This paper deals with the application of a fluidized layer of granular material (FLGM) for the direct separation of destabilized impurities during drinking water treatment. Further, it investigates the effect of operation parameters (fluidized layer grain size, technological arrangement, velocity gradient, retention time, dosage of destabilisation reagent and temperature) on the aggregation and separation efficiency of the layer. The tests were carried out in a pilot plant scale. Aluminium sulphate was used as the destabilisation reagent. The highest separation efficiencies were achieved, when the particles entered the fluidized layer immediately after the dosing of the destabilisation reagent, when they had the lowest degree of aggregation. The separation efficiency (ϕ) also increased with increasing velocity gradient and the maximal value was reached at the velocity gradient of about 250 s-1. The most efficient separation of aluminium was achieved at 5 °C, but the effect of temperature on the efficiency of organic matter separation (ϕTOC) was not very significant. The maximal efficiency of separation on the layer grains reached the values ϕAl = 0.81 at the optimal dosage DAl = 1.55 mg L-1 and ϕTOC = 0.31 at the optimal dosage DAl = 2.36 mg L-1. The indisputable advantage of using FLGM for the separation of impurities is that they are intercepted on the layer grains in a form of solid, water-free shell (or coat) with the density of 2450 kg m-3, and there is no need to deal with the sludge dewatering. and Příspěvek se zabývá využitím fluidní vrstvy zrnitého materiálu (FLGM) pro přímou separaci destabilizovaných nečistot při úpravě vody a vlivem provozních parametrů (velikost zrn náplně, technologické uspořádání, gradient rychlosti, doba zdržení, dávka destabilizačního činidla, teplota) na agregační a separační účinnost vrstvy. Testy byly prováděny na poloprovozním modelu fluidní vrstvy. Jako destabilizační činidlo byl použit síran hlinitý. Nejvyšší separační účinnosti byly dosahovány, pokud částice nečistot vstupovaly do fluidní vrstvy bezprostředně po nadávkování destabilizačního činidla, kdy byl jejich stupeň agregace nejnižší. Separační účinnost (ϕ) se také zvyšovala s narůstající hodnotou gradientu rychlosti ve fluidní vrstvě a maximální hodnoty dosáhla při gradientu kolem 250 s-1. Hliník byl nejúčinněji separován při nízké teplotě (5 °C), nicméně na účinnost separace organických látek (ϕTOC) teplota příliš velký vliv neměla. Maximální účinnost separace na zrnech fluidní vrstvy dosáhla hodnot ϕAl = 0,81 při optimální dávce DAl = 1,55 mg L-1 a ϕTOC = 0,31 při optimální dávce DAl = 2,36 mg L-1. Nespornou výhodou využití fluidní vrstvy jako separačního prvku je skutečnost, že nečistoty jsou na zrnech FLGM zachycovány ve formě pevné skořápky (hustota 2450 kg m-3), která neobsahuje kapalnou vodu, a kal tudíž nemusí být odvodňován.
An investigation has been carried out using the FLUENT Computational Fluid Dynamics (CFD) software, which uses the finite-volume method to determine whether it is feasible to improve the capacity and quality of the clarifier at the Al-Wathba Water Treatment Works (Iraq) by some relatively inexpensive means. Simulations were carried out with two dimensional, radially symmetric models, representing the existing configuration as well as a number of proposed modifications involving baffles and additional clarified water off-takes. A convection-diffusion equation, which is extended to incorporate the sedimentation of sludge flocs in the field of gravity, governs the mass transfer in the clarifier. The standard k-ε turbulence model is used to compute the turbulent motion, and our CFD model accounts for buoyancy flow. The sludge settling velocity was measured as a function of the concentration, and we have used the double-exponential settling velocity function to describe its dependence on the concentration. The CFD model is validated using measured concentration profiles. The results were evaluated on the basis of the simulated profiles of vertical up-flow velocity in the body of the clarifier. and Pri výskume bol použitý softvér FLUENT CFD, ktorý využíva metódu konečných objemov na určovanie toho, či možno zlepšiť kapacitu a kvalitu číričov v úpravni vody Al-Wathba (Irak) niektorým z relatívne nenákladných spôsobov. Simulácie sa uskutočnili s využitím 2D radiálne symetrických modelov, ktoré predstavovali skutočnú konfiguráciu ako aj počet navrhnutých modifikácií s usmerňovačmi a dodatočnými odtokmi upravenej vody. Konvekčno-difúzna rovnica, ktorá je rozšírená o sedimentáciu kalových vločiek v gravitačnom poli, určuje prenos hmoty v číriči. Na výpočet turbulentného pohybu sme použili štandardný model turbulencie k-ε a na vztlakové prúdenie CFD model. Rýchlosť usadzovania kalu bola meraná ako funkcia koncentrácie, pričom my sme použili dvojexponenciálnu funkciu rýchlosti usadzovania na opis závislosti od koncentrácie. CFD model je overený pomocou meraných profilov koncentrácií. Výsledky boli vyhodnotené na základe simulovaných profilov vertikálnej rýchlosti prúdenia v číriči smerom nahor.
The article describes technology of measurement of size and size-distribution of aggregates formed during agitation using the digital camera. This method may be used in laboratory batch reactors, pilot plants as well as in full-scale water treatment plants. and Článek popisuje technologii digitálního záznamu a následného měření velikostních charakteristik vločkovitých agregátů tvořených při úpravě vody. Použitá metoda je vhodná ke studiu agregace jak v laboratorních podmínkách při použití vsádkového reaktoru, tak i v provozních podmínkách úpraven vody.
The aim of this contribution is to describe the removal efficiency of individual fractions of natural organic matter (NOM) during water treatment. Two types of surface water with an increased concentration of NOM of various origins were analysed. It was shown that the NOM removal efficiency depends on the NOM character and reaction conditions. The optimised doses of destabilisation reagents influence especially the removal of hydrophilic charged (CHA) and very hydrophobic acids (VHA) fractions during treatment of both types of raw water (φCHA = 0.78-0.86, φVHA = 0.51-0.88). In contrast, removal of hydrophilic neutral (NEU) fraction was very low (φNEU = 0.13-0.22). and Příspěvek se zabývá odstranitelností jednotlivých frakcí přírodních organických látek (NOM) při úpravě povrchových vod se zvýšeným obsahem NOM různého typu. Výsledky ukazují, že účinnost odstranění NOM závisí na charakteru NOM a na reakčních podmínkách. Při optimalizovaných dávkách destabilizačního činidla byla, při úpravě obou typů vod, nejlépe odstraněna frakce VHA (silně hydrofobní kyseliny) a frakce hydrofilní nabitá (CHA) (φCHA = 0.78-0.86, φVHA = 0.51-0.88). Naopak odstranění hydrofilní nenabité frakce (NEU) bylo minimální (φ = 0.13-0.22).
Optimisation of water treatment conditions with usage of aluminium sulphate and ferric sulphate was made with raw water containing high concentrations of natural aluminium. For optimisation of coagulation conditions here were used the jar tests. The efficiency of aggregation was evaluated with the help of the degree and test of aggregation. In all water samples used, the total aluminium concentration was fractionated into nine forms. The high values of degree of aggregation and high portion of macro-, micro-, and primary particles were attained in optimally treated water samples using both types of coagulants. It contrasts to the portion of nonaggregated particles ranging in optimal treated water only from 3% to 7%. Fractionation of total aluminium proved that the removal efficiency of all Al fractions is very good. and V této práci byly optimalizovány podmínky úpravy vod s přirozeně zvýšeným obsahem hliníku. K optimalizačním testům byla použita sklenicová zkouška. Výsledky byly hodnoceny pomocí testů agregace a stupně agregace. Dále byly u všech vzorků surových i upravených vod provedeny frakcionace celkového hliníku. Výsledky ukázaly, že při optimálních dávkách obou použitých koagulačních činidel je dosahováno vysoké účinnosti agregace. V upravené vodě byly nejvíce zastoupeny mikročástice, makročástice a primární částice hliníku, naopak neagregovaný podíl koagulačního činidla tvořil pouze 3 až 7 %. Při použití obou koagulačních činidel byla zjištěna vysoká účinnost odstranění jednotlivých frakcí hliníku.
The aim of this paper is to investigate the influence of COM (Cellular Organic Matter) produced by Microcystis aeruginosa on the process of water purification by destabilisation and subsequent aggregation of the impurity particles. The research was carried out with a raw water into which COM was added. The removal efficiency of the most significant components of COM, i.e. polysaccharides and proteins, was investigated. It was found that the removal efficiency of polysaccharides and proteins was dependent on the reaction conditions (pH, type of destabilisation reagent and its dosage). The removal efficiency of COM was relatively low. It was about 46% and 41% using ferric sulphate and aluminium sulphate aggregation, respectively. In comparison to the other organic components of COM, mainly polysaccharides, the proteins are removed with a higher efficiency. The GPC analyses of the residual COM showed that the proteins of higher molecular weight were aggregated with a higher efficiency. and Cílem práce je opis vlivu buněčných organických látek (COM) produkovaných sinicí Microcystis aeruginosa na proces úpravy vody pomocí destabilizace a následné agregace znečišťujících příměsí. Výzkum byl uskutečňován se syntetickou surovou vodou, do které byly přidány COM získané laboratorní kultivací M. aeruginosa. V průběhu laboratorních testů byla sledována především účinnost odstranění dvou základních složek COM, tj. polysacharidů a proteinů. Bylo zjištěno, že tato účinnost závisí především na reakčních podmínkách (typu a dávce destabilizačního činidla a pH). Účinnost odstranění COM byla poměrně nízká, maximální dosažená účinnost byla 46% při destabilizaci pomocí síranu železitého a 41% při použití síranu hlinitého. Bylo zjištěno, že s vyšší účinností jsou odstraňovány proteiny, obzvláště pak proteiny s vyšší molekulovou hmotností.