Wymagania stawiane wodzie do picia oraz procesom jej uzdatniania (Martin Jekel)
Rys historyczny
Pojęcie „wody do picia”
Jakościowe wymagania stawiane wodzie do picia
Wymagania ogólne
Nowe rozporządzenie o wodzie do picia
Wymagania przy uzdatnianiu wody przeznaczonej do picia
Cele i metody – przegląd
Wymagania ustawowe dotyczące uzdatniania wód surowych przetwarzanych na wodę do picia
Wymagania techniczne
Aspekty gospodarcze i eksploatacyjne
Granice technik uzdatniania wody
Literatura
Wymiana gazów (Artur Bächle i Horst Wingrich)
Wprowadzenie
Teoretyczne podstawy wymiany gazów między fazami powietrza i wody
Równowaga wymiany gazowej
Szybkość wymiany gazowej
Urządzenie do wymiany gazów w uzdatnianiu wody do picia
Rodzaje aparatów – charakterystyka
Opis techniczny aparatów do wymiany gazów
Aeracja otwarta
Aeracja w układzie zamkniętym
Preferowane typy aparatów dla określonych aplikacji
Odkwaszanie
Wzbogacenie tlenem
Usuwanie zanieczyszczeń lotnych
Ozonowanie
Projektowanie urządzeń do wymiany gazów
Obliczanie wysokości urządzeń
Wyznaczanie charakterystycznych parametrów aparatu
Wyniki eksploatacji
Granice stosowalności metod
Podsumowanie
Literatura
Koagulacja, sedymentacja i flotacja (Martin Jekel)
Wprowadzenie
Koagulacja
Cel koagulacji
Pojęcie definicje
Podstawy
Siły powierzchniowe
Reagenty do koagulacji
Mechanizmy kłaczkowania
Kinetyka koagulacji
Technologia koagulacji
Mieszanie destabilizacja
Powstawanie kłaczków
Instalacje do oddzielenia koagulantów i kłaczków
Koagulacja a jakość wody
Zakłócenie koagulacji i środki zaradcze
Pozostałości pokoagulacyjne
Podstawy planowania procesów koagulacji
Sedymentacja
Sedymentacja cząstek pojedynczych
Osiadanie stężonych zawiesin
Technika sedymentacji
Wymiarowanie osadnika
Warianty techniczne instalacji sedymentacyjnych
Flotacja
Metody flotacji
Podstawy flotacji dekompresyjnej
Instalacje flotacyjne
Skróty i oznaczenia
Literatura
Podstawy filtracji (Rolf Gimbel i Andreas Nahrstedt)
Wprowadzenie
Eksploatacyjna i rozwiązania konstrukcyjne
Filtry powolne
Filtry wysokosprawne
Filtry pospieszne
Konstrukcja filtrów pospiesznych
Zastosowanie i zasada działania
Płukanie filtrów
Makroskopowy opis zachowania się filtrów pospiesznych podstawą optymalizacji
Przebieg zmian cząstek stężenia w filtrze w początkowej fazie procesu
Analiza skuteczności transportu γo,T
Analiza prawdopodobieństwa adhezji cząstek
Przebieg zmian stężenia cząstek i obciążenia w filtrze w okresie jego eksploatacji
Przebieg zmian ciśnienia w filtrze zależnie od czasu eksploatacji
Kryteria projektowania i eksploatacji filtrów pospiesznych
Wyznaczanie optymalnej wysokości filtra
Zmiana skuteczności filtracji przez dawkowanie flokulantów
Wpływ geometrycznej struktury powierzchni materiałów filtracyjnych na pracę filtra
Założenia do obliczania cykli płukania filtrów
Nowe założenia do wzrostu wydajności filtracji wgłębnej
Podsumowanie
Reguły techniczne
Literatura
Techniki membranowe (Georg Hagmeyer)
Wprowadzenie
Podstawy zjawisk w procesach membranowych
Techniki membranowe
Odwrócona osmoza i nanofiltracja
Ciśnienie osmotyczne
Membrany i moduły
Podczyszczanie dopływu dla zabezpieczenia przed foulingiem i scalingiem
Doczyszczanie
Równania aproksymacyjne do projektowania instalacji odwróconej osmozy i nanofiltracji
Zachowanie membran do odwróconej osmozy w trakcie separacji
Zachowanie membran do nanofiltracji w trakcie separacji
Zastosowania w uzdatnianiu wody do picia
Ultrafiltracja i mikrofiltracja
Membrany i moduły
Założenia do opisu przepływu
Warunki eksploatacji
Cechy rozdziału i kontrola integralności membrany
Elektrodializa
Podstawy elektrodializy
Możliwości zastosowania w uzdatnianiu wody do picia
Skróty i oznaczenia
Literatura
Literatura specjalistyczna
Wymiana jonowa (Wolfgang H. Höll)
Wymieniacze jonowe
Zagadnienia podstawowe
Właściwości jonitów opartych na żywicach syntetycznych
Synteza, budowa i gęstość
Dysocjacja jonitów i zakres ich stosowalności
Zdolność jonowymienna
Równowaga jonowymienna i selektywność
Kinetyka wymiany jonów
Stabilność żywic jonowymiennych
Przebicia jonitów
Zastosowanie jonitów w uzdatnianiu wody do picia
Metody jonitowe
Zagadnienia podstawowe
Zmiękczanie częściowe w drodze wymiany obojętnej
Zmiękczanie częściowe w połączeniu z dekarbonizacją
Eliminacja azotanów
Odsalanie częściowe
Metody konwencjonalne
Metoda CARIX
Redukcja rozpuszczonego węgla organicznego (RWO)
Eliminacja metali ciężkich
Technologia jonowymienna
Uwagi ogólne
Złoża nieruchome
Ciągłe metody jonitowe
Wymagania eksploatacyjne
Literatura
Sorpcja (Ralph Hobby i Rolf Gimbel)
Wprowadzenie
Przegląd ogólny
Zakres stosowalności węgla aktywnego
Terminologia stosowania w dziedzinie sorpcji
Produkcja i właściwości węgla aktywnego
Równowaga adsorpcji
Równowaga adsorpcji poszczególnych składników
Równowaga adsorpcji w układach wieloskładnikowych
Kinetyka procesu adsorpcji
Zewnętrzny transport substancji
Wewnętrzny transport masy
Technologiczne możliwości wykorzystania procesów adsorpcji w gospodarce wodnej
Zastosowanie pylistego węgla aktywnego
Zastosowanie granulowanego węgla aktywnego
Specjalne techniki procesów jednostkowych wykorzystujące węgiel pylisty
Skróty i oznaczenia
Literatura
Utlenianie chemiczne (Ernest Gilbert)
Wprowadzenie
Utlenianie, redukcja, potencjał redoks i napięcie redoksowe
Chlor i dwutlenek chloru
Ozon
Dawkowanie i wartość graniczna
Produkcja reakcji utleniaczy
Właściwości ozonu
Reakcje ozonu ze składnikami wody
Drogi reakcji ozonu w roztworach wodnych
Reakcje z nieorganicznymi składnikami wody
Reakcje z organicznymi składnikami wody
Wpływ ozonowania na wartość parametrów sumarycznych
Stopień ozonowania w uzdatnianiu wody do picia
Nadtlenek wodoru, nadtlenodisiarczan diodowy, nadtlenodisiarczan monopotasowy
Dawkowanie i wartość graniczna
Produkty reakcji utleniania
Reakcje nadtlenku wodoru z zawartymi w wodzie składnikami
Składniki nieorganiczne
Składniki organiczne
Kombinowane zastosowanie ozonu i nadtlenku wodoru
Nadmanganian potasu
Dawkowanie i wartości graniczne
Produkty reakcji utleniania
Reakcje z zawartymi w wodzie składnikami
Składniki nieorganiczne
Składniki organiczne
Działanie algicydowe
Tlen
Dawkowanie, wartości graniczne i przeznaczenie
Reakcje z zawartymi w wodzie składnikami
Literatura
Procesy biologicznego uzdatniania wody (Wolgalf Uhl i Horst Overath)
Wprowadzenie
Podstawy
Zasady biologicznych procesów uzdatniania
Podział i właściwości mikroorganizmów
Bakteryjna wymiana masy
Stechiometria
Limitowanie azotu
Limitowanie fosforu
Biologiczna eliminacja organicznych składników wody
Wykorzystywanie biodegradacji w filtrach pospiesznych i filtrach z węglem aktywnym
Zasiedlanie mikroorganizmami filtrów do uzdatniania wody
Mechanizmy zasiedlania
Stężenie i rodzaje bakterii na dopływie oraz odpływie z filtrów wypełnionych węglem aktywnym
Gęstość zasiedlenia i rodzaje bakterii zasiedlających filtry z węglem aktywnym
Zachowanie się mikroorganizmów patogennych w filtrach z węglem aktywnym
Zasiedlanie filtrów przez pierwotniaki i wielokomórkowce
Wpływ etapów wstępnego uzdatniania na wydajność eliminacji biologicznej
Koagulacja, strącanie, sedymentacja i flotacja
Ozonowanie
Wpływ parametrów roboczych na wydajność eliminacji
Temperatura wody
Prędkość przepływu
Wpływ minerałów obsypki filtracyjnej na efektywność usuwania
Biologiczne eliminacja jonów amonowych
Stechiometria mikrobiologicznego utleniania azotu amonowego i azotanowego
Kinetyka przemian
Wpływ temperatury i odczynu
Wpływ fosforanów
Wpływ podłoża
Zagadnienia dynamiki przebicia jonów amonowych na złożach filtracyjnych
Biologiczna eliminacja azotanów
Biologiczne metody eliminacji azotanów
Redukcja azotanów
Redukcja tlenu
Reaktor denitryfikacyjny
Doczyszczanie
Stopień zamagazynowania i odgazowywania
Filtracja
Dezynfekcja
Stopień zaawansowania technologii denitryfikacji w Niemczech
Opis instalacji technicznych z denitryfikacją heterotroficzną
Metoda „Neuss”
Metoda DENIPOR®
Metoda PERMAPOR®
Denitryfikacja w reaktorze fluidyzacyjnym
Metoda NITRAZUR®
Metoda DENI-TEC®
Metoda NEBIO® z wykorzystaniem reaktora rurowego
Metoda DENIPLANT®
Skrócony opis urządzeń technicznych do denitryfikacji autotroficznej
Metoda DENITROPUR®
Metoda Berko – MFT®
Metody usuwania azotanów za pomocą jonitów
Wykonanie techniczne
Usuwanie azotanów metoda membranową
Czynniki pomocnicze przy decyzjach o planowaniu, budowie i eksploatacji instalacji do eliminacji azotanów
Wydajność znamionowa instalacji
Stan rozwoju technik eliminacji azotanów
Eksploatacja instalacji
Doczyszczanie
Postępowanie z wodami osadowymi
Podsumowanie
Literatura
Sztuczne wzbogacanie i pasaż w gruncie (Urlich Schulze – Ebbert)
Wprowadzenie
Techniki infiltracji
Infiltracja naziemna
Infiltracja na warstwach glebowych pokrytych szatą roślinną
Zbiorniki infiltracyjne (infiltracja powolna)
Muldy/muldy – rowy odwadniające
Infiltracja podziemna
Studnie infiltracyjne
Studnie z filtrami poziomymi
Rowy infiltracyjne szczelinowe
Infiltracja brzegowa
Mechanizmy oczyszczania
Biologia złoża filtracyjnego
Filtry piaskowe
Pasaż w gruncie
Sekwencja redoksowa podczas infiltracji i pasażu w gruncie
Sprawność oczyszczania
Substancje zawieszone i koloidalne
Mikroorganizmy i zarazki chorobotwórcze
Substancje organiczne
Substancje śladowe i ksenobiotyczne
Zakres stosowania i warunki brzegowe
Literatura
Eliminacja cząstek zawieszonych – część praktyczna (1) (Martin Jekel)
Cel usuwania cząstek zawieszonych
Warunki koagulacji
Optymalizacja koagulacji
Parametry pomiarowe i docelowe koagulacji
Metoda testów koagulacyjnych
Parametry chemiczne optymalizacji
Fizyczne parametry optymalizacji
Błędy często popełniane podczas koagulacji
Odpady po eliminacji cząstek zawieszonych
Literatura
Eliminacja cząstek zawieszonych – część praktyczna (1) (Günther Baldauf)
Wprowadzenie
Wymagania stawiane instalacjom uzdatniania
Metody eliminacji cząstek zawieszonych
Zakresy stosowalności różnych metod
Filtracja powolna
Infiltracja brzegowa
Mikrocedzenie
Filtracja wstępna
Filtracja dwustopniowa – przykład wzorcowy
Filtracja dwuwarstwowa
Dawkowanie koagulantów i flokulantów
Wpływ ozonu na zatrzymywanie cząstek zawieszonych
Wpływ zawartości substancji mętnych i huminowych na czas eksploatacji filtra
Kontrola instalacji filtrujących
Filtracja pod ciśnieniem
Projektowanie stacji uzdatniania
Płukanie filtrów
Oczyszczanie i odprowadzanie popłuczyn
Filtracja membranowa
Cechy charakterystyczne membran
Problem ścieków
Zastosowanie ultrafiltracji przy uzdatnianiu wody źródlanej i ze zbiorników zaporowych
Technika uzdatniania
Parametry techniczne procesów jednostkowych
Koszty
Literatura
