Opis
Wszystko o fizycznych, chemicznych i biologicznych aspektach uzdatniania wody! W nowym wydaniu podręcznika omówiono kolejne jednostkowe procesy stosowane w technologii uzdatniania wody, przy czym wyjaśniono nie tylko podstawy stosowanych procesów, ale podano także aktualną wiedzę w dziedzinie i szeroko omówiono najnowsze kierunki rozwojowe w technologii wody (procesy zaawansowanego utleniania, ozonowanie katalityczne, proces MIEX, wykorzystanie przepuszczalnych, reaktywnych barier). W tomie I przedstawiono: * charakterystykę jakościową wód naturalnych, * procesy separacji fazy stałej, * koagulację i strącanie, * rolę utleniania w technologii uzdatniania wody, * metody sorpcyjne. Podręcznik przeznaczony jest dla studentów, wykładowców i pracowników naukowych takich kierunków, jak: chemia, biotechnologia, inżynieria i ochrona środowiska, inżynieria chemiczna i procesowa, technologia chemiczna. Sięgną po nią także inżynierowie praktycy, pracownicy firm konsultingowych, firm zajmujących się uzdatnianiem wody, stacji sanitarno-epidemiologicznych, a także inspektoratów ochrony środowiska. Spis treściPrzedmowa IX 1. CHARAKTERYSTYKA JAKOŚCIOWA WÓD NATURALNYCH (Sławomir Biłozor, Jacek Nawrocki, Urszula Raczy-Stanisławiak, Joanna Świetlik) 1 1.1. Wprowadzenie 1 1.2. Wody podziemne 3 1.3. Wody powierzchniowe 8 1.4. Wody pochodzące ze sztucznej infiltracji 14 1.5. Ogólna mineralizacja wody 14 1.6. Twardość wody i układ węglanowy (ogólne zbuforowanie wody) 16 1.6.1. Twardość wody 16 1.6.2. Tlenek węgla(IV) 18 1.6.3. Zasadowość wody 19 1.6.4. Kwasowość wody 20 1.6.5. Stabilność i agresywność wody 21 1.6.6. Korozyjność wody 24 1.6.7. Stabilność biologiczna wody 32 1.7. Materia organiczna w wodzie 33 1.7.1. Powstawanie substancji humusowych 34 1.7.2. Podział substancji humusowych 35 1.7.3. Struktura substancji humusowych 36 1.7.4. Właściwości substancji humusowych 43 1.7.5. Znaczenie substancji humusowych w procesie uzdatniania wody 45 1.7.6. Inne organiczne domieszki wody 47 1.7.7. Biodegradowalna materia organiczna w wodzie 47 1.8. Mikrozanieczyszczenia w wodach 51 1.8.1. Mikrozanieczyszczenia organiczne 51 1.8.2. Mikrozanieczyszczenia nieorganiczne 56 1.9. Regulacje prawne dotyczące jakości wody do picia 59 1.10. Kryteria doboru sposobów oczyszczania wody 70 1.11. Ujmowanie wód 72 1.11.1. Wody powierzchniowe 72 1.11.2. Wody podziemne 77 Literatura 81 2. PROCESY SEPARACJI FAZY STAŁEJ (Włodzimierz Ilecki) 87 2.1. Cedzenie 87 2.1.1. Kraty 87 2.1.2. Sita 88 2.1.3. Mikrosita 88 2.1.4. Samopłuczące filtry szczelinowe 89 2.2. Sedymentacja 90 2.2.1. Sedymentacja zawiesin ziarnistych 90 2.2.2. Matematyczny opis procesu sedymentacji zawiesin ziarnistych 91 2.2.3. Sedymentacja zawiesin kłaczkowatych 97 2.2.4. Osad zawieszony 98 2.2.5. Doświadczalne wyznaczanie prędkości sedymentacji zawiesin 99 2.2.6. Rodzaje osadników w technologii uzdatniania wody 104 2.3. Flotacja 118 2.4. Filtracja 122 2.4.1. Procesy zachodzące w złożu filtracyjnym 123 2.4.2. Podstawy teoretyczne filtracji 128 2.4.3. Złoża filtracyjne 137 2.4.4. Rodzaje filtrów 143 2.4.5. Płukanie filtrów 161 Literatura 170 3. KOAGULACJA I STRĄCANIE (Jacek Nawrocki, Sławomir Biłozor) 171 3.1. Wstęp 171 3.2. Czynniki jakościowe wody wskazujące na celowość stosowania koagulacji 173 3.2.1. Mętność wody 173 3.2.2. Barwa wody 174 3.2.3. Plankton, bakterie i wirusy 175 3.3. Koloidy i ich ładunek powierzchniowy 175 3.4. Przebieg procesu koagulacji 183 3.5. Chemizm koagulantów hydrolizujących 187 3.5.1. Koagulanty glinowe 187 3.5.2. Koagulanty żelazowe 190 3.5.3. Dawki koagulantów 191 3.6. Flokulacja 193 3.6.1. Flokulacja perikinetyczna 194 3.6.2. Flokulacja ortokinetyczna 195 3.6.3. Wspomaganie flokulacji 202 3.7. Metody strąceniowe 208 3.7.1. Strącanie /koagulacja wapnem 208 3.7.2. Strącanie za pomocą wodorotlenku sodu i węglanu sodu 210 3.7.3. Zmiękczanie wody za pomocą fosforanów(V) 211 3.7.4. Usuwanie naturalnej materii organicznej w procesie strącania chemicznego 212 Literatura 215 4. UTLENIANIE W TECHNOLOGII UZDATNIANIA WODY (Jacek Nawrocki, Sławomir Biłozor, Włodzimierz Ilecki, Barbara Kasprzyk-Hordern) 218 4.1. Wprowadzenie 218 4.2. Powietrze 220 4.2.1. Wstęp 220 4.2.2. Parametry fizyczne powietrza i tlenu 221 4.2.3. Podstawy procesu 222 4.2.4. Otrzymywanie powietrza 224 4.2.5. Zastosowanie powietrza w technologii wody 224 4.2.6. Uboczne produkty utleniania 232 4.2.7. Urządzenia do wprowadzania powietrza do wody 233 4.3. Chlor 240 4.3.1. Wstęp 240 4.3.2. Parametry fizyczne chloru i chloranu(I) sodu 240 4.3.3. Otrzymywanie 241 4.3.4. Reakcje chemiczne chloru i chloranu(I) sodu 241 4.3.5. Uboczne produkty chlorowania 250 4.3.6. Mutagenność wody 272 4.3.7. Urządzenia do wprowadzania chloru 274 4.3.8. Dezynfekcja za pomocą elektrochlorowania i metodą MIOX 276 4.4. Chloraminowanie 278 4.5. Tlenek chloru(IV) 280 4.5.1. Wstęp 280 4.5.2. Budowa cząsteczki i własności fizyczno-chemiczne 281 4.5.3. Wytwarzanie tlenku chloru(IV) 284 4.5.4. Reakcje ze związkami nieorganicznymi 288 4.5.5.