10) Odkwaszanie

ODKWASZANIE WÓD

Cel: usunięcie agresywnego dwutlenku węgla:

-z wód podziemnych i infiltracyjnych;

-powstałego w wyniku koagulacji domieszek wód powierzchniowych;

-przy zmiękczaniu i demineralizacji wód kotłowych;

-po dekationizacji na kationitach wodorowych;

Metody odkwaszania wód:

Fizyczna

Przejście CO₂ obecnego w wodzie do powietrza w wyniku kontaktu obu mediów w urządzeniach otwartych lub ciśnieniowych.

Proces wymiany gazów:

p_t - ciśnienie całkowite mieszaniny gazów;

c- stężenie gazu w wodzie;

H_D- stała Henry'ego;

O skuteczności wymiany gazów decydują:

-temp.;

-zasolenie wody;

-stężenie i rodzaj wymienianych gazów;

-wielkość powierzchni międzyfazowej;

-czas kontaktu wody z powietrzem;

-wartość stałej Henry'ego;

-sposób napowietrzania wody;

-pH wody (zasadowości);

Metody chemiczne

Tą metode stosuje się gdy wczesniej nie była stosowana metoda fizyczna lu nie była ona wystarczajaco skuteczna a także jeśli zawartosc CO2 jest niewielka.

-wapno palone lub hydratyzowane dawkowane w postaci mleka lub wody wapiennej

-soda kalcynowana

-wodorotlenek sodu

-filtracja przez złoże dofiltr

Indeksy korozyjności wody

1.Wskaźnik intensywności agresywności kwasowęglowej wody

I>1-woda agresywna

2.Indeks Langeliera

3.Indeks Ryznara

IL<0 IR>6,8 - woda korozyjna

IR>8,5 - woda bardzo korozyjna

IL=0 IR=6,2-6,8 - woda stabilna

11)

Odżelazianie i odmanganianie

Problem odzelaziania i odanganiania wystepuje zwykle w oczyszczaniu wod podziemnych ,infiltracyjnych zadziej powierzchniowych. Żelazo wystepuje w ilosciach do 100g Fe/m3, mangan 0-100 g Mn/m3. Wiekszosc wod do 100m glebokosci zawiera 10 g Fe/m3 a manganu 0,5 g Mn/m3. Wody infiltracyjne często zdaza się ze zawieraja ilosci ponadnormowe.

Istota odzelaziania polega na utlenieniu jonow Fe II do FeIII i usuwaniu wytraconych zwiazkow Fe(OH)3 z oczyszczanej wody w procesie sedymentacji i filtracji.

Formy wystepowania zelaza:

Fe(HCO3)2 - stosuje się najprostrzy uklad uzdatniania wody : napowietrzanie - sedymentacja

przy znacznych ilosciach Fe(OH)3 - odzelazianie (filtracja pospieszna) - dezynfekcja

FeSO4 - do powyzszego ukladu wlaczony jest proces alkalizacji

Zelazo może wystepowac również w zwiazkach nieorganicznych i organicznych

Chemizm usuwania zelaza (procesy jednostkowe)

Hydroliza związków zelaza:

Fe(hCO3)2 + 2H2O - Fe(OH)2 + 2H2CO3

FeSO4 + 2H2O - Fe (OH)2 + H2SO4

Utlenianie jonow FeII do FeIII:

4Fe⁺² + O2 + 10 H2O - 4Fe(OH)3 + 8H⁺

Fe + substancje organiczne:

Zastosowanie utleniania wstepnego ,silne utlenianie zwiazkiem chloru, ozon , nadmanganian potasu.

Koagulacja realizowana w różny sposób

-kontaktowa

-w warstwie osadu zawiszonego

-objetosciowa

Prowadzenie koagulacji i nakwaszenie roztworu rownoczesnie najbardziej skuteczna.

12 GOSPODARKA ŚCIEKAMI I OSADAMI W STACJI OCZYSZCZANIA WODY:

Źródła i ilość osadów:

Oczyszczaniu wody towarzyszy powstawanie określonych ilości osadów: Sżąto:

• osady pokoagulacyjne

• osady wodorotlenku żelazowego wytrąconego z wody podziemnej

• osady powstające podczas strąceniowych metod oczyszczania wody np. zmiękczanie

• osady wydzielone ze ścieków

Do ścieków należą przede wszystkim:

• popłuczyny powstające ze płukania złóż filtracyjnych, adsorpcyjnych, jonitowych i mikrosit

• wody po płukaniu zbiorników i urządzeń

• zużyte czynniki stosowane do regeneracji jonitów

Ilość ich zależy od ilości i poziomu zanieczyszczenia oczyszczanej wody, stopnia usunięcia z niej zanieczyszczeń oraz rodzaju i dawki stosowanych chemikaliów.

Średnio ilość ścieków i osadów wynosi 5% objętości oczyszczanej wody ( dominują popłuczyny ).

Metody przeróbki osadów:

• zagęszczanie grawitacyjne - wymagaja go popłuczyny i osady odprowadzane z woda z osadnikow; realizowane jest w odstojnikach popłuczyn,rzadziej w lagunach ; polega na sedymentacji czastek stalych i ich komprymacji pod wpływem dzialania sily ciężkości;może być realizowane jako proces periodyczny lub ciągły;istotna jest prędkość opadania czastek stalych, która jest funkcja stężenia zawiesin w najbliższym otoczeniu sedymentujacej czastki;skuteczność zagęszczania okresla się jako stosunek zawartości cial stalych w osadzie zagęszczonym do ich zawartości w osadzie niezageszczonym; zalezy od:rodzaju osadow i popłuczyn, podatności czastek stalych do sedymentacji i zagęszczania, początkowe uwodnienie mieszaniny, czas zagęszczania.

• laguny osadowe - jeśli osady w osadnikach ulegaja zageszczeniu pod warstwa wody to kieruje się je na laguny, do których doprowadza się tez osady wydzielona z popłuczyn w odstojnikach;stopien odwadniania osadow pozawalaja zwiększyć:odprowadzanie wody nadosadowej i drenażowej, duza intensywność parowania wody; wykonuje się je jako zbiorniki ziemne(poziom wod gruntowych znajduje się 1,5m poniżej dna laguny); sad do lagun może być doprowadzany jedno- lub wielopunktowo; na dnie musi być drenaz odprowadzający wode osadowa; powinna być wyposazona w instalacje odprowadzajaca nadmiar wody nadosadowej; objętość wymiaruje się na czas odwadniania osadu(od kilku miesięcy do 3 lat).

• Flotacja- jako metoda zagęszczania osadow może być przydatna gdy osady są niepodatne na zagęszczanie grawitacyjne. Może to mieć miejsce dla osadow zatrzymanych na mikrolitach mikrolitach zawierajacych duze ilości żywych mikroorganizmow wodnych, osadow po koagulacji siarczanem glinowym, które charakteryzuja się duza intensywnością barwy a mala mętnością.

USUWANIE MANGANU:

Istota odmanganiania polega na utlenianiu jonow MnII do Mn IV i wytraceniu ich w postaci MnO2 * xH2O

KMnO4 - silny utleniacz redukuje się do +2 lub +4.. W wodach naturalnych dominuje Mn²⁺. Utleniamy go do Mn⁴⁺ aby otrzymac zwiazek trudno rozpuszczalny . Najpierw zachodzi hydroliza polaczen manganu a nastepnie proces utleniania. Mangan nie twozy polaczen z zwiazkami organicznymi.

Mangan nie utlenia się tlenem z wody. Do utlenienia manganu możemy zastosowac chlor, ozon, KmnO4.

Mn⁺² + KMnO4 - MnO2 + K⁺ + H2O

Inne metody usuwania manganu:

• utlenianie w warstwie wodonosnej

• wymiana jonowa

• sorpcja jonow Mn II na wodorotlenku zelazowym

• filtracja przez zloze z mineralow manganowych

---