The effect of flocculation time on the quality of treated water

Przedstawiono i omówiono wyniki badań dotyczące wpływu czasu flokulacji na skuteczność usuwania zanieczyszczeń z wody podziemnej, której oczyszczanie w układzie konwencjonalnym nie zapewniło wymaganej skuteczności oczyszczania. Przed procesem koagulacji w celu utlenienia Fe(II) do Fe(III) próbki wody napowietrzano sprężonym powietrzem w czasie 15 min, uzyskując ok. 100% nasycenie wody tlenem. Jako koagulanty testowano siarczan(VI) glinu, chlorek poliglinu oraz koagulant żelazowy PIX-112. Dawka koagulantów glinowych wynosiła 2,70 mgAl/dm3, natomiast koagulantu żelazowego 2,70 oraz 1,78 mgFe/dm3. Koagulację objętościową prowadzono w próbkach wody o objętości 1 dm3, stosując szybkie mieszanie przez 1 min z intensywnością 250 obr/min oraz wolne mieszanie z intensywnością 30 obr/min przez 25 minut. Po koagulacji próbki poddawano 2 h sedymentacji, a potem filtracji przez miękki sączek. Analiza wyników badań wykazała, że czas flokulacji był istotnym parametrem technologicznym współdecydującym o skuteczności oczyszczania wody podziemnej w procesie koagulacji. Największą poprawę efektywności zwłaszcza w usuwaniu związków żelaza oraz obniżeniu barwy i mętności spowodowało wydłużenie czasu flokulacji z 15 do 30 min. Wykazano również, że w usuwaniu substancji organicznych parametrem bardziej istotnym niż czas flokulacji był odczyn oczyszczanej wody. Największy wpływ czasu flokulacji na zwiększenie skuteczności usuwania zanieczyszczeń z wody podziemnej stwierdzono dla koagulantu żelazowego PIX-112. W przypadku koagulantów glinowych wydłużenie czasu flokulacji z 15 do 30 min było bardzo istotne z uwagi na zmniejszenie stężenia glinu pozostałego w oczyszczonej wodzie. Niezależnie od rodzaju testowanego koagulantu oraz czasu flokulacji związki żelaza(III) usuwane były łącznie z substancjami organicznymi.Coexistence of organic substances and iron in groundwater causes that a particular part of iron occurs in a form of ferro-organic compounds as colloids or/and dissolved complexes, whereas water has an increased colour intensity and turbidity. Successful purification of such water creates technological problems and is practically impossible to achieve by applying traditional groundwater treatment processes. One of the ways recommended for intensifying the removal of iron that occurs in a form of stable ferro-organic compounds is application of the coagulation process, preferably with aluminium salt. The usefulness of coagulation in removing impurities, apart from being affected by the type and dose of a coagulant applied, also depends on the effectiveness of flocculation that conditions a degree of agglomeration of after-coagulation suspensions. The paper presents and discusses the results of the tests on the influence of flocculation time on the effectiveness of removing impurities from water the purification of which by means of conventional methods did not guarantee the desired treatment effect. Before the coagulation process, in order to oxidize Fe(II) into Fe(III) water samples were aerated with compressed air for 15 minutes that lead to 100% water oxygenation. Aluminium sulphate(VI), polyaluminium chloride and ferrous coagulant PIX-112 were used for the tests as coagulants. The dose of aluminium coagulants was 2.70 mgAl/dm3, whereas the one of ferrous coagulant was 2.70 and 1.78 mgFe/dm3. Volumetric coagulation was performed in water samples of the volume of 1 dm3, by quick mixing for 1min with the intensity of 250 r.p.m. and a slow mixing of 30 r.p.m. for 25 minutes. After coagulation the samples were subject to 2 h sedimentation and then filtration through a soft filter. The analysis of test results showed that flocculation time was a significant technological parameter that contributed to the effectiveness of groundwater treatment by means of coagulation. The best results of effectiveness, especially in removing ferrous compounds and lowering the colour as well as turbidity, were achieved by extending flocculation time from 15 to 30 minutes. It was also shown that the reaction of the purified water was a more important parameter in removing organic substances than flocculation time. The biggest effect of flocculation time on the increase of effectiveness of removing impurities from groundwater was found for the ferrous coagulant PIX-112. In case of aluminium coagulants the fact of extending time from 15 to 30 minutes was essential due to the decrease of concentration of aluminium that remained in the treated water. Independently of the type of coagulant tested and the time of flocculation Fe(III) compounds were removed together with organic substances