Oczyszczanie wody w procesach hybrydowych

Monografia dotyczy problematyki oczyszczania wody powierzchniowej, zwłaszcza usuwania materii organicznej, jonów metali ciężkich oraz wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych. Procesy jednostkowe, jakie stosuje się do oczyszczania wody, zależą od zanieczyszczenia wody surowej oraz przeznaczenia wody oczyszczonej. W związku z tym w kolejnych rozdziałach omówiono podstawy teoretyczne podstawowych procesów jednostkowych, a mianowicie: koagulacji, adsorpcji, utleniania, a także połączenia tych procesów w układy hybrydowe. Połączenia hybrydowe mają za zadanie realizowanie równocześnie kilku procesów jednostkowych, które nie zmniejszają wzajemnie w sposób istotny swojej skuteczności. Ze względu na występowanie w wodach powierzchniowych coraz większej liczby różnych mikrozanieczyszczeń omówiono także procesy zaawansowanego utleniania. W oczyszczaniu wody stosuje się także techniki membranowe, których siłą napędową jest różnica ciśnień po obu stronach membrany. W monografii podkreślono rolę i znaczenie układów hybrydowych stosowanych w celu zwiększenia efektywności oczyszczania. W technologii oczyszczania wody wykorzystywane są także metody biologiczne, jak: aerobowe utlenianie materii organicznej i nitryfikacja w przypadku wody powierzchniowej, denitryfikacja, utlenianie żelaza(II) i manganu(II) dla wody podziemnej. Omawiając teoretyczne podstawy procesów, autorki wykorzystały wyniki swoich wcześniejszych badań. Istotną część pracy stanowią badania, które autorki przeprowadziły w 2020 roku. Badania dotyczyły oczyszczania zarówno wody modelowej, jak i powierzchniowej w procesach ozonowania, naświetlania promieniowaniem UV, koagulacji i adsorpcji, łączone w różne układy hybrydowe. Analiza i wnioski z badań umożliwiły ocenę przydatności poszczególnych układów w usuwaniu badanych zanieczyszczeń. Monografia skierowana jest do osób pracujących na stacjach uzdatniania wody, studentów kierunku inżynieria środowiska oraz osób zajmujących się problematyką oczyszczania wody.

WPROWADZENIE 1. ZANIECZYSZCZENIE WÓD 1.1. Naturalna materia organiczna 1.2. Metale ciężkie 1.3. Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne 1.4. Polichlorowane bifenyle 1.5. Farmaceutyki 2. KOAGULACJA 2.1. Istota procesu 2.2. Stosowane koagulanty 2.2.1. Sole niezhydrolizowane 2.2.2. Sole zhydrolizowane 2.3. Sposoby prowadzenia koagulacji 2.3.1. Koagulacja objętościowa 2.3.2. Koagulacja kontaktowa 2.3.3. Koagulacja powierzchniowa 2.4. Czynniki wpływające na przebieg procesu koagulacji 2.4.1. Skład fizykochemiczny wody oraz rodzaj i ilość zanieczyszczeń 2.4.2. Rodzaj i dawka koagulantu 2.4.3. Wartość pH 2.4.4. Temperatura 2.4.5. Czas i szybkość mieszania 2.4.6. Wspomaganie procesu koagulacji 2.5. Przykłady prowadzonych badań 2.5.1. Obniżanie barwy i mętności wody oraz zawartości substancji organicznych w zależności od rodzaju koagulantu 2.5.2. Usuwanie materii organicznej będącej prekursorem tworzenia trihalometanów 2.5.3. Usuwanie jonów metali ciężkich 2.5.4. Usuwanie polichlorowanych bifenyli 2.5.5. Usuwanie wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych 3. ADSORPCJA 3.1. Podstawy teoretyczne procesu 3.2. Izotermy adsorpcji i dynamika procesu 3.3. Sorbenty stosowane do oczyszczania wód 3.3.1. Adsorbenty węglowe 3.3.2. Pylisty węgiel aktywny 3.3.3. Granulowany węgiel aktywny 3.3.4. Biologicznie aktywny węgiel 3.4. Rodzaj substancji adsorbowanych z wody 3.5. Przykłady prowadzonych badań 3.5.1. Usuwanie związków organicznych w procesie adsorpcji 3.5.2. Usuwanie WWA i PCB w procesie adsorpcji 3.5.3. Usuwanie metali ciężkich w procesie adsorpcji 4. PROCESY UTLENIANIA I REDUKCJI W TECHNOLOGII WODY 4.1. Chemizm procesów utleniania i redukcji 4.2. Procesy redox w technologii wody 4.3. Utleniacze stosowane w technologii wody 4.3.1. Chlor 79 4.3.2. Dwutlenek chloru 4.3.3. Chloran(I) sodu 81 4.3.4. Wapno chlorowane 4.3.4. Ozon 82 4.3.5. Nadtlenek wodoru 4.3.6. Manganian(VII) potasu (nadmanganian potasu) 5. PROCESY ZAAWANSOWANEGO UTLENIANIA 5.1. Procesy chemiczne 90 5.1.1. Reakcja Fentona 5.1.2. Utlenianie za pomocą ozonu i nadtlenku wodoru 5.1.3. Elektrochemiczne zaawansowane procesy utleniania 5.1.4. Mokre utlenianie powietrzem 5.1.5. Utlenianie w stanie nadkrytycznym 5.2. Fotochemiczne metody utleniania 5.2.1. Proces UV/O3 5.2.2. Proces UV/H2O2 5.2.3. Proces UV/O3/H2O2 5.2.4. Proces foto-Fentona/Fentona-podobny 5.2.5. Procesy fotokatalitycznego utleniania 5.2.6. Procesy z zastosowaniem ultradźwięków 5.3. Przykłady prowadzonych badań 6. PROCESY HYBRYDOWE 7. CZĘŚĆ BADAWCZA 7.1. Materiał badań 7.2. Przebieg badań 7.3. Metody analityczne i aparatura 8. WYNIKI I ICH OMÓWIENIE 9. PODSUMOWANIE LITERATURA