IHE ADART Adsorptivno Uklanjanje Arsena iz Podzemnih Voda seminar/cetvrtak...Arsena iz Podzemnih Voda: Rezultati i iskustva sa pilot istraživanja u Vojvodini Branislav PetrusevskiBranislav

IHE ADART Adsorptivno UklanjanjeArsena iz Podzemnih Voda: Rezultati i iskustva sa pilot istraživanja u Vojvodini

Branislav PetrusevskiBranislav Petrusevski

UNESCO-IHE Institute for Water Education Delft, The Netherlands www.unesco-ihe.org

Novi Sad

1

Novi Sad 5 Septembar 2013

Sadržaj predavanja

Korišćenje podzemne vode za proizvodnju vode za piće• Korišćenje podzemne vode za proizvodnju vode za piće

• Problemi vezani za kvalitet podzemne vodeProblemi vezani za kvalitet podzemne vode

• Konvencionalni tretman podzemnih voda

• Inovativni pristup tretmana podzemnih voda- Adsorptivan filtracija za uklanjnaje Fe As Mn Cr- Adsorptivan filtracija za uklanjnaje Fe, As, Mn, …Cr,… - Adsorptivno uklanjanje prirodnih organskih materija (boja)

• Zaključci

2

• Zaključci

Korišćinje podzemne vode za

P d d j l ž lj i

vodosnabedavanje

Podzemna voda je generalno poželjni resors za vodosnabdevanje imajući u vidu sledeće prednosti:

- raspoloživost blizu mesta potrošnje, - konstantan i dobar kvalitet koji često ne zahteva

nikakvo ili možda minimlni tretman- generalno niske investicije i niski operativni

troškovi za sisteme vodosnabdevanjatroškovi za sisteme vodosnabdevanja

3

4

Korišćenje podzemne vode zaKorišćenje podzemne vode za proizvodnju pitke vode u svetu

• Austria - 50% (50% spring water)

• India - 80% (rural)• Bangladesh - 90%

Philippines 60%Asia(50% spring water)• Denmark - 100%• Germany - 72%• Slovakia - 82%Europe

• Philippines - 60%• Thailand - 50%• Nepal - 60%

Asia

• The Netherlands - 68%• The United Kingdom - 27%• 60% of population in

D b i b i (81M)

• Ghana 45%Africa

Danube river basin (81M) • United States (rural) - 96%America

Gl b l 1 5 d 2 0 ilij d lj di k i ti d d i d j

4

Globalno 1.5 do 2.0 milijarde ljudi koristi podzemnu vodu za proizvodnju vode za piće

Problemi Kvaliteta Podzemne VodeNajčešći uzroci neprihvatljivog kvaliteta podzemne vode:

Problemi Kvaliteta Podzemne Vode

Geogeni Problemi kvaliteta prouzrokovani hidrogeološkim

sastavom tla u akviferu - Fe, Mn, As, F, Se, Cr, Natural Organic Matter (boja),

tvrdoća, povišen salinitet, ..

A t iAntropogeni Zagađenje ugroženih i nedovoljno zaštićenih akvifera izazvano poljoprivrednim i industrijskim aktivnostima kao i seoskih i gradskih naselja:gradskih naselja:- patogeni organizmi, nitrati, - organsko mikro zagadjenje (pesticides, PhACs & EDCs, itd)- teški metali

5

teški metali

• Proboj slane vode

Konvencionalni tretman podzemnih vodaKonvencionalni tretman podzemnih voda

6

Konvencionalni tretaman podzemne vodeKonvencionalni tretaman podzemne vode

Taloženje

Cl2 i koagulant (opcionalno)

Podzemna voda iz bunara

Taloženje(opcionalno)

Brzo mesanje Flokulacija

( i l )Mulj

(opcionalno)

DezinfekcijaFiltracija

DistribucijaRezervoar

77pH korekcija

Ograničenja Konvencionalnog TretmanaPodzemne VodePodzemne Vode

• Kvalitet tretirane vode je neadkvatan za određe tipove podzemne vode,j

• Intenzivno korišćenje (riskantnih hemikalija),

• Ogranična efikasnost za određene nečistoće(teški metali, organske materije),

Niska efikasnost uklanjanaj metala u kompleksima• Niska efikasnost uklanjanaj metala u kompleksima,

• Jak uticaj pH vrednosti na efikasnost,

• Generisanje nus proizvoda oksidacije (kada se koriste oksidanti),

• Generisanje velikih količina (toksičnog) mulja,

8

j ( g) j ,

• Značajni deo proizvedene vode se koristi (baca) za pranje filtera

Adsorptivni Tretman Podzemnih VodaAdsorptivni Tretman Podzemnih Voda

• Za uklanjanje nečistoća (metala) se koriste komercijalni ili j j ( ) jprirodni adsorbenti

• Metali se mogu ukloniti do veoma niskog nivoa

• Proces je efikasan u širokom dijapazonu pH vrednosti

Ukl j j i t i ( l b d i) t li k i t li• Uklanjanju se i rastvoreni (slobodni) metali kao i metali u kompleksima (npr. pesak pokriven gvozdenim oksidima može da ukloni Cu, Pb, Cd, Ni, As, Cr,..)

• Proizvodi se mala količina mulja, duže vreme filtracije

• Primena u tretmanu voda sve češća

9

• Primena u tretmanu voda sve češća

Uklanjanje GvožđaUklanjanje Gvožđa

10

Adsorptivno uklanjanje gvožđa

11


Bez pred-oksidacije Fe2+;G žđ kl j f i F 2+Gvožđe se uklanja u formi Fe2+

ProcesProces::Fe2+ se

adsorbuje naispuni ili

flokulama Fe3+

Oksidacijaadsorovanog

Fe2+

Formiranje noveaktivne povrsine

za adsorpciju

show animation

11

Adsorptivno Uklanjanje GvožđaAdsorptivno Uklanjanje Gvožđa

• prirodni proces: dešava se u konvencionalnim postrojenjima• prirodni proces: dešava se u konvencionalnim postrojenjima za tretman podzemne vode (koja ne doziraju oksidan prefiltracije)

• povećana efikasnost uklanjanja gvožđa sa vremenom na konvencionalnim postrojenjima za tretman podzemne vode p j j p(koja ne doziraju oksidan pre filtracije) je poznaat i dešava se zbog razvoja katalitičkog sloja oksida gvožđa na ispuni

• U literaturi se naziva “katalitčko” ili “biološko” uklanjanjegvožđa (i mangana)

12

13


Adsorptivno uklanjnaje gvožđa rezultuje u:


manjem (sporijem) razvoju otpora u filterskoj ispuni;većoj efikasnosti uklanjanja gvožđa;kraćem vremenu sazrevanja filtera posle pranja (shorterkraćem vremenu sazrevanja filtera posle pranja (shorter ripening time).

Pored Pored togaIntogaIn addition:addition:

manja količina formiranog mulja;manja količina formiranog mulja;manja učestalost pranja filtera.

13

Razvoj hidrauličkih gubitaka u filterskoj 14

ispuni za dva mehanizma uklanjnanaj gvožđa

Floc filtration Adsorption filtrationFloc filtration Adsorption filtrationBrzina filtracije = 10 m/hSloj vode iznad ispune = 1mVisina ispune = 1.8m2.5

3.0Floc filtration Adsorption filtration

2.5

3.0Floc filtration Adsorption filtration

pVeličina zrna ispune = 0.5 - 0.8 mmgvožđe u sirovoj vodi = 1.8mg/L

1 5

2.0

ad lo

ss [m

]

1 5

2.0

ad lo

ss [m

]

(Sharma 1999)1.0

1.5

Hea

1.0

1.5

Hea

0.50 20 40 60 80 100

Run time [hours]

0.50 20 40 60 80 100

Run time [hours]

14

Uklanjanje ArsenaUklanjanje Arsena

15

Metode za uklanjanje arsena (1)Metode za uklanjanje arsena (1)

•• KKoagulacijaoagulacija sasa separacijomseparacijom flokulaflokulag jg j p jp j(taloženje / filtracija, membranska filtracija)

M b kM b k filt ijfilt ij•• MembranskaMembranska filtracijafiltracija-- ReversnaReversna osmozaosmoza, , -- NanoNano--filtracijafiltracija, , -- MikroMikro-- ultra filtration u ultra filtration u kombinacijikombinaciji sasa koagulacijomkoagulacijom

•• FiltracijaFiltracija krozkroz ispunuispunu odod zelenogzelenog manganskogmanganskog peskapeska•• FiltracijaFiltracija krozkroz ispunuispunu odod zelenogzelenog manganskogmanganskog peskapeska(sa doziranjem KMnO4)

16

Metode za uklanjanje arsena(2)Metode za uklanjanje arsena(2)

•• InIn--situ situ podzemnopodzemno uklanjanjeuklanjanje arsenaarsenapp j jj j

•• AdsorpcijaAdsorpcija– activated alumina - AA (Al2O3)– jonske smole (izmenjivači)– kompoziti na bazi oksida gvožđa (E33, GFH)– filterska ispuna presvučena gvozdenim oksidima: pesak (IOCS),

sunđer, diatomejska zemlja… presvučen Fe-oksidima, LewatitFO36, etc.),

– Filterska ispuna na bazi titanijum dioxida

17

IHE-ADART Adsorptivna Holandska

18

IHE-ADART – Adsorptivna Holandska Tehnologija Uklanjanja Arsena

• Inovativna adsorptivan technologija koju razvija UNESCO-IHE Institute for Water Education

(Delft The Netherlands)(Delft, The Netherlands).

• Technology bazirana na adsorpciji arsena na pesku presvučenom oksidima gvožđa (IOCS)na pesku presvučenom oksidima gvožđa (IOCS).

• IOCS je nus proizvod uklanjanja gvožđa iz podzemnih voda prilikom proizvodnje vode za piće.p p j p

• IOCS uklanja veoma efikasno As(III) i As(V);

18

• Proces je efikasan u širokom dijapazonu pH vrednosti (6.0-8.7).

19

UNESCO-IHE tehnologija uklanjanja arsena

Dve aplikacije:

g j j j

•• KućniKućni filter filter zaza uklanjanjeuklanjanjearsenaarsenatestirantestiran u u laboratorijilaboratoriji ii u u tokutokuvivišše e godinagodina u u nekolikonekoliko sela u sela u BangladešuBangladešu..

• Sistem za centralizovan• Sistem za centralizovantretman vode (testiran u laboratoriji IHE-a, u Grčkoj, Mađarskoj, Rumuniji, JordanuMađarskoj, Rumuniji, Jordanui Srbiji.

19

KućniKućni filter filter zaza uklanjanjeuklanjanje arsenaarsena

KućniKućni filter filter zaza uklanjanjeuklanjanje arsenaarsena: : rezutati iz Bangladeša

20

rezutati iz Bangladeša

400

Ground waterGround water FiltrateFiltrate WHO GuidelineWHO Guideline Bangladeschi standardBangladeschi standard

300

Ground waterGround water FiltrateFiltrate WHO GuidelineWHO Guideline Bangladeschi standardBangladeschi standard

100

200

once

ntra

tion

(µg/

L)

0

0 200 400 600 800 1000

Ars

enic

c

Selo Tilok (Kushtia distrikt)GW: Fe= 8 3 12 5 mg/L Mn = 0 1 0 3 mg/L NH +=5 0 mg/L

Filter run time [days]

20

GW: Fe= 8.3-12.5 mg/L, Mn = 0.1- 0.3 mg/L, NH4+=5.0 mg/L,PO4-=2.1 mg/L, TOC=3.0 mg/L, pH=7.1.

IHE-ADART: centralizovan tretmanIHE-ADART: centralizovan tretman

- IOCS se koristi kao filterska ispuna u i i i fil i ili fil i dgravitacionim filterima ili filterima pod

pritiskom,

- pred-tretirana podzemna voda se filtritapred tretirana podzemna voda se filtrita sa brzinama filtracije do 5 m3/m2/h,

- tehnologija intenzivno testirana u l b t ijilaboratoriji,

- takođe testirana u na terenu sa pravom podzemnom vodom u Grčkoj, Mađarskoj,

21

podzemnom vodom u Grčkoj, Mađarskoj, Rumuniji, Jordanu, i Srbiji (Subotica, Bački Vinogradi, Zrenjanin).

IHE-ADART : Regeneration

22

IHE-ADART : Regeneration

• Posle izvesnog vremena adsorptivne filtracije (od pr dana do više meseci) dolazi do proboja arsena (As>10 µg/l),esec ) do a do p oboja a se a ( s 0 µg/ ),

• Razvijen je inovativan, jednostavan I jeftin metod za regeneraciju delimično zasićenog adsorbenta (IOCS) u samom filteru (in-situ).

• Za regeneraciju se koriste jeftine I lako dostupne hemikalije (kiselina I soli gvožđa. Korišćene hemikalije atestirane za

i i d ji d ićprimenu u proizvodnji vode za piće.

22

23

IHE ADART R ijIHE-ADART : Regeneracija (con't)

As(III) / As(V)Adsorpcija

IOCSIOCS

23

24

IHE-ADART : Regeneracija (con't)

Fe(II)Regeneracija(dodavanje (doda a jeregenerants)

IOCSIOCS

24

25


O2Regeneracija(oksidacija)

Fe(II) Fe(III)

(o s dac ja)

IOCSIOCS

25

26


As(III) / As(V)Adsorpcija

IOCSIOCS

26

IHE ADART Centralizovan tretmanLaboratijska istraživanja: uklanjanje arsena

27

Laboratijska istraživanja: uklanjanje arsena

Feed Filtrate Regeneration EU standardFeed Filtrate Regeneration EU standard

200

250

300

n [μ

g/L]

Feed Filtrate Regeneration EU standard

200

250

300

n [μ

g/L]

Feed Filtrate Regeneration EU standard

100

150

s co

ncen

tratio

100

150

s co

ncen

tratio

0

50

0 20 40 60 80 100 120 140

As

Time [days]

0

50

0 20 40 60 80 100 120 140

As

Time [days]

Brzi filter sa IOCS: Vf=5m/h, H=2.5 m.Sintetička voda: As(III)=250 µg/L, pH=7.7, HCO3-=250 mg/l.

27

IHE ADART centralizovan tretman

28

IHE ADART centralizovan tretmanLaboratijska istraživanja: uklanjanje arsena

15Filtrate Regeneration EU standard

15Filtrate Regeneration EU standard

9

12

15

on [μ

g/L]

9

12

15

on [μ

g/L]

3

6

9

con

cent

rati

3

6

9

con

cent

rati

0

3

0 20 40 60 80 100 120 140

As

Ti [d ]

0

3

0 20 40 60 80 100 120 140

As

Ti [d ]

Brzi filter sa IOCS: V =5m/h H=2 5 m

Time [days]Time [days]

28

Brzi filter sa IOCS: Vf=5m/h, H=2.5 m.Sintetička voda: As(III)=250 µg/L, pH=7.7, HCO3-=250 mg/l.

IHE ADART centralizovan tretman 29

Profil arsena duž ispune 24h posle regeneracije

0

50

0 50 100 150 200 250

As concentration [μg/L]

0

50

0 50 100 150 200 250

As concentration [μg/L]

50

100

150dep

th [c

m]

1st FR4th FR

50

100

150dep

th [c

m]

1st FR4th FR150

200

250

Bed

d

7th FR10th FR13th FR15th FR

150

200

250

Bed

d

7th FR10th FR13th FR15th FR

Brzi filter sa IOCS: Vf=5m/h, H=2.5 m.Model water: As(III)=250 µg/L, pH=7.7, HCO3-=250 mg/l.

250 15th FR250 15th FR

29

Kvalitet Podzemne Vode u SuboticiKvalitet Podzemne Vode u Subotici(Izvoriste I)

- Anoksična podzemna voda,- Visok nivo arsena:80-140 µg/l,Visok nivo arsena:80 140 µg/l, - Arsen uglavnom prisutan kao As(III)- Prisustvo povišenog:

Gvožđa (≤0.90 mg/l), Mangana (≤0.1 mg/l), Amonijaka (≤1 0 mg/l)Amonijaka (≤1.0 mg/l), Fosfata (≤0.40 mg/l), pH=7.7-8.0

30

Pilot Postrojenje u SuboticiPilot Postrojenje u Subotici

• Pilot na lokaciji Izvorište I u funkciji od Novembra 2010 d D b 20112010 do Decembra 2011

• Pilot je mobilan I ima kapacitet od 50 m3/day

31

Pilot Ispitivanje u Subotici : Procesna šemaPilot Ispitivanje u Subotici : Procesna šema

regenerant dosing regenerant dosing

Filter 2‐2As removal


AerationFilter 1NH4

Aeration GW CWRFilter 2‐2As removal


AerationFilter 1NH4

Aeration GW CWRs e o as e o aNH4

di t ib ti t

s e o as e o aNH4

di t ib ti tair blower backwash distribution systemair blower backwash distribution system

32

UklanjanjeUklanjanje AmonijakaAmonijaka –– IzvorišteIzvorište I (Subotica)I (Subotica)j jj j jj ( )( )

1

0.6

0.8

mg/

L]

of o

pera

tion

0.4

c(N

H4-

N) [

m

ot P

lant

out

o

0

0.2

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220

Pil

Time [days]Influent Filtrate F1[A]

Uklanjanje amonijaka sa mobilnim pilotom na bazi IHE ADART

33

Uklanjanje amonijaka sa mobilnim pilotom na bazi IHE ADART tehnologije kapacitet Q=2.2 m3/h,

Source: MSc thesis Zlatanovic (2011)

UklanjanjeUklanjanje GvožGvožđđa: a: IzvorišteIzvorište I (Subotica) I (Subotica)

0 7

0.8

0.5

0.6

0.7

g/L] f o

pera

tion

0 2

0.3

0.4

c(Fe

) [m

g

Plan

t out

of

0

0.1

0.2Pi

lot

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220Time [days]

Influent Filtrate F1[B]

34

Uklanjanje Arsena: Izvorište I (Subotica)Uklanjanje Arsena: Izvorište I (Subotica)

160

120

140

160

era

tio

n

turt

up

Subotica60

80

100

As

) [µ

g/L

]

nt

ou

to

f o

pe

rsF

2&

F3

st

20

40

60

c(A

Pilo

t P

lan

Filt

er

00 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230

Time [days]

I fl t R ti G id li l Filt t F1 Filt t F2 Filt t F3

35

Influent Regeneration Guideline value Filtrate F1 Filtrate F2 Filtrate F3

Uklanjanje Arsena u toku zadnja dva mesecaUklanjanje Arsena u toku zadnja dva meseca ispitivanja – Izvorište I (Subotica)

11 11 1 11 11 11 1 1

21-O

ct-1

28-O

ct-1

4-No

v-1

11-N

ov-

18-N

ov-

25-N

ov-

2-De

c-1

9-De

c-1

40

g/L)

20

30

entra

tion

(µg

10

seni

c co

nce

0Ars

Standard Filtrate F2 Filtrate F3

36

Rezultati sa pilot postrojenja: nivo arsena posle prvog (F2) i drugog adsorptivnog filtera (F3) sa IOCS (H=2.5m), Q=2.2 m3/h

Kvalitet podzemne vode u Bačkim VinogradimaKvalitet podzemne vode u Bačkim Vinogradima

Tabela 1. Sastav podzemne vode u Bačkim Vinogradima.

Parametar Jedinica Koncentracija Standard (EU)

pH ‐ 7.5‐7.7 6.5‐9.5p

ukupni arsen µg/L 110‐280 10

ukupno gvožđe mg/L 0.6‐2.2 0.20

mangan mg/L 0.080‐0.01 0.05g g/

NH4+ mg/L 0.6‐1.1 0.50

HCO3‐ mg/L 340‐380 ‐

Elektroprovodljivost μS/cm 400‐470 2500p j μ /

37

Pilot Postrojenje u Bačkim VinogradimaPilot Postrojenje u Bačkim Vinogradima (Subotica)

Pilot postrojenje u radu od Juna 2012 (Aeracija Filtracija) I 31• Pilot postrojenje u radu od Juna 2012 (Aeracija-Filtracija) I 31 Avgusta 2012 (kompletno postrojenje),

• Kapacitet pilota do 20 m3/h

38

(Pilot) Postrojenje u Bačkim Vinogradima( ) j j g

Procesna šema:

A ij ( i k l )- Aeracija (aeraciona kula)- Brzi preščani filter (sa finim peskom sa tankim slojemFe hidro-oksidae)e d o o s dae)- Prvi adsorptivni filter sa IOCS- Drugi adsorptivni filter sa IOCS- Rezervoar tretirane vode

39

Procesna sema (pilot) postrojenja u BackimVinogradimaVinogradima

40

Uklanjanje ammonijaka - Bački Vinogradi

.

41

Filter F1: fin IOCS (H=2.5 m), Filteri F2 & F3 IOCS, H=2.50m , Q=5-10 m3/h

Iuklanjanje Gvožđa Bački Vinogradij j g

1podzemna voda filter 1 prečišćena voda

0.8

1

đa(m

g/L)

0.4

0.6

racija g

vožđ

0.2

Koncen

tr

.

015.06. 15.08. 15.10. 15.12. 14.02. 16.04.

42

Filter F1: fine IOCS (H=2.5 m), Filters F2 & F3 IOCS, H=2.50m , Q=5-10 m3/h

Uklanjanje Arsena Bački VinogradiUklanjanje Arsena Bački Vinogradiposle prvog adsorpcionog filtera sa IOCS

300

B. Vinogradi (Subotica)200

250

300

l)

100

150

Arsen

ic (µ

g/l

0

50

.

30/aug 29/sep 29/okt 28/nov 28/dec 27/jan 26/feb 28/mrt 27/apr

RW‐PUC RW‐Ars RW‐ZZJZ F2‐PUC F2‐Ars F2 ZZJZ

43


Uklanjanje Arsena Backi VinogradiUklanjanje Arsena Backi Vinogradiefekat učestalosti regeneracije

12

15

µg/L)

filter 2 filter 3

9

12

ija arsen

a (µ

3

6

Koncen

trac

.Filter F1: fine IOCS (H=2 5 m) Filters F2 & F3 IOCS H=2 50m Q=5 10 m3/h

030.08. 29.09. 29.10. 28.11. 28.12. 27.01. 26.02. 28.03. 27.04.

44


Pilot U Backim Vinogradima

45

Pilot U Backim Vinogradimaglavni operativni podaci

Održavanje:

- Pranje Aeracione Kule(jednom godišnje)

- Pranje Filtera F1 / F2 / F3

- Regeneracija

45

Pilot U Backim Vinogradima

46

Pilot U Backim Vinogradimaglavni operativni podaci

Održavanje:

- Pranje Aeracione Kule(jednom godišnje)

- Pranje Filtera F1 / F2 / F3

- Regeneracija

46

Glavni operativni podaci47

p pPranje filtera

• Povratno pranje biloškog filtera (F1) (Voda+Vazduh): jednom u 4 do 6 nedelja (8-12 m3 /po pranju –

Treatman vode od pranja filtera

48

Kvalitet vode od pranja filtera posleKvalitet vode od pranja filtera posle taloženja

Arsen (µg/L) Gvožđe (mg/L)

Filter 1 (biološki filter) ‐ 7 dana taloženja 130 0.36

Filter 2 (adsorpcioni filter) ‐ 3 dana taloženja 40 0.51

Mulj posle gravitacinog talozenja (bez doziranja hemikalija) – 6% suve materije

Očekivana gotalna godisnja kolicina mulja (6% suve materije) priproizvodnji od 50.000 m3 - 2 m3

49

Tretman podzemne vode u ZrenjaninuTretman podzemne vode u Zrenjaninu

50

Kvalitet podzemne vode u Zrenjaninup j

180

9

r

40

60

80

100

120

140

160

Arsen

ic (µ

g/l)

7.5

8

8.5

pH of R

aw Groun

dwater

0

20

11‐May 10‐Jun 10‐Jul 9‐Aug 8‐Sep 8‐Oct

Time

MK1 PUC test kit MK1 ‐ Arsenator MK1‐PHI

7

6‐May

5‐Jun

5‐Jul

4‐Aug

3‐Sep

3‐Oct

Date

2 2

2.5

2.8

3.1

3.4

Groun

dwater (mg/l)

30

40

50

60

w groun

dwater

O4 (m

g/L)

1

1.3

1.6

1.9

2.2

May

‐Jun

0‐Jul

Aug

‐Sep

‐Oct

Phosph

ate of Raw

G

0

10

20


Organics in ra

‐KMnO

51

11‐M

10‐

10 9‐ 8‐ 8‐

Date Filter run time

Uklanjanje Amonijaka Pilot Postrojenje uUklanjanje Amonijaka Pilot Postrojenje u Zrenjaninu

1 60

1.20

1.60

/l)

0.80

monia (mg/

0.40Am

0.00

11‐May

10‐Jun

10‐Jul

9‐Aug

8‐Sep

8‐Oct

Filter run time

52

Filter run time

Uklanjanje Gvožđa - Pilot Postrojenje u ZrenjaninuUklanjanje Gvožđa Pilot Postrojenje u Zrenjaninu

0.80

0 40

0.60

mg/l)

0.20

0.40

Iron

(m

MK1

MK3

MK5

0.00

i‐12

n‐12 l‐12

g‐12

p‐12

t‐12

MK7

11‐m

e

10‐ju

n

10‐ju

9‐aug

8‐sep

8‐okt

Run Time

53

Uklanjanje Arsena posle prvog adsorptivngUklanjanje Arsena posle prvog adsorptivng filtera (MK4) Pilot Plant in Zrenjanin -

180

120

140

160

180

/l)

60

80

100

0

Arsen

ic (µ

g/

0

20

40

11‐May 10‐Jun 10‐Jul 9‐Aug 8‐Sep 8‐Octy g p

Time

MK1 PUC test kit MK1 ‐ Arsenator MK1‐PHI MK4

54

Prisustvo finog peska i glineu podzemnoj vodiu podzemnoj vodi

55

Uklanjanje Arsena posle Drugog adsorptivnog filtera j j p g g p g(MK5) –pilot postrojenje u Zrenjaninu

50

60

20

30

40

rsen

ic (µg/l)

0

10

20


A

y g p

Time

MK5 Ars MK5 PH

56

Uklanjanje PrirodnihUklanjanje PrirodnihOrganskih Materija

57

Uklanjanje prirodnih organskih materija-NOM (Boje)Uklanjanje prirodnih organskih materija NOM (Boje)

- Prisustvo povišenog nivoa NOM u podzemnoj vodi: (a) estetski problem, ( ) p ,(b) otežava dezinfekciju zbog formiranja nus proizvoda oksidacije, (c) problem sa standardima kvaliteta vode,

Konvencionalni pristum uklanjanju NOM:- Konvencionalni pristum uklanjanju NOM: (a) pred-oksidacija, koagulacija & separacija, (b) aktivni ugalj (GAU ili ugalj u prahu), (c) membranska filtracija (RO /nano filtracija)( ) j ( j )(d) Kombinacije ovih metoda (npr. koagulacija pred-ozonacija-GAU)

- Ograničenja / problemi: a Visoki troškovi investicijaa. Visoki troškovi investicija, b. Formiranje nus proizvoda oksidacije (npr. Bromati), c. Velika količina mulja ili vode koja se odbacuje, d. Visoki operativni troškovi,

58

e. Ograničena (nedovoljna) efikasnostf. Potreba za pH korekcijom

Uklanjanje NOM (Boje) anjonskim izmenjivačima

-Proces na bazi adsorpcije NOM sa selektivnim visoko poroznim anjonskim izmenjivačima (smolama) pod novim procesnim uslovima,

(smolama - IEX)

- Proces nedavno razvijen od strane Vitens-a (najvećeg holandskog vodovoda) sa full scale primenama

Proizvodnja vode:

R-Cl- + HA- R-HA- + Cl-R-Cl + HA R-HA + Cl

HA- Cl-HA- Cl-

HA = Humic AcidsRegeneracija:

59

Regeneracija:R-HA- + Cl- R-Cl- + HA-

Uklanjanje organskih mateja- pilot u Z j iZrenjaninu

MK1 MK7

40

50

60

(mg/L)

20

30

40

s ‐KMnO4 (

0

10

20

Organic


Filter run time

60

Vf= 22 m/h, CT = 3.8 min, IEX - Purolite

IEX tretman – regeneracija Jonskog izmenjivaca

61

Parameter Unit Conventional Innovative

3Capacity m3/h 3,610 3,610

Exchange capacity g KMnO4/l resin 10-15 150-400

Filtration velocity m/h 5-24 40-65

Cycle time filter week 0.5-1.5 3

KMnO4 load kg per run 6900 63,200

Total resin volume m3 500 100

Contact time s 400-800 60

Waste regenerant m3/year 210,000 1,000

62

NaCl consumption ton/year 2,500 250

D. Schippers (2008)

WTP S bWTP Spannenbrug (Vitens, The Netherlands)

- Najveća fabrika za tretman podzemne vode u Holandiji,

Kapacitet 25 M m3/year- Kapacitet 25 M m3/year

63

Zaključci

64

Zaključci

• Više opcija raspoloživo za tretman podzemnih voda sap j p ppovišenim arsenom. Kod izbora opcije za specifičnulokaciju treba pažljivo analizirati:

(a) potrebnu i moguću efikasnosts uklanjanaj As(III) i As(V),(b) potencijal uklanjanja ostalih prisutnoh nečistoća,(c) sopstvena potrošnja vode(c) sopstvena potrošnja vode(d) stabilnost procesa i obučenost osoblja,(e) investicione I operativne troskove uključujući tretman / odlaganje generisanog rečnog i čvrstog otpada (life cycle!!)odlaganje generisanog rečnog i čvrstog otpada (life cycle!!),(f) efekat na životnu sredinu

64

Zaključci

65

Zaključci

• IHE ADART u kombinaciji sa konvencionalnim tretmanomjAeracija- Brza peščana filtracija je efikasan pristup zatretman anerobnih podzemnih voda sa veoma visokimnivoom arsena

• Vrlo mala (marginalna) upotreba hemikalija (zaregeneraciju i hlorisanje)regeneraciju i hlorisanje)

• Mehanizmi uklanjanja arsena: Filter F1 (Koagulacija + Adsorpcija ako se koristi IOCS- Filter F1 (Koagulacija + Adsorpcija, ako se koristi IOCS

- Filteri 2 & 3 (Adsorpcija)

65

Zaključci

66

Zaključci• Vrlo mali gubitak (sopstvena potošnja vode (< 2%)g ( p p j ( )

• Vrlo organičena proizvodnja otpada:a Arsenom zasićeni IOCS inertan otpada. Arsenom zasićeni IOCS – inertan otpad

b. Voda od pranja filtera (posle gravitacionog taloženjamože da se ispušta u kanalizaciju ili površinsketokove)

c. Mulj (6% DS, sadrži Fe, Mn & As; u BackimVinogradi 1 m3 mulja na 25000 m3 drinking water produced)

66

produced)

Acknowledgements

-We are thankful to MSc and PhD students at UNESCO-IHE who were involved in Groundwater Treatment Research for several years

Acknowledgements

involved in Groundwater Treatment Research for several years,

- Thanks are also due to staff of UNESCO-IHE laboratory for their support

-Cooperation of Water Supply Companies Subotica & Zrenjanin was highly appreciated

-Thanks to Vitens - strategic partner on groundwater treatment research,

Research on groundwater treatment would not be possible without- Research on groundwater treatment would not be possible without continuous support of the Dutch Government,

67• THANK YOU FOR YOUR ATTENTION!

Documents

IHE ADART Adsorptivno Uklanjanje Arsena iz Podzemnih Voda seminar/cetvrtak...Arsena iz Podzemnih Voda: Rezultati i iskustva sa pilot istraživanja u Vojvodini Branislav PetrusevskiBranislav