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
a) 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 mmPrędkość 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
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
3 - filtracja cisnieniowa
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
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
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 POWIERZCHNIOWYCHUJMOWANYCH BEZPOŚREDNIO
1 - koagulacja
2 - sedymentacja
3 - filtracja
Dla wód bardziej zanieczyszczonych dodatkowo sorpcja na węglu aktywnym
UZDATNIANIE WÓD POWIERZCHNIOWYCHMIESZANYCH 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 POWIERZCHNIOWYCHUKŁAD Z FILTRAMI POWOLNYMI
1 - sedymentacja
2 - filtracja powolna
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.
• JeżeliS = 1 woda jest stabilnaS < 1 woda ma właściwości korozyjneS > 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 0,1mm, czyli takie które podczas filtracji śą zatrzymywane na bibule filtracyjnej.
• Podział zawiesin: organiczne i nieorganiczne,łatwo opadająca i trudno opadająca
6
Casablanca22