ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ S e r i a : INŻYNIERIA SANITARNA z . 19
_________1975 Nr k o l . 443
M a r t a J a n o s z - R a j o z y k , K o r n e l i u s z M i k s c h , M a r i a Z d y b i e w s k a
UZDATNIANIE WODY PODZIEMNEJ ZANIECZYSZCZONEJ SKUPISKAMI DROBNOUSTROJOWYMI ORAZ ZWIĄZKAMI MANGANU I AMONIAKU
S t r e s z c z e n i e . P r a o a p r z e d s t a w i a b a d a n i a , j a k i e p o d j ę t o w o e l u 0- p r a ó ó w a n i a w y t y c z n y c h do u z d a t n i a n i a wody p o d z i e m n e j z a n i e c z y s z c z o n e j s k u p i s k a m i d r o b n o u s t r o j o w y m i o r a z z w i ą z k a m i manganu i a m o n i a k u . P r z y j ę t a t e c h n o l o g i a m i a ł a z a p e w n i ć t a k i e u z d a t n i a n i e , a by s k ł a d f i z y k o - c h e m i c z n y i s a n i t a r n y wody o d p o w i a d a ł normom wody do p i o i a d l a m i a s t a pow. 100 000 m i e s z k a ń c ó w . P r z e p r o w a d z o n o p r ó b y u s u w a n i a t y o h z a ń i e o z y s z o z e ń p r z y pomocy k o a g u l a o j i s i a r c z a n e m g l i n u , ws pomaganej d o d a t k i e m a k t y w n e j k r z e m i o n k i l u b d o d a t k i e m w ę g l a a k t y w n e g o . Sku
t e c z n e j e d n a k o k a z a ł o s i ę u z d a t n i a n i e wody p r z y pomocy o h l o r o w a n i a i k i l k u s t o p n i o w e j f i l t r a c j i . Dane u z y s k a n e we w s t ę p n y c h b a d a n i a c h , p r z e p r o w a d z o n y c h w w a r u n k a c h l a b o r a t o r y j n y c h , s p r a w d z o n o w u k ł a d z i e c i ą g ł y m na s t a o j i w o d o c i ą g o w e j , p r e p a r u j ą c od 30 - 6 8 l / h wody. W o p r a c o w a n i u u m i e s z c z o n o d o k ł a d n e d a n e t e c h n i c z n e p o t r z e b n e do p r o w a d z e n i a p r o c e s u u z d a t n i a n i a w u k ł a d z i e c i ą g ł y m .
1 . Ws t ęp
S t o s o w a n i e c o r a z t o n o w s z y c h , s k o m p l i k o w a n y c h t e c h n o l o g i i w p r z e m y ś l e , ł ą c z y s i ę z o t r z y my w a n i e m ś o i e k ó w o n i e s p o t y k a n y m d o t ą d s k ł a d z i e . W o e l u p o z b y c i a s i ę u c i ą ż l i w y c h ś o i e k ó w , d l a k t ó r y o h n i e o p r a c o w a n o j e s z c z e t e c h n o l o g i i o c z y s z c z a n i a , wpr owadza s i ę j e do g l e b y . D l a t e g o t e ż o o r a z c z ę - ś o i e j s t w i e r d z a s i ę z a n i e o z y s z c z e n i a wód g r u n t o w y c h ś c i e k a m i l u b odpa da mi p r z e my s ł o wy mi [ o j
c z y s t e wody g r u n t o w e c h a r a k t e r y z u j ą s i ę p r a w i e ni e z mi e n n y m s k ł a d e m f i z y k o - c h e m i c z n y m i m i k r o b i o l o g i c z n y m . Be g e r [2 ] p o d a j e , że do typowyoh mi
k r o o r g a n i z m ó w w y s t ę p u j ą c y c h w c z y s t y c h wodach g r u n t o w y o h n a l e ż ą n p . b a k t e r i e ż e l a z i s t e o r a z t o w a r z y s z ą c e im wi oi owoe z w i e r z ę o e i w r o t k i . N a t o m i a s t s k ł a d f i z y k o - c h e m i c z n y i m i k r o b i o l o g i c z n y wód g r u n t o w y c h z a n i e c z y s z c z o n y c h ś c i e k a m i p r z e m y s ł o w y mi j e s t zmi enny i z a l e ż y od w i e l u c z ynni ków t a k i c h j a k : j a k o ś ć , i l o ś ć i s t o p i e ń r ó w n o m i e r n o ś c i o d p r o w a d z a n y c h ś c i e ków do g l e b y . Z c h w i l ą p r z e d o s t a n i a s i ę ś o i e k ó w c z y odpadów p r z e m y s ł o w y o h do wa r s t w w o d o n o ś n y c h , n a s t ę p u j e z a c h w i a n i e i s t n i e j ą c e j t am r ó w n o w a g i . Na s k u t e k w p r o w a d z e n i a do wody g r u n t o w e j związków c h e m i c z n y c h , r o z w i j a j ą s i ę w n i e j i n n e n i ż n o r m a l n i e g a t u n k i m i k r o o r g a n i z m ó w , k t ó r e w y k o r z y s t u j ą wpr owadzone s u b s t a n c j e j a k o m a t e r i a ł e n e r g e t y o z n y i b u d u l c o w y . W n a s t ę p s t w i e t e g o w y k s z t a ł c a s i ę s w o i s t a b i o c e n o z a , k t ó r a p r z y s w a j a p r o d u k t y me
t a b o l i z m u w y k o r z y s t u j ą c do t e g o o e l u żywą i ma r t wą s u b s t a n c j ę o r g a n i c z n ą .
34 M» J a n o s z - R a j o z y k , K. M i k a c h , M. Zd.ybiewska
P r z y s t a ł y m d o p ł y w i e za n i e o z y s z o z e ń do g l e b y może u s t a l i ć s i ę nowy, c h a r a k t e r y s t y c z n y z e s p ó ł m i k r o o r g a n i z m ó w , p r z y s t o s o w a n y do z a i s t n i a ł y c h wa
r u n k ó w . W z w i ą z k u z tym n a s t ę p u j e p o g o r s z e n i e s i ę w ł a s n o ś c i o r g a n o l e p t y c z n y c h wody, d a l e j - zmi ana wskaźni ków c h e m i c z n y c h i b a k t e r i o l o g i c z n y c h , co u n i e m o ż l i w i a w y k o r z y s t a n i e wody do p i o i a ozy oel ów g o s p o d a r c z y c h b e z u - p r z e d n i e g o u z d a t n i e n i a . Z t e g o w z g l ę d u k o n i e o z n y m s t a j e s i ę z a b e z p i e c z e n i e o b s z a r ó w z a l e g a n i a wód p r z e d u r b a n i z a c j ą i z a n i e c z y s z c z e n i a m i , d l a za p e w n i e n i a p r a w i d ł o w e j e k s p l o a t a c j i wód p o d z i e m n y c h .
Celem p r z e d s t a w i o n y c h b a d a ń b y ł o o p r a c o w a n i e w y t y c z n y c h do t e c h n o l o g i i u z d a t n i a n i a wody g r u n t o w e j t a k , aby s k ł a d f i z y k o - c h e m i o z n y i b a k t e r i o l o g i c z n y o d p o w i a d a ł normom s a n i t a r n y m d l a m i a s t a p owyż e j 100 t y s i ę c y m i e s z k a ń c ó w . O k a z a ł o s i ę , ż e w pewnym o k r e s i e o z a s u na o b s z a r z a l e g a n i a wód wpr owadzono do g l e b y ś c i e k i z p r z e m y s ł u h u t n i c z e g o . Ś o i e k i t e s powodował y s z k o d l i w e z a n i e c z y s z c z e n i e wód p o d z i e m n y c h . W wyni ku p r z e d o s t a n i a s i ę » w r a z ze ś c i e k a m i mi ędzy i n n y m i t a k i c h związków j a k wę gl owodor y a r o m a t y c z n e , c z y s o l e manganowe i amonowe, w e k s p l o a t o w a n y c h s t u d n i a c h na k o s z a c h s s a wn y c h r o z w i n ę ł y s i ę o b r o s t y o n i e t y p o w e j 1 u p r z e d n i o n i e s p o t y k a n e j b i o c e n o z i e . O b r o s t y n a r a s t a ł y w t a k i c h i l o ś c l a o h , ż e z a o z ę ł y p r z e d o s t a w a ć s i ę do s i e o i w o d o o l ą g o w e j . Pompy na s t a o j i wo d o c i ą g o w e j powodował y r o z b i j a n i e ś l u z o w a t y c h n a l o t ów na " k ł a c z k i " , w k t ó r y o h s k u p i o n e b y ł y m i k r o o r g a n i z m y . S t o s o w a n a d o t y c h c z a s t e o h n o l o g l a p o l e g a j ą c a na o z o n o w a n i u wody o k a z a ł a s i ę n i e s k u t e c z n i e , g d y ż dozowane da wk i ozonu n i e powodował y z a b i j a n i a d r o b o o u s t r o j ó w s k u p i o n y c h na k ł a c z k a o h o g r u b e j ś l u z o w a t e j o t o o z o e . Ob e c n o ś ć w w o d z i e o d powi e dni c h, s o l i pokarmowych g w a r a n t o w a ł a d a l s z y i c h r o z w ó j w s l e o l wodooi ą gc e j t a k , i ż k ons ume nt o t r z y m y w a ł wodę o n l e a p e - tyoznym w y g l ą d z i e i z t e g o w z g l ę d u n i e o d p o w i a d a j ą c ą normom.
B i o r ą c pod uwagę z n a j d u j ą c e s i ę w wo d z i e z a n i e c z y s z c z e n i a , r o z p a t r z o n o n a s t ę p u j ą c y s c h e m a t u z d a t n i a n i a :
1 . Z a s t o s o w a n i e s i l n e g o u t l e n i a c z a w o e l u u t l e n i e n i a związków a mo n o - wyoh, manganowych 1 z n i s z c z e n i a d r o b n o u s t r o j ó w .
2 . U s u n i ę c i a p o w s t a ł e j z a w i e s i n y .
S t o s o w a n a a p a r a t u r a
Ze s t a w modelowy do b a d a ń me t o d ą c i ą g ł ą s k ł a d a ł s i ę z n a s t ę p u j ą o y o h u - r z ą d z e ń :
- u r z ą d z e n i e d a w k u j ą c e o d c z y n n i k i , - komora m i e s z a n i a r e a g e n t ó w , - z b i o r n i k r e a k o j l ,
- f i l t r ż w i r o w y ,
- f i l t r ś r e d n i o z i a r n i s t y , - f i l t r d r o b n o z i a r n i s t y , - p r z y r z ą d y p o m i a r o w e .
U z d a t n i a n i e wody p o d z i e m n e j . 35
2
H
C*o
L.
c 3
1
1 V
s i
*
i
Ia
/ o d awoda
cLoj
surowa
pC a k a n i aj
4
5
i— i
i
I
h r i
i
_i
i
6
\
7
_
j. j . . . i .
B y s . 1« Sc h e ma t u k ł a d u model owego do u z d a t n i a n i a wody*
1 — zawór r e g u l a o y j n y , 2 — r o t a m e t r , 3 — komora m i e s z a n i a , 4 — z b i o r n i k r e a k c j i , 5 - f i l t r ż w i r o w y , 6 - f i l t r ś r e d n i o z i a r n i s t y , 7 ~ f i l t r d r o b n o
z i a r n i s t y
36 M. J a n o s z - R a j o z y k , K. M i k s o h , M. Zd y b l e ws k a
A p a r a t u r a wykonana b y ł a ze s z k ł a o r g a n i c z n e g o ( m e t a p l e x ) . Komora mi e s z a n i a m i a ł a f o r mę o k r ą g ł e g o z b i o r n i k a o ś r e d n i c y 110 mm. O d c z y n n i k i do
dawano za pomocą pomp d o z u j ą c y c h " U n i p a n " t y p 3 1 2 , a do m i e s z a n i a s t o s o wano m i e s z a d e ł k o s z k l a n e n a p ę d z a n e s i l n i k i e m z r e g u l a c j ą o b r o t ó w .
Cz a s z a t r z y m a n i a w komor z e m i e s z a n i a r e g u l o w a n y b y ł p r z e z u m i e s z c z e n i e na o d p o w i e d n i e j w y s o k o ś c i pr z e wodu o d p r o w a d z a j ą c e g o . Aby z a p o b i e c p r z e d o s t a w a n i u s i ę b a n i e c z e k p o w i e t r z a do komory r e a k c j i o r a z z a b e z p i e c z y ć s i ę p r z e a l e w a r u j ą c y m d z i a ł a n i e m pr z e wodu o d p r o w a d z a j ą c e g o , wykonano na nim o t w ó r o d p o w i e t r z a j ą c y .
Komora r e a k c j i wykonana b y ł a ze s z k ł a o r g a n i c z n e g o w k s z t a ł c i e walcowa
t e g o z b i o r n i k a w y p o s a ż o n e g o w s p e c j a l n e m i e s z a d ł a z w i n i d u r u . R e g u l a o j a o b r o t ó w o d b y w a ł a s i ę p ł y n n i e p o p r z e z t r a n s f o r m a t o r . F i l t r y m i a ł y ś r e d n i c ę 9 , 3 om, a i c h w y s o k o ś ć w y n o s i ł a 2 , 6 m. W b a d a n i a o h s t o s o w a n o u k ł a d t r ó j s t o p n i o w e j f i l t r a o j i , k t ó r y w y k o r z y s t y w a n o w c a ł o ś o i , l u b w pewnych f r a g m e n t a c h . U k ł a d t e n s k ł a d a ł s i ę z n a s t ę p u j ą o y c h j e d n o s t e k :
- f i l t r żwi r owy o ś r e d n i o y z i a r e n 5- 10 mm,
- f i l t r p i a s k o w y ś r e d n i o z i a r n i s t y o w y s o k o ś c i z ł o ż a w ł a ś c i w e g o w y n o s z ą o e j 100 om o r a z w a r s t w y p o d t r z y m u j ą c e j z e ż w i r u o ś r e d n i c y 5 - 1 0 mm i wyso
k o ś c i 20 om. F i l t r t e n b y ł u a k t y w n i o n y kwaśnym r o z t w o r e m n a d ma n g a n i a n u p o t a s o w e g o . C h a r a k t e r y s t y k a u z i a r n i e n i a z ł o ż a t e g o f i l t r u b y ł a n a s t ę p u j ą c a :
- wymi ar o z y n n y d 1Q = 0 , 9 7 mm - ś r e d n i c a p r z e c i ę t n a d ^ r = 1 , 5 0 mm - s t o p i e ń r ó w n o m i e r n o ś c i = 1 , 5 5
- f i l t r p i a s k o w y d r o b n o z i a r n i s t y o w y s o k o ś c i w a r s t wy f i l t r a c y j n e j 125 om o r a z w y s o k o ś c i w a r s t w y p o d t r z y m u j ą c e j w y n o s z ą c e j 20 om.
N a j w a ż n i e j s z e p a r a m e t r y t e g o z ł o ż a b y ł y n a s t ę p u j ą c e : - wymi ar o z y n n y d 10 = 0 , 6 0 mm
- ś r e d n i o a p r z e o i ę t n a d ^ r = 0 , 9 3 mm - s t o p i e ń r ó w n o m i e r n o ś c i - 1 , 5 5 .
W p o c z ą t k o w e j f a z i e f i l t r b y ł n l e u a k t y w n i o n y , a l e w b a d a n i a o h końoowyoh r ó w n i e ż z ł o ż e t e g o f i l t r u u a k t y w n i o n o zakwaszonym 2% r o z t wo r e m nadmanga
n i a n u p o t a s u .
A n a l i z ę s i t o w ą o r a z k r z y w ą p r z e s i e w u p i a s k u f i l t r a c y j n e g o p r z e d s t a w i a t a b l i c a 1 .
Na r ó ż n y c h p o z i o m a c h f i l t r ó w z n a j d o w a ł y s i ę o t w o r y odpływowe p o z w a l a - j ą o e na p o b i e r a n i e p r ó b e k z r ó ż n y c h w y s o k o ś c i z ł o ż a f i l t r a c y j n e g o . Rol ę r u s z t u p o d t r z y m u j ą c e g o z ł o ż e s p e ł n i a ł a u m i e s z c z o n a 10 om nad dnem d z i u r kowana t a r c z a , u m o ż l i w i a j ą c a wypływ wody. Wysokość s ł u p a wody na d zł oż e m r e g u l o w a n a b y ł a p r z e z u m i e s z c z e n i e swobodnego wypływu na o k r e ś l o n e j wyso
k o ś c i .
U z d a t n i a n i e wody p o d z i e m n e j . . 37
T a b l l o a 1 A n a l i z a s i t o w a p i a s k u ś r e d n i o z i a r n i s t e g o ( F i l t r 2 )
o r a z d r o b n o z i a r n i s t e g o ( F i l t r 3 )
Wymiary z i a r e n
P i a s e k d r o b n o z i a r n i s t y P i a s e k ś r e d n i o z i a r n i s t y P r o c e n t
f r a k c j i (%>)
S u ma r y c z n y
% f r a k o j i P r o c e n t
f r a k o j i Su ma r y c z n y
% f r a k c j i
0 , 5 2 , 0 2 , 0 0 ,0 0 , 0
0 , 5 i 0 , 7 5 5 , 9 7 , 9 0 , 5 0 , 5
0 , 7 5 t 1 , 0 2 4 7 , 5 5 5 , 4 2 , 5 3 , 0
1 , 0 2 f 1 , 5 4 0 , 4 9 5 , 8 3 3 , 1 5 3 6 , 1 5
1 , 5 -f 2 , 0 3 , 0 9 8 , 8 4 7 , 2 5 8 3 , 4
2 , 0 -r 2 , 5 1 , 0 9 9 , 8 1 2 , 6 9 6 , 0
2 , 5 0 , 2 1 0 0 , 0 4 , 0 1 0 0 , 0
I l o ś ć d o p ł y w a j ą c e j wody k o n t r o l o w a n a b y ł a za pomocą r o t o m e t r u o z a k r e s i e do 200 1 / g o d z . R o t a m e t r o w i ę k s z y m z a k r e s i e ( do 500 1 / g o d z . ) u m i e s z c z o n o na p r z e w o d z i e s ł u ż ą c y m do p ł u k a n i a f i l t r ó w »
P r z e b i e g d o ś w i a d c z e ń 1 w y n i k i b a d a ń
W p i e r ws z y m e t a p i e b a d a ń wykonano k i l k a k r o t n i e a n a l i z ę wody w e d ł u g po
w s z e c h n i e p r z y j ę t y c h met od [ 3 ] , a w y n i k i t y c h o z n a c z e ń z e b r a n o w t a b l i - oy I I .
Po p r z e p r o w a d z e n i u w s t ę p n y c h b a d a ń l a b o r a t o r y j n y c h m a j ą c y c h na c e l u p r z y j ę c i e o k r e ś l o n e j t e c h n o l o g i i u z d a t n i a n i a , w ł a ś c i w e b a d a n i a p r o w a d z o n o w u r z ą d z e n i u modelowym na s t a c j i w o d o c i ą g o w e j . P r z e d u r u c h o m i e n i e m u k ł a d u u z d a t n i a j ą c e g o , p r z e p r o w a d z o n o s k r ó c o n ą a n a l i z ę wody s u r o w e j o b e j m u j ą c ą n a s t ę p u j ą c e o z n a c z e n i a : o d c z y n , z a s a d o w o ś ć wobec m e t y l o r a n ż u , k w a s o w o ś ć o - g ó l n a , t w a r d o ś ć o g ó l n a , wa pń, ma nga n, c h l o r k i , a m o n i a k , u t l e n i a l n o ś ć o r a z w y z n a c z a n o z a p o t r z e b o w a n i e c h l o r u . Na p o d s t a w i e k r z y w e j z a p o t r z e b o w a n i a c h l o r u d o b i e r a n o o p t y m a l n ą j e g o dawkę t a k , a by woda po p r o o e s i e u z d a t n i a n i a z a w i e r a ł a j e s z c z e od 0 , 3 do 0 , 5 m g / l c h l o r u . P r o c e s u z d a t n i a n i a me t o dą c i ą g ł ą p r z e b i e g a ł n a s t ę p u j ą c o : woda t ł o c z o n a b y ł a za pomocą pompy, a j e j i l o ś ć r e g u l o w a n a d ł a w i k i e m u mi e s z c z o n y m p r z e d r o t a m e t r e m . Z k o l e i ł o j ą d o p r o w a d z a n a b y ł a do z b i o r n i k a " s z y b k i e g o m i e s z a n i a " , g d z i e n a s t ę p o w a ł o d o k ł a d n e w y m i e s z a n i e z d o p r o wa d z o n y mi o d o z y n n i k a m i . W p r z y p a d k u s t o s o w a n i a c h l o r o w a n i a ł ą c z n i e z a l k a l i z a o j ą , wodę o h l o r o w ą d o p r o w a d z o n o do ko
mory m i e s z a n i a , n a t o m i a s t wodę w a p i e n n ą wpr owadzano do o t w o r u o d p o w i e t r z a j ą c e g o l u b b e z p o ś r e d n i o do komory r e a k c j i . Czas z a t r z y m a n i a wody w komo
r z e m i e s z a n i a w y n o s i ł p r z e c i ę t n i e o k o ł o 2 m i n u t . P r z y t a k i m c z a s i e z a t r z y mywania o r a z o d p o w i e d n i c h o b r o t a c h m i e s z a d ł a , woda u l e g a ł a c a ł k o w i t e m u na
t l e n i e n i u . Woda z komory m i e s z a n i a d o p r o w a d z a n a b y ł a do komor y r e a k c j i od d o ł u i o d p r o w a d z a n a g ć r ą . Odpływ u m i e s z c z o n o w t a k i e j w y s o k o ś o i , aby o z a s z a t r z y m a n i a w y n o s i ł oo n a j m n i e j j e d n ą g o d z i n ę . S z y b k o ś ć o b r o t ć w m i e s z a d ł a w y n o s i ł a 4 o b r o t y na m i n u t ę . Z komor y r e a k c j i woda p r z e p ł y w a ł a p x z e z f i l -
38 M. J a n o s z - R a J ę z y k , K. M l k s o h , M. Zd ybl e ws ka
T a b l i c a 2 C h a r a k t e r y s t y k a wody s u r o w e j
O z n a o z e n i e J e d n o s t k i W i e l k o ś ć : od - do
T e m p e r a t u r a °C 10 - 1 3 , 5
M ę t n o ś ć o p i s o wo p o j e d y n c z e o r g a n i c z n e z a w i e
s i n y
Barwa m g / l Pt 0
Za p a o h na zimno n i e w y c z u w a l n y , ł a t w o wyczu
wa l n y s p e o y f i c z n y z a p a c h wę
gl owodorów a r o m a t y c z n y c h
Z a p a o h na g o r ą c o - j . w.
Smak - s p e o y f i o zny
Odczyn pH 7 - 7 , 3 5
Z a s a d o w o ś ć wobeo m e t y l o -
r a n ż u m v a l / l 2 , 6 - 5 , 5
Kwasowość o g ó l n a m v a l / l 0 , 1 - 0 , 5 5
T wa r d o ś ć m v a l / l 4 , 2 - 6 , 3
Wapń m g / l Ca++ 6 2 , 2 - 9 2 , 3
Magnez m g / l Mg++ 7 , 3 - 2 0 , 7
Ż e l a z o m g / l Fe o o I O
Mangan m g / l Mn++ 0 , 1 - 0 , 7
C h l o r k i m g / l C l ' 1 8 , 5 - 6 3 , 4
S l a r o z a n y m g / l SO ” 3 4 , 7 - 9 4 , 6
F o s f o r a n y m g / l PO H 0 , 0 3 - 0 , 0 5
A z o t a n y m g / l N03’ 0 , 5 - 2 , 1
A z o t y n y m g / l NO 3
m g / l NH*
0 , 0 0 5 - 0 , 1 2
Amoniak 5 , 5 - 1 9 , 0
A z o t o r g a n l o z n y m g / l N 0 , 5 - 9 , 2
U t l e n i a l n o ś ć m g / l 0 2 1 , 6 - 6 , 4
b z t5 m g / l 0 2 1 , 2 - 1 , 75
Z a w i e s i n y o g ół e m m g / l 0 , 5 - 3 , 4
S u c h a p o z o s t . o g ó l n a m g / l 2 5 8 , 0 - 4 4 1 , 0
S t r a t a p r z y p r a ż e n i u m g / l 6 7 , 0 - 1 9 4 , 0
S u c h a p o z . po p r a ż e n i u m g / l 1 9 1 , 0 - 3 3 1 , 0
F e n o l e m g / l 0 , 0
t r y . P r z e p ł y w wody b y ł t a k i , a by u z y s k a ć o d p o w i e d n i ą p r ę d k o ś ć p r z e p ł y w u p r z e z f i l t r y . I t a k d l a k o l e j n y c h p r ę d k o ś c i f i l t r a c j i r ó wn y c h 4 , 5 m/ h;
6 m/h{ 8 m/ h i 10 m / h , o d p o w i e d n i e i l o ś c i d o p r o w a d z a n e j wody w y n o s i ł y 30 l / h , 4 0 , 7 l / h , 5 4 , 2 l / h 1 6 8 l / h .
P o c z ą t k o w o p r o w a d z o n o f i l t r a c j ę j e d n o s t o p n i o w ą , k t ó r ą w d a l s z y c h b a d a - n i a o h z a s t ą p i o n o u k ł a d e m t r z y s t o p n i o w y m . F i l t r 1 żwi r owy p o s i a d a ł z i a r n a o n a j w i ę k s z e j g r a n u l a c j i , u z i a r n i e n i e f i l t r u 2 - p i a s k o w e g o b y ł o ś r e d n i e , a f i l t r t r z e o l s k o n s t r u o w a n y b y ł j a k o k l a s y c z n y p i a s k o w y f i l t r p o s p i e s z n y
Uz d a t n i a n i e wody p o d z i e m n e j . . . 39
Tak p r z e j ę t a g r a n u l a c j a z ł ó ż p o z w a l a ł a na z a s t o s o w a n i e r ó ż n y c h k o m b i n a c j i f i l t r o w a n i a . Cz a s k o n t a k t u wody z e z ł o ż e m d l a o d p o w i e d n i c h p r ę d k o ś c i p r z e pływu p o d a j e t a b l i c a 3 .
T a b l i c a 3 Cz a s k o n t a k t u wody ze z ł o ż e m
P r ę d k o ś ó p r z e p ł y wu
[m/h]
Cz a s k o n t a k t u (w mi n u t a c h )
F i l t r 1 F i l t r 2 F i l t r 3
4 , 5 < 1 4 , 5 5 , 4
6 , 0 < 1 3 , 4 4 , 0 5
8 , 0 < 1 2 , 5 5 3 , 0 5
1 0 , 0 < 1 2 , 0 5 2 , 4 5
P ł u k a n i e f i l t r ó w 2 i 3 - p i a s k o w y o h odb y wa ł o s i ę wodą wo d o c i ą g o w ą p r z e z 10 m i n u t , z p r ę d k o ś c i ą p r z e p ł y w u 30 m / h . N a t o m i a s t f i l t r 1 - żwi r owy p ł u kano z p r ę d k o ś c i ą 60 m / h , g d y ż d o p i e r o p r z y t a k i e j s z y b k o ś c i us uwane b y ł y o s i a d ł e na w y p e ł n i e n i u k ł a c z k i z a w i e s i n o d u ż y c h w y m i a r a c h . P o d c z a s p ł u k a n i a w z r u s z a n o m e c h a n i c z n i e g ó r n ą w a r s t w ę z ł o ż a , g d z i e g r o m a d z i ł a s i ę n a j w i ę k s z a i l o ś ó z a n i e c z y s z c z e ń .
Wyznaczono r ó w n i e ż o p o r y f i l t r a c j i , m i e r z ą c r ó ż n i c ę mi ędzy z w i e r c i a dł em s ł u p a wody nad z ł o ż e m , a poziomem s wobodnego o d p ł y w u . U z y s k a n e e f e k t y u z d a t n i a n i a wody z e s t a w i o n o w t a b l i c y 4 , n a t o m i a s t w y z n a c z o n e o p o r y f i l t r a c j i podano na r y s . 2 .
Omówi eni e w.yników
Z a p a c h b a d a n e j wody na zimno j a k i na g o r ą c o m i e ś c i ł s i ę w s z e r o k i m za
k r e s i e od n i e w y c z u w a l n e g o do w y r a ź n i e s p e c y f i c z n e g o , z p r z e w a g ą z a p a o h u węgl owodor ów a r o m a t y c z n y c h . Z w i ę k s z o n e k ł a c z k i mi k r o o r g a n i z mó w n a d a w a ł y w o d z i e n i e a p e t y c z n y w y g l ą d i d y s k w a l i f i k o w a ł y j ą pod wzgl ędem s a n i t a r n y m . O b e c n o ś ó mi k r o o r g a n i z mó w i s u b s t a n c j i o r g a n i c z n y c h u w i d a c z n i a ł a s i ę pod
wy ż s z o n o u t l e n i a l n o ś c i ą , k t ó r a w s k r a j n y m p r z y p a d k u w y n o s i ł a 6 , 4 m g / l 0 2 O b o w i ą z u j ą c e d l a wody do p i c i a normy z o s t a ł y p r z e k r o c z o n e p o n a d t o p r z e z a z o t amonowy, k t ó r e g o i l o ś ó d o c h o d z i ł a do 1 9 , 0 m g / l NH^> ż e l a z o o , 4 m g / l F e * " i mangan 0 , 7 m g / l M n " ( t a b l i c a 2 ) .
P o c z ą t k o w o p r z e p r o w a d z a n o p r ó b y u s u w a n i a z a w a r t y c h w w o d z i e z a n i e c z y s z c z e ń me t o d ą k o a g u l a o j i s i a r c z a n e m g l i n u w i l o ś c i a c h od 20 do 120 m g / l ¿1"' a wobec n i k ł y c h e f e k t ó w u s u w a n i a zar ó wn o k ł a c z k ó w j a k i ma n g a n u , p r o c e s t e n wspomagano d o d a t k i e m a k t y w n e j k r z e m i o n k i [4] . J e d n a k r ó w n i e ż i w tym p r o c e s i e p r z y dawkach 1 - 3 m g / l S i 0 2 n i e u z y s k a n o popr awy e f e k t ó w u z d a t n i a n i a wody.
N a s t ę p n y w a r i a n t p o l e g a j ą o y na k o a g u l a c j i wody s i a r c z a n e m g l i n u z do
d a t k i e m wę g l a a k t y w n e g o w i l o ś c i a c h nawet do 100 m g / l powodował n i e w i e l k ą
Efekty poprawy j akości wody uzyskane na drodze chlorowania dawką 0,8 do 21,0 rag/l Clg i 3-stopniowej f i l t r a c j i
T ab lica 4
Woda po uzdatni eniu
Oznaczenie Jednost* Szybkość f i l t r a
c j i 4,5 n/h
Szybkość f i l t r a c j i 6 m/h
Szybkość f i l t r a c j i 8 m/h
Szybkość f i l t r a c j i 10 a /h
od do od do od do od do od do
Chlor pozostały mg/l Cl2 - - 0,8 1.5 0,2 6,0 0,5 3,5 0,1 3,1
Odczyn PH 6,8 7,8 7,2 7,8 6,8 7,4 7,4 7,6 7,1 7,6
Zasadowość wobec raetyloranżu
mbal/1 1,9 4,95 2,25 2,8 1,9 3,6 2,2 3,7 2,3 3,3
Kwasowość ogólna mval/l 0,05 0,4 0,1 0,4 0,15 0,3 0,06 0,35 0,1 0,35
Mangan mg/l Mn++ 0,1 1,0 0,00 0,00 0,00 0,05 0,00 0,07 0,00 0,02
Chlorki mg/1 Cl' 40,0 62,5 53,0 55,0 48,0 103,0 45,0 62,0 43,0 71,0
Amoniak mg/l lirit 4 0,0 2, 8 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,12 0,00 0,00
Utlenialność C2 1.4 2,95 0,8 1,3 0,9 1.3 1,4 2,4 0,8 2,4
I l o ś ć kłaczków skala od 0
do 2 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0
M. Janosz—Rajozyk. K«Miksch..M« Zdyblewska
U z d a t n i a n i e wody p o d z l e n m e j . 41
Opory filtra cji [cm]
200
150
100
50
5
10 15 2 0 [ 2 a s [h]Rys* 2# Wyznaczone o p o r y j e d n o s t o p n i o w e j i t r ó j s t o p n i o w e j f i l t r a o j i
popr awę u s u w a n i a z a n i e c z y s z c z e ń * t j * k ł a o z k ó w i manganu* a l e p r z y dawkach, n i e z n a j d u j ą o y c h u z a s a d n i e n i a e k o n o m i c z n e g o , tym b a r d z i e j , ź e p o z o s t a ł e w s k a ź n i k i z a n i e c z y s z c z e n i a , t o j e s t mangan, a mo n i a k i s p e o y f i c z n y z a p a o h wody n i e u l e g a ł y w t y c h p r o o e s a c h z a d a w a l a j ą c y m zmianom*
O s t a t e c z n y , p r z y j ę t y w b a d a n i a o h model owych s ohe ma t u z d a t n i a n i a wody, p r z e w i d y w a ł u t l e n i e n i e za pomocą c h l o r u manganu i amo n i a k u o r a z z a b i c i e m i k r o o r g a n i z mó w z n a j d u j ą o y c h s i ę w k ł a c z k a c h * S t o s o w a n e da wk i c h l o r u wa
h a ł y s i ę w z a k r e s a c h od 0 , 8 do 21 m g / l C I2 ( t a b l i o a 4 ) z a l e ż n i e od i l o ó o i z a n i e c z y s z o z e ń z n a j d u j ą o y o h s i ę w w o d z i e * Dal szym o i ą g i e m p r o c e s u u z d a t —
filtr drobnoziarnisty [ filtracja I°]
,---fil tr drobnoziarnisty [filtracja M ° ] ---filtr sredmoziarmsty
[ filtracja M ° ]
- x — x ~
filtr żuironcj
[filtracjo E 0]
_ _.v / /
✓ / ł
ł
✓ /
r ' " " / ł t ł
-T l -- --
i< ii ii
- X — X — A "
— * — *— A— *
— *»— X —X—
' x —42 M. J a n o s z - R a J o z y k , K. M l k s o h , M. Zd y b l e ws k a
n i a n i a b y ł a k i l k u s t o p n i o w a f i l t r a c j a . P r z y s z y b k o ś c i f i l t r a c j i 4 , 5 m/ h o - r a z i l o ś c i c h l o r u p o z o s t a ł e g o 0 , 8 - 1 , 5 m g / l C l 2 mangan u l e g ł c a ł k o w i t e m u u s u n i ę c i u . Z w i ę k s z e n i e s z y b k o ś c i f i l t r a c j i do 10 m/h w b a d a n y c h w a r u n k a c h p o z w a l a ł o na u s u n i ę c i e manganu do 0 , 0 2 - 0 , 0 5 m g / l M n " . Równi e ż s o l e amo
nowe b y ł y p r a w i e c a ł k i e m u s u w a n e .
N a j w a ż n i e j s z y m j e d n a k , e f e k t e m p r o c e s u b y ł o c a ł k o w i t e u s u n i ę c i e k ł a o z - ków z a n i e o z y s z o z a j ą c y o h wo d ę , oo b y ł o jednym z g ł ó w n y c h oelów j e j p r e p a r o w a n i a . J a k w i d a ó z t a b e l i 4 , b y ł y one us uwa ne w 1 0 0 $ , p r z y s z y b k o ś c i f i l t r a c j i 4 , 5 - 10 m/ h, oo ś w i a d c z y , że p o s t a w i o n y s o b i e c e l z o s t a ł w p e ł n i o s i ą g n i ę t y .
M i k r o b i o l o g i c z n e b a d a n i a k o n t r o l n e w y k a z a ł y z m n i e j s z e n i e i l o ś c i d r o b n o u s t r o j ó w s a p r o f i t y c z n y c h w g r a n i c a c h 9 1 , 8 - 9 9 $ . Dla o s i ą g n i ę c i a t a k i c h e f e k t ó w u z d a t n i a n i a k o n i e c z n a j e s t j e d n a k f i l t r a o j a k i l k u s t o p n i o w a ze w z g l ę d u na s z y b k o w z r o s t o p o r n o ś c i f i l t r a c j i na s k u t e k z a t y k a n i a z ł ó ż ś l u zo wa t y mi k ł a o z k a m l d r o b n o u s t r o j ó w ( r y s . 2 ) .
Tego r o d z a j u p o s t ę p o w a n i e b y ł o k o n i e c z n e i w p e ł n i p o t w i e r d z i ł o , że p r z y o o z y s z c z a n i u wody do p i c i a na f i l t r a c h p o s p i e s z n y c h n i e o d z o w n e J e s t w s t ę p n e o h l o r o w a n i e , w c e l u u s u n i ę c i a d r o b n o u s t r o j o w y c h i o r g a n i o z n y c h za
n i e c z y s z c z e ń .
P r ó c z t e g o c h l o r o w a n i e powodowało u t l e n i e n i e manganu b e z k o n i e c z n o ś c i n a d m i e r n e j a l k a l l z a o j i do pH 8 , 5 - 9 , 0 , co j e s t n i e o d z o wn e p r z y z a s t o s o wa n i u p o w i e t r z a a b e z z a s t o s o w a n i a u a k t y w n i o n e g o f i l t r u p ] .
Równi e ż u z i a r n i e n i e f i l t r ó w n i e b y ł o t u r z e c z ą o b o j ę t n ą , oo w y k a z a ł y r z e p r o w a d z o n e b a d a n i a i p o t w i e r d z a j ą d a n e l i t e r a t u r o w e [ 6 ] .
Byó może - w ł a ś c i ws z y m r o z w i ą z a n i e m d l a u z d a t n i a n i a b a d a n e j wody b y ł o by z a s t o s o w a n i e t z w , " f i l t r ó w s u c h y c h " [ 7 ] p o z w a l a j ą c y c h na u t l e n i e n i e związków amonowych na d r o d z e n i t r y f i k a o j i , a d o p i e r o pot em z a s t o s o w a n i e w ł a ś o i w e g o f i l t r o w a n i a , p o n i e w a ż met oda t a , j a k p o d a j ą i n n i a u t o r z y [ 8 ] , s z c z e g ó l n i e n a d a j e s i ę d l a wód z a w i e r a j ą c y c h o p r ó o z a mo n i a k u r ó w n i e ż man
g a n , p r z y r ó w n o c z e ś n i e m a ł e j z a w a r t o ś c i ż e l a z a .
3 . W n i o s k i
1 . Z a n i e o z y s z o z e n i e b a d a n y c h wód w g ł ę b n y c h b y ł o spowodowane p r z e z i n f i l t r a c j ę ś o i e k ó w h u t n i c z y c h ,
2 . P r o o e s k o a g u l a c j i s i a r c z a n e m g l i n u n i e d a w a ł z a d a w a l a j ą c y c h wyników u - s u w a n i a manganu i k ł a c z k ó w d r o b n o u s t r o j o w y c h , nawet p r z y wspomagani u p r o o e s u a k t y w n ą k r z e m i o n k ą .
3 . D o d a t e k p r z y k o a g u l a c j i w ę g l a a k t y w n e g o p o p r a w i a ł e f e k t y p r o o e s u , j e d na k w s t o p n i u n i e z a d a w a l a j ą c y m .
4 . N a j w ł a ś c i w s z y m p r o o e s e m o k a z a ł o s i ę z a s t o s o w a n i e o h l o r u j a k o u t l e n i a c z a , a n a s t ę p n i e k i l k u s t o p n i o w e j f i l t r a c j i .
U z d a t n i a n i e w ody p o d z i e m n e j . . . 43
LITERATURA
[ 1 ] Pomyka ł a J . : B a d a n i a z a n i e c z y s z c z e ń wód p o d z i e m n y c h ś c i e k a m i n i e o r g a n i c z n e g o p r z e m y s ł u c h e m i c z n e g o , GWiTS, 167 ( 1970 ) .
[ 2 ] B e g e r N . : L e i t f a d e n d e r T r i n k und B r a u o h w a s s e r b i o l o g i e , J e n a V e r l a g , 1 9 6 6 .
[3"] J u s t J . , Her ma n o wi c z W. : F i z y c z n e i c h e m i c z n e b a d a n i e wody do p l o i a 1 p o t r z e b g o s p o d a r o z y o h , PZWL, Wars zawa 1 9 5 9 .
f 4 l K u l s k i j I . A . , N a k o r c z e w s k a j a W. , S l i p o z e n f c o A . : A k t i w n a j a k r e m n a k i s ł o t a 1 p r o b i e m a k a o z e s t w a wody. I z d . "Naukowa Dumka, K i e w , 1 9 6 9 .
[ 5 ] R u d z i ń s k i B . : U r z ą d z e n i a do o o z y s z o z a n i a wody, War s zawa 1 9 6 5 .
[ 6 ] Z b i o r o w e : " T e c h n i s c h e s H a ndbuc h W a s s e r a u f b e r e i t i g u n g s a n l a g e n " , V E B , V e j v . l a g , B e r l i n 1 9 6 6 .
| 7 l J a n c z e w s k i H . : T e n d e n o j e w p r o j e k t o w a n i u , b u d o w i e i e k s p l o a t a c j i f i l t r ó w do u z d a t n i a n i a wody, GW1TS, 158 {1970 ) .
[ 8 ] Memento T e o h n i q u e de 1 E a u , S o c i e t e D e g r e m o n t , F r a n c e T e c h n i q u e e t D o k u m e n t a t i o n , P a r i s , 1 9 6 6 .
OHHCTKA II0H3EMHHX BOß 3ArPH3HEHHŁBC OOCPEÄOTOHEHHHMH MHKPO0PPAHH3MAMH A TAKÄE MAPrAHUEBHMH H AMMHAHHŁMH COEÄHHEHHHMH
P e 3 io m e
B p a ó o i e H3Ji03KeHH HCCJie^oBaHHH, KaKHe 6nnn npoBe^eHH c n e m a p a 3 pa Soi Kn yKa3aHHił no onnci Ke nofl3eMHUx bo,h, 3arpa3HeHHtix cocpeaoToneHHHMH MHKpoopra- HH3MaMH, a TaKste coe^KHehhhmh u a p r a Hn a h aMMHaF.a. npiiHHxaa lexHOJioraa a o j ix- Ha 6ujia oÓecneHHTŁ xaKyx> onHCTKy, qxoßH $H3HK0~xHMHMecKHü h caHHXapHHii c o c - xaB b o ä u oiBe^ias HopMaM nnxi>eBoii b o ä h j j i ä ropo^oB ß o a e e 1 0 0 . 0 0 0 HacejieHHH, Bhuin nposefleHbi nonniKH yflajieHHH s t h x 3arps3HeHnö n y x e a KoaryjiamiH cepnoKHC- jibHA ajnoMHHneM, noflflepsKBaeMhiM npa6aBK0ä aKXKBHoro KpeMH83a hjih aKXHBnpoBaH- Horo yrjifl . SJupeKinBHoił o^HaKO OKa3ajiacb o n n c i K a b o ä u nyxeM XJiopnpoBaHHH h MnorocTyneKaaxaH (jmjrbxpauHfl. H a n n u e , nojiyqeHHHe b npeflBapniejibHHx n c c r e j , o -
BaHMX, npoBeíeHHHx b jraßopaxopHHx ycji oBnax, Shjih npoBepei m b HenpepHBHOö
cncxeMe BOflonpoBOflHOg cxaHnnn, no^roiaBjiHBaH 3 0 - 6 8 ji b o ^ h b n a c . B p a s p a - ÖoTKe npHBeflSHH xonHtie iexHnnecKne saHHue, HeoÓxoflHMHe äjih npoBeflemifl n p o - u e c c a onncxKH b HenpepHBHOß cncxeMe.
kil M. J a n o s z - R a j o z y k , K. M i k s o h , M. Zd y b l e ws k a
THE TREATMENT OF UNDERGROUND WATER POLLUTED WITH CLUSTERS OF MICROORGANISMS AND WITH THE COMPOUNDS OF MANGANESE AND AMMONIA
S u m m a r y
T h i s work p r e s e n t s i n v e s t i g a t i o n s u n d e r t a k e n t o work o u t t h e i n s t r u c t i o n s f o r t r e a t m e n t o f u n d e r g r o u n d w a t e r p o l l u t e d w i t h c l u s t e r s o f m i c r o o r g a n i s m s a n d w i t h t h e compounds o f ma nga ne s e a nd ammoni a . The a c c e p t e d t e c h n o l o g y h a d t o g u a r a n t e e s u c h t r e a t m e n t , a f t e r whi oh t h e p h y s i c o - c h e m i - o a l a n d s a n i t a r y c o m p o s i t i o n o f w a t e r woul d meet t h e r e q u i r e m e n t s f o r d r i n k i n g w a t e r f o r a t own w i t h more t h a n 100 000 o i t i z e n s . T h e r e was e x p e r i m e n t e d t h e r e m o v a l o f t h e s e i m p u r i t i e s by c o a g u l a t i o n w i t h a l u m i n i u m s u l p h a t e , h e l p e d by t h e a d d i t i o n o f a o t i v e s i l i c a or a c t i v e c a r b o n . But t h e t r e a t m e n t o f w a t e r by c h l o r i n a t i o n a n d m u l t i s t a g e f i l t r a t i o n p r o v e d t o b e e f f e c t i v e . The d a t a , r e c e i v e d i n p r e l i m i n a r y t e s t i n g s done i n t h e l a b o r a t o r y c o n d i t i o n s , w e r e e x a mi n e d i n a c o n t i n u o u s s y s t e m a t a w a t e r l i ne s t a t i o n by t r e a t m e n t o f 30 t o 6 8 l i t e r s o f w a t e r p e r h o u r . I n t h e e l a b o r a t i o n t h e r e a r e g i v e n e x a o t t e c h n i c a l d a t a n e o e s s a r y f o r t h e t r e a t m e n t o f w a t e r i n a c o n t i n u o u s s y s t e m .
!["Le Mystère de l'Eucharistie. Genèse et interprétation de la liturgie eucharistique byzantine", Henryk Paprocki, Paris 1993 : [recenzja]](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAP///wAAACH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAICRAEAOw==)