procesi procissavanja podzemnih voda 2010
TRANSCRIPT
-
PROCESI PROIAVANJA
PITIKIH VODA
Dr. sc. Laszlo Sipos, red. prof.Sveuilite u Zagrebu, Fakultet kemijskog
inenjerstva i tehnologije, Zagreb
-
POKAZATELJI KAKVO E VODA
-
Karakteristini primjeri pokazatelja kakvoe podzemnih voda
L o k a c i j aPokazatej Ivani G Ravnik Poega Vinkovci MDKTemperatura, C 13.6 13.4 11.2 13.1 < 25pH 7.05 7.34 7.29 7.24 6.5-8.5CO2, mg/L 95 43 30 39Utr. KMnO4, O mg/L 4.50 2.21 0.91 0.88 3Alkal., CaCO3 mg/L 440 330 240 405Uk. tvrd., CaCO3, mg/ L 367 277 248 273Ca, CaCO3, mg/L 262 189 225 159Mg, CaCO3, mg/L 105 88 23 114Fe, mg/L 5.0 1.48 0.01 0.53 0.20Mn, mg/L 0.11 0.23 1.02 0.15 0.050NH4, mg/L 6.70 0.87 0.026 0.38 0.50N-Kjeldahl, N, mg/L >6.70 >0.87 0.16 >0.38 1.0As, mg/L n.d. n.d. n.d. 0.18 0.010IS 0.78 0.88 0.63 0.74 >1
11.
-
KARAKTERISTIKE I SASTAV OTPADNIH VODA GRADOVA
INDUSTRIJAKPK, O2 mg/L 500-10000
Protok, Q, m3/hSusp. tvar mg/L 220Taloiva tvar, mL/L 10BPK5, O2 mg/L 220 25KPK, O2 mg/L 500 125Ukupni N mg/L 40 10Org-N mg/L 15NH3-N mg/L 25NO2-N mg/L 0NO3-N mg/L 0Ukupni P mg/L 8 2Org-P mg/L 3Anorg-P mg/L 5Kloridi, Cl - mg/L 50Alk., CaCO3 mg/L 100Masnoe mg/L 100
Pokazatelj Vrijednost MDK
-
Temperatura vodeOdreuje se termometrom na terenu neposredno pri uzorkovanju
Boja vode
Odreuje se na terenu fotometrom. Skala Pt-Co
Mutnoa
Temeljni fizi ko-kemijski pokazatelji kakvoe
Elektri na provodnost
Odreuje se na terenu instrumentalno (turbidometar). Izraava se u novije vrijeme u jedinicama NTU, a ranije u mg/L SiO2
Odreuje se na odrenoj temperaturi u jedinicama uS/cm
-
pH vode
Odreuje se pH-metrom na terenu neposredno pri uzorkovanju vode,najbolje u protonoj vodi u zatvorenom sustavu
Suspendirane tvari
Membranska filtracija, suenje na 105 0C, mg/Lareni ostata, mg/L
Taloiva tvar
Taloenje u Inhoff-ovom lijevku od 1 L 2 sata
-
Potronja KMnO 4Oksidacija organskih i anorganskih supstanija s KMnO4 u kiselom mediju, kuhanjem 10 minuta. Izraava se u mg/L O2
BPK5
Potronja kisika za bioloku oksidaciju neistoa prisutnih u vodi. Izraava se u mg/L O2
KPKKemijska potronja kisika. Odreuje seoksidacijom neistoa u vodi kalijevim bikromatom (K2Cr2O7) ukiselom mediju, a izraava se u jedinicama mg/L O2 ekvivalentnogpotroenom bikromatu
-
RAVNOTEE KARBONATNIH IONAU PRIRODNIM VODAMA
-
RAVNOTEE KARBONATNIH IONA U PRIRODNIM VODAMA
H2O + CO2 = H2CO3
H2CO3 = H+ + HCO3-
HCO3- = H+ + CO32-
H2O = H+ + OH-
CaCO3 = Ca2+ + CO32-
[[[[ ]]]] [[[[ ]]]][[[[ ]]]]32
31
*COH
HCOHK
++++
====
[[[[ ]]]] [[[[ ]]]][[[[ ]]]]
++++
====3
23
1
*HCO
COHK
[[[[ ]]]] [[[[ ]]]]++++==== OHHKW *
[[[[ ]]]] [[[[ ]]]]++++==== 232 * COCaK PT
-
RAVNOTEE KARBONATNIH IONA U PRIRODNIM VODAMA
[[[[ ]]]] [[[[ ]]]] [[[[ ]]]] [[[[ ]]]]++++ ++++++++==== HOHCOHCOALK 233 *2
[[[[ ]]]] [[[[ ]]]] [[[[ ]]]] ++++++++==== 23332 COHCOCOHTIC
[[[[ ]]]] [[[[ ]]]] [[[[ ]]]] [[[[ ]]]]++++ ++++++++==== OHHHCOCOACD 323*2
K1= 4,45*10-7 pK1 = 6,35
K2 = 4,69*10-11 pK2 = 10,33
KW= 10-14 pKW = 14
KPT(CaCO3) = 1,6*10-8 pKPT= 7,80
-
RAVNOTEE KARBONATNIH IONA U PRIRODNIM VODAMA
[[[[ ]]]]TIC
COH 320 ====
[[[[ ]]]]TIC
HCO==== 31 [[[[ ]]]]TIC
CO ====2
32
[[[[ ]]]] [[[[ ]]]]2211 *1
++++++++++++++++====
H
KK
H
KF
[[[[ ]]]]F
H
K++++
====
1
1[[[[ ]]]]
FH
KK221
2
*++++
====F1
0 ====
Raunaju se vrijednosti [H2CO3], [HCO3-] i [CO32-] za odreeni TIC te razliite zadane vrijednosti [H+] odnosno pH
- Stupanj disocijacije
-
RAVNOTEE KARBONATNIH IONA U PRIRODNIM VODAMA
pH
TIC
6 10 124 8
H2CO3 HCO3- CO32-
C/mol*L-1
-
pH
TIC
6 10 124 8
H2CO3 HCO3- CO32-
C/mol*L-1
Alkalitet p-vrijednost
m-vrijednost
m p
-
Tvrdoa vode
Njemaki supanj tvrdo e: 10 mg/L CaOFrancuski stupanj tvrdoe: 10 mg/L CaCO3Ameriki stupanj tvrdo e: 1 mg/L CaCO3
Ukupna tvrdoa (UT) Ca + MgKarbonatna tvrdo a (KT) CaCO3 + MgCO3Nekarbonatna tvrdoe (NT) NT = UT-KT
-
HCO3-
CO32-
OH-
Ca2+
Mg2+
Na+, K+
T
V
R
D
O
A
Karbonatna trvdoa
Ukupna tvrdoa
Ca - tvrdoa
Alk
TVRDOA VODE
Karbonatna tv. > Ukupne tv.
-
HCO3-
CO32-
OH-
Ca2+
Mg2+Cl-,
SO42-T
V
R
D
O
A
Karbonatna trvdoa
Ukupna tvrdoa
Ca - tvrdoa
Alk
TVRDOA VODE
Karbonatna tv. < Ukupne tv.
-
Stabilnost vode
Indeks stabilnosti (IS)
IS < 1 voda otapa CaCO3IS > 1 voda taloi CaCO3
[[[[ ]]]][[[[ ]]]]ravnoteni
analitina
Ca
CaIS ====
-
Procesi proiavanja podzemnih voda
-
Karakteristi ni primjeri vrijednostipokazatelja kakvoe voda
L o k a c i j aPokazatej Ivani G Ravnik Poega Vinkovci MDKTemperatura, C 13.6 13.4 11.2 13.1 < 25pH 7.05 7.34 7.29 7.24 6.5-8.5CO2, mg/L 95 43 30 39Utr. KMnO4, O mg/L 4.50 2.21 0.91 0.88 3Alkal., CaCO3 mg/L 440 330 240 405Uk. tvrd., CaCO3, mg/L 367 277 248 273Ca, CaCO3, mg/L 262 189 225 159Mg, CaCO3, mg/L 105 88 23 114Fe, mg/L 5.0 1.48 0.01 0.53 0.20Mn, mg/L 0.11 0.23 1.02 0.15 0.050NH4, mg/L 6.70 0.87 0.026 0.38 0.50N-Kjeldahl, N, mg/L 6.70 0.87 0.16 0.38 1.0As, mg/L n.d. n.d. n.d. 0.18 0.010IS 0.78 0.88 0.63 0.74 >1
11.
-
Problematika
Uklanjanje zeljeza1
Uklanjanje mangana2
Uklanjanje amonijaka3
Uklanjanje arsena4
Uklanjanje organskih tvari2
Uklanjanje koloidnih cestica6
Dezinfekcija i stabilizacija vode7
5
-
4 Fe2+ + O2 + 10 H2O = 4Fe(OH)3(s) + 8 H+
2 Fe2+ + Cl2 + 6 H2O = 2Fe(OH)3(s) + 2 Cl- + 6 H+
3 Fe2+ + MnO4- + 7 H2O = 3 Fe(OH)3(s) + MnO2)s) + 5 H
+
1 mg/L Fe - 0.14 mg/L O2- 0.64 mg/L Cl2- 0.94 mg/L KMnO4
d Fedt
k pO OH Fe( )
( ) * ( ) * ( )2
2 22
+= +
Uklanjanje eljeza iz podzemnih voda
][*][*)(*][ 22
2
2
++
= FeOHpkdt
FedO
-
Uklanjanje mangana izpodzemnih voda
2 Mn2+ + O2 + 2 H2O = 2 MnO2(s) + 4 H+
Mn 2+ + Cl2 + 2 H2O = MnO2(s) + 2 Cl- + 4 H+
3 Mn2+ + 2 MnO4- + 2 H2O = 5 MnO2(s) + 4 H
+
1 mg/L Mn - 0.29 mg/L O21.29 mg/L Cl21.92 mg/L KMnO4
Oksidacija s kisikom: autokataliti ki proces:
Sporo: Mn2+ + 1/2 O2 = MnO2(s)Brzo: Mn 2+ + MnO2 = Mn2+MnO 2 Sporo: Mn2++MnO2 + O2 = 2 MnO2
-
Brzina oksidacdije Mn2+ kisikom pri razliitim vrijednostima pH
-1.6
-1.4
-1.2
-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0 50 100 150 200 250
t/min
log(
Mn/
Mn(
po)
)
pH=9
pH=9.3
pH=9.5
-
Uklanjanje amonijaka
Kemijski postupak
"Breakpoint" klorinacija
Cl2 + 2 H2O = 2 HOCl + 2 H+
NH4+ + HOCl = NH 2Cl + H2O + H+
NH2Cl + HOCl = NHCl 2 + H2O
NHCl 2 + HOCl = NCl3 + H2O
2 NHCl2 + HOCl = N2 + 3 HCl + H2O
2 NH4+ + 3 Cl2 = N2 + 6 HCl + 2 H+
1 mg/L NH4 - N - 7.60 mg/L Cl2
"Break pont"
0
2
4
6
8
10
12
0 5 10 15
Doza klora mg/L
Slo
bod
ni k
lor/m
g/L
Doza klora Slobodni kloc
-
Uklanjanje amonijaka
Bioloki postupak
NH4++1.5 O2 NO2
-+ 2 H++ H2O
NO2- + 0.5 O2 NO3
-
1 mg/L NH4 - N - 4.57 mg/L O2
7.60 mg/L Cl2
Nitrosomonas
Nitrobacter
-
Uklanjanje amonijaka, eljeza i mangana
BIOLOKI POSTUPAK
Amonijak: NitrosomonasNitrobacter
eljezo i mangan: GallionellaLeptothrixSiderocapsa
Kriti ni uvjeti: TemperaturapHKoncentracija kisikaHranjive tvari
Bioloka filtracija: Granulacija pjeska: 0.5/2 mmBrzina filtracije: 5 - 20 m/h
-
4 Fe2+ + O2 + 10 H2O = 4Fe(OH)3(s) + 8 H+
2 Mn2+ + O2 + 2 H2O = 2 MnO2(s) + 4 H+
NH4++1.5 O2 = NO2
-+ 2 H++ H2ONO2
- + 0.5 O2 = NO3-
1 mg/L NH4 - N - 4.57 mg/L O21 mg/L Mn - 0.29 mg/L O21 mg/L Fe - 0.14 mg/L O2
NH4-N < 1 mg/L - OTVORENI SUSTAVNH4-N > 1 mg/L - ZATVORENI SUSTAV
Uklanjanje amonijaka, eljeza i mangana
BIOLOSKI POSTUPAK
-
Uklanjanje amonijaka, eljeza i mangana
Sirova voda
Zrak
AeratorFiltar
Preraenavoda
Zatvoreni sustav zapreradu vode
Sirovavoda
Aerator
Otvorenifilter
Preraenavoda
Otvoreni sustav zapreradu vode
-
Profili koncentracija u bioloskom filtru
0
0,4
0,8
1,2
1,6
2
0 0,4 0,8 1,2 1,6 2
Dubina filtra /m
/ (
mg
/L)
0
0,01
0,02
0,03
(N
O2-
-N)
/ (m
g/L)
Fe Mn NH3-N NO3-N O2/10 NO2-N
-
Profili koncentracija u bioloskom filtru
Koncentracijski profil supstrata u biolokom filtru
CA- koncentracija A na dubini z U - brzina filtracije u m/hrA - brzina uklanjanja A na povrini
filtarske ispune mol/(m2 s)- specifina povrina ispune m2/m3
0** '' =+ AA rdzdC
U
U
z z+dz
-
Profili koncentracija u bioloskom filtru
Koncentracijski profil supstrata u biolokom filtru
CA- koncentracija A na dubini zCAs- koncentracija A na povrini filt. ispune U - brzina filtracije u m/hrA - brzina uklanjanja A na povrini
filtarske ispune mol/(m2 s)- specifina povrina ispune m2/m3
0** '' =+ AA rdzdC
U
)(*'' AsAcA CCkr =
0)(** = AsAA CCkdzdC
U
AAs CC
-
Profili koncentracija u bioloskom filtru
)**
exp(0
LU
k
C
C c
A
A =
Koncentracijski profil supstrata u biolokom filtru
CAo - poetna koncentracija supstrata ACA . koncentracija A na dubini L U - brzina filtracije u m/hKC konstanta prijenosa mase u m/s- specifina povrina ispune m2/m3
)*exp(0
LU
k
C
Cn
A
A ====
Preureenjem ove jednadbe dobivamo:
K i n - konstante
-
Profili koncentracija u bioloskom filtru
LU
k
C
Cn
A
A *ln0
=
Logaritmiranjem dobivamo jednadbu pravca:
Prema tome, na temelju eksperimentalnih podataka o promjeni koncentracije supstancije A po dubini filtrqa L, moemo pri razliitim brzinama filtracije U, odrediti vrijednosti konstanti k i n.
-
Kinetika uklanjanj eljeza, mangna i amonijaka u biolokom filtru
Supstrat: Fe Mn NH3
k/h-1 294 30,2 27,9
n 1,53 0,74 0,65
)*exp(0
LU
k
C
Cn
A
A ====
Koncentracijski profil supstrata u biolokom filtru
CAo - poetna koncentracija supstrata ACA . Koncentracija A na dubini L U brzina filtracije u m/hK i n - konstante
Vrijednosti konstanti k i n za eljezo, mangan i am onijak:
-
Profili koncentracija u bioloskom filtru
0
0,4
0,8
1,2
1,6
2
0 0,4 0,8 1,2 1,6 2
Dubina filtra /m
/ (
mg
/L)
0
0,01
0,02
0,03
(N
O2-
-N)
/ (m
g/L)
Fe Mn NH3-N NO3-N O2/10 NO2-N
-
pH=7.0
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0 1 2 3 4 5 6 7
Vrijeme / sati
Kon
cent
raci
ja M
n/ m
g/L
BIRM
PYROLOX
GREENSAND
PIJESAK-RAVNIK
RAVNIK-OZRAENI
Kinetika uklanjanje mangana na razliitim filtarskim materijalima (T. tembal)
-
Uklanjanje arsena
Djeluju mehanizmi adsorpcije i koprecipitacije s Fe(OH)3, Al(OH)3i drugih specija.
Fe3+ + 3 H2O = Fe(OH)3(s) + 3 H+
FeOOH + HAsO2 = Fe(AsO2)3 + 2 H2O
Al(OH) 3 + 3 HAsO2 = Al(AsO2)3 + H2O
Uinkovitije se uklanja As(V) od As(III). Zbog toga se As(III), prije dodavanja FeCl3, oksidira u As(V) dodatkom KMnO4, ozona ili drugih oksidacijsih sredstava.
Intenzivnije mjeanje poveava uinak uklanjanja arsena.
Dodatak FeCl3, osim to uklanja As, djelomino uklanja i organsku tvar iz vode.
-
Uklanjanje amonijaka, eljeza,mangana i arsena
Sirovavoda
Zrak
Aerator Filtar
Preraenavoda
Zatvoreni sustav zapreradu vode
KMnO4
FeCl3M
Sirovavoda
Aerator
Otvorenifilter
Preraenavoda
Otvoreni sustav zapreradu vode
KMnO4 M
FeCl3
-
Primjena ozona umjesto KMnO4 kodpostupka uklanjanja arsena
AERACIJA
TALOENJE
BIOLOKA FILTRACIJA
+ FeCl3
Sirova voda
Proiena voda
+ O3(KMnO4)
As 30 - 50 ug/L
As 100-300 ug/L
Koje su mogucnosti daljnjeg smanjenja koncentracije As?
-
Hot Tip
AsFeAs C*m*KX ====
n/1Asm
X )C(*KFe
As ====
Freundlichova izoterma:
XAs/ g masa uklonjenog As
mFe/ mg - masa Fe 3+ za adsorpciju
CAs/ (g/L) masena koncentracija As u otopini nakon adsorp cije
K /(L/g) konstanta
-
Hot Tip
1. Stupanj adsorpcije na Fe(OH) 3
n/1Asm
X )C(*KFe
As ====Freundlichova izoterma:
2. Stupanj adsorpcije na Fe(OH) 3
Sirova voda
Proiena voda
CAs,smFe,1
CAs,1mFe,2
CAs,2
-
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Koncentracija As (ug/L) nakonuklanjanja u 1. stupnju adsorpcije
Pot
ron
jaF
e3+
(m
g/L)
1. Stup.
2. Stup.
1.+2.
Poetna konc. As 100 ug/LKonana konc. As 10 ug/L
Potronja Fe3+ (mg/L) za uklanjanje As u dva stupnja adsorpcije
-
Uklanjnje arsena viestupanjskom adsorpcijom na eljezov hidroksid
Stupnjevi adsorpcije Ukupna doza Fe 3+ Omjer Fe/As
1 15,6 53,9
2 4,82 16,6
3 3,4 11,7
n/1As
Fe
As ]C[*Km
X ====
Freundlichova adsorpcijska izoterma
K=0,00186 L/ugn=1Xas/ug masa adsorbiranog AsmFe/mg masa Fe hidroksidaCAs /mg/L koncentracija As u otopini
Doza eljeza (mg/L) potrebnog za uklanjnje As od po etnih 300 na 10 ug/L:
-
Hot Tip
POSTUPCIKOAGULACIJE I FLOKULACIJE
-
Proiavanje povrinskih vodaKarakteristi na oneienja:MutnoaBojaOrganska tvarBioloki materijal (alge, plankton itd.)Nedefinirana potencijalna oneien
Koloidna Otopinaestica
-
++++++++
+++++++
Model elektrokemijskog dvosloja
Udaljenost od estice
Pot
enci
jal
0
0
Zp
Sternov sloj
Ploha posmakaGranina ploha difuzijskog sloja
_ _ _
+ + _
_ _ _
+ _ _
_ + _
_ _
________
+
_
+_
+
Difuzijski sloj
Sternov sloj
Raspodjela naboja u elektrokemijskom dvosloju
D
q4Zp
====
ZP - Zeta potencijalq - Naboj estice - Rdiju utjecaj nabojaD - Dielektrina konstana medija
Elektri ni dvosloj
Koloidna estica Otopina
Ploha smicanja
-
POSTUPCI KOAGULACJE I FLOKULACIJE
ENERGIJA ODBIJANJA I PRIVLA ENJA NABIJENIH ESTICA
Udaljenost izmeu estica
Djelovanje van der Waalsovih privlanih sila(Londonove privlane sile)
Djelovanje odbojnih sila elekt. dvosloja
Ene
rgija Energijska barijera
VR
VA
-
DESTABILIZACIJA KOLOIDNIH ESTICA
POSTUPCI KOAGULACJE I FLOKULACIJE
a) Kompresija elektrinog dvoslojab) Smanjenje povrinskog potencijala adsorpcijom i neutralizacijom nabojac) Destabilizacija koloida su-taloenjem (koprecipitacijom)d) Destabilizacija koloida adsorpcijom i spajanjem estica
a) Kompresija elektrinog dvosloja
Udaljenost (r) od povrine estice
Kon
cent
raci
ja io
na
A
BC D
A l
Bl
Cl
Dl
A(A,B,D) = A(A l, Bl, Dl)A - Povrina
r(Dl) r(D)
r(Dl)
-
DESTABILIZACIJA KOLOIDNIH ESTICA
POSTUPCI KOAGULACJE I FLOKULACIJE
Kompresija elektri nog dvosloja
VR
VA
Udaljenost od .
Odbijanje dvosloja
van der Waalsovoprivla enje
VR
VA
Udaljenost od .
Odbijanje dvosloja
van der Waalsovoprivla enje
Mala koncentracija elektrolita- Nema kompresije dvosloja
Velika koncentracija elektrolita- Komprimira se dvosloj
Energijska barijera!Nestaje energijska barijera!
-
DESTABILIZACIJA KOLOIDNIH ESTICA
POSTUPCI KOAGULACJE I FLOKULACIJE
b) Smanjenje povrinskog potencijala adsorpcijom i neutralizacijom naboja
Al(H 2O)63+ + H2O = Al(H2O)5(OH)2+ + H3O+
Fe(H2O)63+ + H2O = Fe(H2O)5(OH)2+ + H3O+
Adsorbcijom hidratiziranih pozitivno nabijenih Al 3+, Fe3+, Al(OH) 2+, Fe(OH)2+,a i niza drugih ionskih vrsta, na povrinu koloidneestice dolazi do neutralizacije naboja i destabilizacije koloida.
U ovom procesu uestvuje itav niz razliitih ionskih vrsta. Djelovanje je posebno izraenopri koncentracijama ispod granice njihove topljivosti.
-
Konstante nastajanja hidrolitikih vrsta aluminijevih iona pri 25 0C i ionske jakosti, I = 0 M. *) log Ks
REAKCIJA log K
1 Al3+ = Al(OH) 2+ + H+ -5.02
2 2Al3+ = Al2(OH)24+ + 2H+ -6.27
3 6Al3+ = Al6(OH)153+ + 15H+ -47.00
4 8Al3+ = Al8(OH)204+ + 20H+ -68.7
5 13Al3+ = Al13(OH)345+ + 34H+ -97.39
6 Al3+ = Al(OH) 4- + 4H+ -23.57
7 Al(OH) 3(s) = Al3+
(aq) + 3OH-aq) -32.34 *
-
DESTABILIZACIJA KOLOIDNIH ESTICA
POSTUPCI KOAGULACJE I FLOKULACIJE
c) Destabilizacija koloida su-taloenjem (koprecipitacijom)
Dodavanjem metalnih iona (npr. Fe3+, Al3+) u dovoljnim koliinama dolazi do brzog taloenja njihovih hidrolitikih vrsta. Koloidne estice mogu u tom sluaju sluiti kao centri njihove kristaliczacije ili ih p okupi nastali talog prilkom sedimentacije.
Proces se naziva sweep-floc koagulacija
d) Destabilizacija koloida adsorpcijom i spajanjem estica
Mnoge prirodne, a i sintetske supstancije, poput kroba, celulose, sintetskih polimera, itd., poznati su kao uinkoviti koagulanti. To su velike molekule s vie elektri nog naboja uzdu lanaste strukture ugljikovih atoma. Ovakvi pozitivni (kationski) ili negativni (anionski)polimeri (plielektroliti) mogu mehanizmom premoivanja destabiliziraju koloidne estice.
-
DESTABILIZACIJA KOLOIDNIH ESTICA
POSTUPCI KOAGULACJE I FLOKULACIJE
d) Destabilizacija koloidaadsorpcijom i spajanjem estica
Mehanizmi adsorpcije i premoivanjakoloidnih estica polielektrolitimaAnionskikationski iNeutralni polielektroliti
-
POSTUPCI KOAGULACJE I FLOKULACIJE
Postupak koagulacije flokulacije odvija se u pravilu kombinacijomvie mehanizama
Znaajnu ulogu igraju uvjeti, kao to su:
- koncentracija koagulanta- sastav vode- pH- temperatura- intenzitet mijeanja- itd.
Postupak koagulacije i flokulacije u praksi
-
Krivulje tipljivosti aluminija
1
10
100
1000
5.0 6.0 7.0 8.0 9.0
pH
Al,
ug
/L 5 C10 C
15 C
20 C
25 C
-
Podruja s razliitim mehanizmima djelovanja koagulanta Al3+
-
POSTUPCI KOAGULACJE I FLOKULACIJE
Utvr ivanje optimalnih uvjeta za odvijanje procesa koagulacije i flokulacije
- JAR testovi
- Mjerenje elektrokineti kog potencijala
- Snimanje radnih krivulja
Snimanje krivulja mutno a doza koagulantana postojeim postrojenjima u realnim uvjetima
Laboratorijski pokusi paralelno u 5-6 aa s razliitim dozama koagulanta/flokulanta ali pri identi nim uvjetima mijeanja
Vrijednost ZETA potencijala ili elektrokineti kog potencijala (potencijal strujanja, struja strujanja) kao mjeril o za podeavanje optimalnih uvjeta koagulacije
-
Mjerenje potencijala strujanja
Izlaz uzorkaUlazuzorka
Elektroda
Klip
Cilindar
Elektroda
Potencijal
strujanja
-
Potencijal strujanja u funkciji pH i koncentracije Al3+
4.50 5.00 5.50 6.00 6.50 7.00 7.50 8.00 8.50 9.00
pH
-4.95
-4.75
-4.55
-4.35
-4.15
-3.95
-3.75
-3.55
-3.35log[c(Al)]
-0.60
-0.50
-0.40
-0.30
-0.20
-0.10
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
-
Podruja s razliitim mehanizmima djelovanja koagulanta Al3+
-
Shematski prikaz sustava za preradu vodepostupkom koagulacije i flokulacije
KorekcijapH
Koagulant
KOAGULACIJA
FLOKULACIJA
TALOENJE
Korekcija pH
Dezinfekcija
ISTALOENI MULJ
SIROVA VODA
PRO IENA VODA
FILTRACIJA
Pje ani filtar
-
Shematski prikaz postupka flotacije
PI
LS
LS
PI
REGULACIJARAZINE
FI
FLOTATOR
FLOKULATOR
SATURATOR
V=75 L
-
Prerada vode postupkomkoagulacije i flokulacije
Glavni nedostatci postupka koagulacije i flokulacije
- Postrojenja velikih dimenzija- Uestalo pranje filtara zbog probijanja Al i/ili
drugih koagulanta- Neuinkovitost pri uklanjanju mnogih one ienja
Mogua poboljanja:
- - Membranske tehnologije
-
MembranskeMembranske tehnologijetehnologije
0.0001 0.001 0.01 0.1 1 10 100m
kosaCrypto-sporidium
mali mikro-organizmi
polio virus
SuspendiraneSuspendirane cesticecestice
ParasitiParasiti
BacterijeBacterije
Org. Org. makromakro . . molekulemolekule
VirusiVirusi
KoloidiKoloidiOtopljeneOtopljene solisoli
PjescaniPjescani filtratrifiltratri
MicrofiltracijaMicrofiltracija
UltrafiltracijaUltrafiltracija
NanofiltracijaNanofiltracija
ReverznaReverzna osmozaosmoza
-
Membranska vlakna Membranska vlakna ZWZW -- ZenonZenon
Membrana
Veliki mjehuriDifuzor
Veliki mjehuriDifuzor
Nosivi sloj
Filtrat prema gornjem kolektoru
Filtrat prema donjem kolektoru
Biomasa
AeracijaMjehuri
(za mjeanje fluida)
-
Razliiti tipovi membrana
Membrane sa upljim vlaknima
Ploaste membrane
-
Membranska vlakna Membranska vlakna ZeeWeedZeeWeed ZW500 ZW500 tvrtke Zenontvrtke Zenon
6 m Zeno Okvir sa6 Kaseta - 48 modula
1 Kaseta sa8 ZeeWeed modula
484 m2 povrine filtracije
12 m Zeno Okvir sa12 Kaseta - 96 modula
-
Filtrat(eluat)
Uronjene membrane
Koncentrat
Spremnik s membranama
Crpka filtrata
Spremnik za protustrujno
ispiranjeDotok vode koja se proiava
Shematski prikaz sustava za proiavanje vode uronjenim membranama
-
Koagulacija flokulacija i membranska filtracija
Ulaz vode
za preradu
Doziranje
flokulanta
"In-line"
mjea
Permeat:
preraena voda
Puhalo za aeraciju
Sustav za obradu
mulja
Kemikalije za ienje
membrana
Koncentrat:
mulj
Voda zapovratno
pranje
FlokulacijaKazete s
membranama
Povrat vode u proces
proiavanja
-
Membranske tehnologije kod preradepodzemnihih voda
MEMBRANSKA FILTRACIJA
Proiena voda
AERACIJA
TALOENJE
BIOLOKA FILTRACIJA
+ FeCl3
+ KMnO 4Sirova voda
-
Stabilizacija vode
KEMIJSKA STABILIZACIJA VODE
Stabilnost karbonata
Stabilnost dezinfekcijskog sredstva
BIOLOSKA STABILIZACIJA VODE
Uklanjanje biolosko razgradivih supstancija
Prisutnost dezinfekcijskog sredstva