Effect of coagulation floc rupture during flocculation on the efficiency of natural organic matter removal from water

W procesie koagulacji podczas usuwania substancji humusowych z wody mogą powstawać kłaczki o różnej podatności na sedymentację i filtrację. Kłaczki powstające wg różnych mechanizmów koagulacji mają różną budowę oraz odmienną wytrzymałość i zdolność do reaglomeracji. Omówiono wyniki badań nad konsekwencjami rozbicia kłaczków w komorze flokulacji. W badaniach uwzględniono rolę pH (5,3÷5,5 oraz 7,0÷7,2), które wpływa na strukturę kłaczków, oraz momentu rozbicia kłaczków (po upływie 5 min, 15 min oraz 25 min od rozpoczęcia flokulacji). Ponadto podjęto próbę określenia związków organicznych podatnych na usuwanie przez neutralizację ładunku oraz w procesie tzw. koagulacji wymiatającej. Biorąc pod uwagę cały przedział trwania flokulacji stwierdzono, że kłaczki powstające wg mechanizmu koagulacji wymiatającej, w porównaniu do kłaczków powstających wówczas, gdy dominującym mechanizmem koagulacji jest neutralizacja ładunku, były mniej wrażliwe na skutki ich rozbicia podczas flokulacji. Właściwości kłaczków, w tym ich zdolność do reaglomeracji po rozbiciu, istotne wpływały na jakość wody oczyszczonej, w szczególności gdy rozbicie kłaczków nastąpiło w końcowej fazie flokulacji. W przypadku, gdy bezpośrednio po rozbiciu kłaczki poddano sedymentacji, jakość wody oczyszczonej była lepsza wówczas, gdy proces flokulacji przebiegał w mniejszym zakresie pH. Ma to istotne znaczenie praktyczne w przypadku rozbicia zawiesin pokoagulacyjnych podczas przepływu do osadnika.The flocs that form in the course of the coagulation process during humic substance removal from water may differ in propensity to sedimentation and filtration. The structure of the flocs depends on the coagulation mechanism involved, which accounts for their diverse strength and reagglomerating capacity. The consequences of floc rupture in the flocculation tank were analyzed. Consideration was given to the contribution of both the pH of the water (5.3 to 5.5 and 7.0 to 7.2) and the moment of floc rupture (after 5 min, 15 min and 25 min from the onset of flocculation). Attempts were also made to determine the propensity of the NOM to removal via charge neutralization and via sweeping coagulation. Taking into account the whole period within which flocculation occurred, it was found that the flocs that had formed according to the mechanism of sweeping coagulation were less sensitive to the impact of rupture during flocculation as compared to the flocs originating in the course of coagulation where charge neutralization was the dominating mechanism. The properties of the flocs (including their reagglomerating capacity upon rupture) had a substantial effect on the quality of treated water, particularly when rupture occurred at the final stage of flocculation. When the flocs were made subject to sedimentation immediately after rupture, the quality of treated water was found to be higher when flocculation occurred within the lower pH range. This finding is of particular practical importance in the case of coagulation floc rupture during passage to the settling tank