Wykorzystanie pomiaru liczby cząstek do optymalizacji dawki koagulantu w oczyszczaniu wód powierzchniowych

Standardowe procedury doboru dawki optymalnej koagulantu opierają się na sprawdzonej metodyce testów naczyniowych. Do oceny skuteczności działania koagulantu wykorzystuje się podstawowe parametry jakościowe wody, jak mętność, barwa, absorbancja w nadfiolecie oraz zawartość pozostałego koagulantu. Jednak zarówno w przypadku koagulantów hydrolizujących, jak i coraz powszechniej stosowanych do oczyszczania wody koagulantów wstępnie zhydrolizowanych, dawkę ustaloną według kryteriów jakościowych nie zawsze można uznać za optymalną. W pracy dokonano analizy wiarygodności procedury testów naczyniowych prowadzonych w celu wyznaczenia dawki optymalnej koagulantów hydrolizujących i wstępnie zhydrolizowanych w oparciu o pomiar liczby cząstek. Wyniki przeprowadzonych badań potwierdziły, ze mechanizm działania koagulantów wstępnie zhydrolizowanych i hydrolizujących zależał w głównej mierze od zawartości form polimerowych glinu. Wraz ze wzrostem stopnia polimeryzacji wzrastała zdolność koagulantów do neutralizacji potencjału elektrokinetycznego zanieczyszczeń obecnych w oczyszczanej wodzie, co powodowało zmniejszenie wymaganej dawki koagulantu do usuwania koloidów i zawiesin. Dawki skuteczne koagulantów zawierających duży udział spolimeryzowanych form glinu były znacznie mniejsze niż reagentów zhydrolizowanych, a ich dokładna wartość zależała od tego, czy proces koagulacji był optymalizowany jest pod kątem usuwania zawiesin, czy usuwania związków organicznych z wody.

The standard procedures commonly used for the determination of the optimal coagulant dose involve the well-tried jar test method. To assess the efficiency of the coagulant, it is conventional to use the following water quality parameters: turbidity, color, UV absorbance and residual coagulant concentration. However, regardless of whether use is made of the hydrolyzing or of the frequently preferred pre-hydrolyzed coagulant, their doses determined according to water quality criteria can not be regarded as optimal in every instance. In the present study the jar test method was analyzed for reliability when used for determining the optimal dose of the coagulant (both hydrolyzing and pre-hydrolyzed) on the basis of particle number measurement. The results have demonstrated that the mechanism governing the performance of both the coagulant types depended primarily on the content of the polymerized aluminum forms. As the degree of polymerization increased, so did the capacity of the coagulants for neutralizing the electrokinetic potential of the pollutants that were present in the water being treated. This is what enabled a reduction of the coagulant dose required for the removal of colloids and suspended solids. The doses required for efficient removal were substantially lower when the coagulant contained a higher proportion of polymerized aluminum forms than when use was made of the hydrolyzed reagent. The exact value of the dose depended on whether the optimization of the coagulation process was aimed at the removal of suspended solids or at NOM removal.