + 2 H₂O → 2 MnO(OH)₂

Mn₃O₄(OH)₂ + 1/2 O₂ + 2 H₂O → 3 MnO(OH)₂

Mangan (II) dopływający z wodą surową utlenia się do manganu (III) i częściowo (IV) w wyniku redukcji wytrąconego w złożu MnO(OH)₂. Produkty utleniania Mn (II) oraz redukcji (IV) są następnie utleniane do Mn (IV) tlenem rozpuszczonym w wodzie. Wytrącona powłoka MnO₂ · n H₂O katalizuje utlenianie kolejnych ilości Mn (II).

Złoże wpracowane uzupełnia cie ciągle bo uzupełnia się MnO₂ które z kolei jest katalizatorem kolejnych reakcji Mn²⁺ + O₂ + 2H₂O <=> MnO₂ + 4H⁺ - w wyniku utleniania zużywana jest zasadowość - potrzebne odkwaszanie - mangan zmienia swój stopień utlenienia z II na IV i wytrąca się z wody

15. Dlaczego ozonowanie stosuje się przed filtrami biologicznymi?

Zastosowanie ozonu jako dezynfekanta jest celowe wówczas, gdy zawodzi chlorowanie z powodu tworzenia chlorowych pochodnych związków organicznych lub związków nadających wodzie smak i zapach. Ozon wytwarzany w miejscu dawkowania w postaci zaozonowanego powietrza lub tlenu. Ozon jest najskuteczniejszym środkiem dezynfekcyjnym z tradycyjnie stosowanych utleniaczy. Ozon utlenia związki organiczne, które są potem łatwiej przyswajalne dla mikroorganizmów w filtrze biologicznym. Ozon jest związkiem nietrwałym, zatem nie będzie wpływał negatywie na złoże biologiczne.

16. Po co wprowadza się dezynfekant do sieci wodociągowej

Zniszczenie żywych i przetrwalnikowych form organizmów patogennych - zapobieżenie ich wtórnemu rozwojowi w sieci wodociągowej. Sposoby:

-stosowanie dezynfektantów: ozon ,dwutlenek chloru, wolny chlor, chloraminy

17. Cele i sposoby dezynfekcji. Dlaczego z wody przed dezynfekcją powinny być usunięte zawiesiny oraz nieorg. i org. subst. zredukowane.

Zniszczenie żywych i przetrwalnikowych form organizmów patogennych - zapobieżenie ich wtórnemu rozwojowi w sieci wodociągowej. Sposoby: -gotowanie i pasteryzacja - promieniowanie UV - ultradźwięki -stosowanie dezynfektantów: ozon ,dwutlenek chloru, wolny chlor, chloraminy Powinny być usunięte ponieważ w połączeniu ze związkami chloru tworzą niebezpieczne dla ludzkiego zdrowia zw. Halogenowe

18. Dlaczego na filtrach powolnych nie stosujemy chemii

Na złożach w filtrach powolnych występuje błona biologiczna, która zawiera mikroorganizmy oczyszczające wodę. Zastosowanie chemii mogłoby zakłócić ten proces lub doprowadzić do degradacji bądź zniszczenie złoża biologicznego.

19. Proces katalicznego odmanganiania

3Mn²⁺ + 2KMnO₄ + H₂O <=> 5 MnO₂ + 2K⁺ + 4H⁺

Mn²⁺ + Cl₂ + 2H₂O <=> MnO₂ + 2Cl^- + 4H⁺

Mn²⁺ + O₃ + H₂O <=> MnO₂ + O₂ 2H⁺

- w wyniku utleniania zużywana jest zasadowość

- potrzebne odkwaszanie

- mangan zmienia swój stopień utlenienia z II na IV i wytrąca się z wody

20. Ciąg technologiczny dla odpowiednich parametrów

Wody powierzchniowe

1. Układ technologiczny z filtracją powolną

Sedymentacja----filtracja powolna-----dezynfekcja

2. Układ technologiczny z koagulacją objętościową

1.Szybkie mieszanie wody z koagulantem---- 2.wolne mieszanie, flokulacja---3.sedymantacja---4.filtracja pospieszna---5.ozonowanie---6.filtracja pospieszna przez biologicznie aktywne złoże----7.dezynfekcja

3. Układ technologiczny z koagulacją kontaktową w osadniku kontaktowym

1.Szybkie mieszanie wody z koagulantem---2.flokulacja i sedymentacja —3.filtravja pospieszna--- 4.ozonowanie--- 5.Filtracja pospieszna przez biologicznie aktywne złoże---6.dezynfekcja

Wody podziemne:

1. Konwencjonalny układ technologiczny

1.Napowietrzanie---2.filtracja pospieszna przez złoże filtracyjne wpracowane do usuwanie manganu---3.dezynfekcja

2. Układ oczyszczania wody zawierającej duże stężenia manganu i żelaza

1.Napowietrzanie---2.I stopień filtracji pospiesznej przez wielowarstwowe złoże filtracyjne---

3. II stopień filtracji przez złoże filtracyjne wpracowane do usuwania manganu-------4.dezynfekcja

21. Dlaczego ozon nie stosujemy jako jedynego dezynfekanta

Ozon jest najsilniejszym utleniaczem i ma największą zdolność dezynfekcyjną pośród stosowanych dezynfektantów. Natomiast podstawową wadą O₃ jest jego mała trwałość. Z tego względu ozon nie zapewnia zabezpieczenia przed wtórnym zanieczyszczeniem wody. Po dezynfekcji ozonem należy użyć innego dezynfektanta (najczęściej związku chloru) do zabezpieczenia przed wtórnym zanieczyszczeniem wody w sieci.

22. Od czego zależy prędkość sedymentacji (wzór)

V_s = pierwiastek: 3,03g * d(ro_cząsteczek - ro _wody) koniec pierwiastka

- średnicy cząsteczki

- gęstości cząsteczki

- gęstości wody

23. Różnica pomiędzy flotacją a flokulacj

Flokulacja jest etapem koagulacji w którym następuje aglomeracja zdestabilizowanych zawiesin i powstawanie kłaczków.

Flotacja natomiast, jest procesem, który może być stosowany po flokulacji, w przypadku gdy gęstość powstałych podczas flokulacji zawiesin jest niższa od gęstości wody i zawiesiny te unoszą się do góry, w ten sposób oddzielając się od wody.

24. Odkwaszanie ze względu na zasadowość

Odkwaszanie wody polega na usuwaniu z niej agresywnego dwutlenku węgla nadającego charakter agresywny. Jest ono zwykle niezbędne w układach oczyszczania wód podziemnych i infiltracyjnych zawierających agresywny CO₂. Z wód powierzchniowych CO2 agr. Jest usuwany powstający podczas koagulacji jako produkt reakcji mocych kwasów( pochodzących z hydrolizy koagulantów) z naturalną zasadowością wody

- CO2 usuwa się matodami fizycznymi (napowietrzanie) i chemicznymi (np. dawkowanie do wody CaO)

25. Cele dezynfekcji i jaki dezynfektant zaleciłbyś?

- zniszczenie żywych i przetrwalnikowych form organizmów patogennych

- zapobieżenie ich wtórnemu rozwojowi w sieci wodociągowej.

Zaleciłbym stosowanie jako dwutlenku chloru ClO₂, ponieważ nie powstaje po jego użyciu tak dużo ubocznych produktów dezynfekcji jak w przypadku chloru wolnego. Stosowanie dwutlenku chloru zapobiega wtórnemu zanieczyszczeniu wody w odróżnieniu od ozonu, który tylko dezynfekuje wodę.

26. Zasadowość M = 1,5 - zaproponuj odkwaszanie wody i uzasadnij dlaczego tak.

Niska zasadowość M pozwala przypuszczać, że powyższa woda to woda podziemna lub infiltracyjna.

Należy zastosować napowietrzanie w celu pozbycia się dwutlenku węgla, który obniża zasadowość M.

Do tego celu można użyć złóż ociekowych z naturalnym napowietrzaniem.

Jako uzupełnienie odkwaszania metodą fizyczną można zastosować odkwaszanie metodą chemiczną np. wapnem .

27. Odżelazianie - reakcje.

Woda napowietrzona:

4Fe²⁺ + O₂ + 10 H₂O <-> 4Fe(OH)₃ + 8H⁺

Woda nienapowietrzona utleniacze chemiczne:

3Fe²⁺ + KMnO₄ + 7H₂O <-> 3Fe(OH)₃ + MnO₂ + K⁺ + 5H⁺

2Fe²⁺ + Cl₂ + 6H₂O <-> 2Fe(OH)₃ + 2Cl^- + 6H⁺

2Fe²⁺ + O₃ + H₂O <-> 2Fe³⁺ + O₂ + 2OH^-

Fe²⁺ + ClO₂ <-> Fe³⁺ + ClO₂^-

28. Sorpcja - jak usuwamy rozpuszczone związki organiczne

- adsorpcja stosowana jest do usuwania zanieczyszczeń powodujących smak i zapach wody, a także rozpuszczonych związków organicznych,

- proces adsorpcji na adsorbentach porowatych, jakimi są węgle aktywne, polega na wiązaniu rozpuszczonych związków organicznych pochodzenia naturalnego i antropogenicznego na powierzchni adsorbentu

- zużyte węgle aktywne są regenerowane lub wymieniane

29. Produkty uboczne ozonowania.

-podczas chlorowania ozonowanej wody pojawiają się jony chlorynowe i chloranowe

- aldehydy

- ketony

- karboksylowe

30. Reakcje żelaza ze związkami organicznymi i nieorganicznymi

W wodach z rejonów bagiennych, zalesionych oraz warstw zawierających torf , żelazo może występować w połączeniu ze związkami organicznymi, najczęściej kwasami humusowymi

Z nieorganicznymi:

Fe CO3 + CO2 + H2O  Fe(HCO3)2

Ługowanie żelaza z udziałem tlenu

2 FeS2 + 7 O2 + 2H2O  2FeSO4 + 2H2SO4

Przejście żelaza z II na III

4 FeSO4 + O2 + 10 H2O -> 4Fe(OH)3 + 4H2SO4

4Fe(HCO3)2 + O2 + 2H2O-> 4Fe(OH)3 + 8 CO2

31. Koagulacja - cały proces, co i jak

- usunięcie z wody koloidów oraz drobno zdyspergowanych zawiesin powodujących barwę i mętność oraz spadek wskaźników zanieczyszczenia organicznego wody ( w wodach podziemnych i infiltracyjnych gdy występuje żelazo w połączeniu ze zw. organicznymi

- koagulacja to zmniejszenie stopnia dyspersji układu koloidalnego w wyniku łączenia się pojedynczych cząstek fazy rozproszonej w większe skupiska (aglomeraty)

2 fazy:

1. Reakcje chemiczne i fizyczne prowadzące do destabilizacji koloidów (trwa krótko)

2. Flokulacja- w wyniku transportu i zderzeń cząstek zdestabilizowanych powstają kłaczki (trwa długo)

- koagulanty pełnią rolę koloidów o znaku przeciwnym do koloidów usuwanych

- koagulanty sole glinu i żelaza

- wady obniżenie zasadowości

32. Sedymentacja - j/w

- opadanie cząsteczek w wodzie

- opadają cząsteczki o większej gęstości niż woda

- opadanie zależy od stężenia ,wymiaru, kształtu, gęstości, temperatury

- swobodne opadanie cząstek, gdzie każda cząstka opada oddzielnie ( najczęściej cząstki ziarniste)

- skupione opadanie cząstek, gdzie cząstki oddziałują na siebie i skupiają się w aglomeraty (najczęściej cząstki kłaczkowate)

33. Filtracja pospieszna - dla podziemnych i pow, płukanie

Zastosowanie:

-zatrzymanie zawiesin

-usuwanie związków żelaza i manganu

-przyspieszenie koagulacji i zatrzymanie jej produktów

-adsorbowanie wielkocząsteczkowych związków

Cechy:

- duża wydajność, niższe koszty inwestycji, łatwiejsze oczyszczanie złóż filtracyjnych (płukanie),

- grawitacyjne i ciśnieniowe,

- złoża jedno i wielowarstwowe

- ziarnisty materiał filtracyjny

- mogą zachodzić procesy biologiczne

- woda podziemna można wprowadzać wodę surową , złoża wpracowane

- woda powierzchniowa wymagane wstępne oczyszczanie

Płukanie:

- częstotliwość płukania zależy od stężenia zawiesin w wodzie dopływającej i stosowanej prędkości filtracji

- płukane wodą i powietrzem lub jednym z nich

- płukanie wodą oczyszczoną

- równomiernie po całej powierzchni

- płukanie musi zapewnić ekspansję złoża (zwiększenie jego wysokości)

- intensywność płukania trzeba dobrać właściwie ( w zależności od gęstości i uziarnienia) dla materiału filtracyjnego, tak aby nie wypłukać złoża filtru,

34. Na czym polega odkwaszanie i czy stosuje sie tylko dla wody podziemnej - uzasadnic

Odkwaszanie wody polega na usuwaniu z niej agresywnego CO2. W celu pozbycia się CO2 agresywnego w wodach podziemnych stosuje się napowietrzanie(fizyczne), natomiast w wodach powierzchniowych powstaje CO2 agresywny w wyniku reakcji mocnych kwasów (pochodzą z hydrolizy koagulantów) z zasadowością wody. W tym przypadku CO2 wiąże się chemicznie dodając wapno.

35. Złoże wpracowane do usuwania manganu - co i jak

Wody podziemnie i infiltracyjne wymagają stosowania procesów odżelaziania i odmanganiania. Powszechnie stosuje się filtry grawitacyjne lub ciśnieniowe ze złożem filtracyjnym wpracowanym.

Złoże wpracowane to złoże, którego ziarna są pokryte tlenkiem manganu. Takie złoże ma właściwości adsorpcyjne i utleniające, w wyniku czego adsorbuje związki manganu i katalizuje ich utlenianie.

Tlenki manganu IV wpracowane w złoże katalizują utlenianie Manganu II wartościowego do Manganu IV wartościowego, który wytrąca się z wody. Zastosowanie łoża wpracowanego umożliwia usuwanie manganu z wody bez wcześniejszej jej alkalizacji.

OSADY	POPŁUCZYNY
Źródła osadów: - koagulacja (sedymentacja) - Fe(OH)3 z wody podziemnej - strąceniowe metody oczyszczania wody (np.: zmiękczanie) - wydzielone ze ścieków - piaskowniki	Źródła popłuczyn: - płukanie złóż filtracyjnych - adsorpcyjnych - jonitowych - mikrolit - zużyte czynniki stosowane do regeneracji jonitów - koncentraty z procesów membranowych - ścieki z płukania membran - wody po płukaniu zbiorników i urządzeń
- mniejsze uwodnienie (90,5-96,5%)	- większe uwodnienie (99,9%)
- powstaje ich mniej	- powstaje ich więcej
Skład osadów: - amorficzne struktury cząstek stałych zawierające produkty hydrolizy kationów stosowanych koagulantów (pokoagulacyjne) - zdestabilizowane zanieczyszczenia koloidalne, - krzemionka - tlenki żelaza (III) (w. podziemna) - tlenki manganu (IV) - węglan wapnia (dekarbonizacja wapnem)	Skład popłuczyn: - cząsteczki stałe - mikroorganizmy, zawiesiny i zanieczyszczenia zaabsorbowane na zawiesinach i biosorbentach (z mikrosit) - zawiesiny zatrzymane na złożach w filtrach

---