Tom II obejmuje wnikliwą prezentację fizykochemicznych i procesowych podstaw odżelaziania, odmanganiania, zmiękczania, usuwania substancji organicznych, eliminacji radionuklidów, stabilizacji oraz dezynfekcji. Szczegółowo potraktowano zagadnienia dotyczące praktycznych aspektów uzdatniania wód podziemnych i powierzchniowych z zastosowaniem metod kombinowanych oraz sterowania, automatyzacji dystrybucji wody. Cenna zaleta niniejszej pozycji są szczegółowo analizowane liczne przykłady z praktyki.

Zagadnienia będące treścią niniejszego tomu mogą być pomocne rozwiązywaniu problemów projektowych, wykonawczych i eksploatacyjnych oraz służyć pracownikom organów administracyjnych i kontrolnych. Może również stanowić przydatne uzupełnienie bibliotek akademickich.

Wprowadzenie

Żelazo i mangan w wodach naturalnych

1. Fizykochemiczne, fizyczne i mikrobiologiczne warunki brzegowe

   1. Napięcie redoksowe

   2. Wartość pH

   3. Temperatura i stężenie jonów obcych

   4. Koncepcja diagramów E_H – pH

   5. Kluczowa funkcja mikroorganizmów

2. Mikroorganizmy, obiegi masy i rodzaje wód

Utlenianie i oddzielanie żelaza oraz manganu w stacjach uzdatniania wody

1. Fizykochemiczne warunki brzegowe

   1. Ogólne warunki brzegowe i wymagania

   2. Szybkość reakcji

   3. Oksydacja katalityczna

   4. Oksydacja za pomocą utleniaczy

2. Rola mikroorganizmów w instalacjach uzdatniania

   1. Bakterie żelaziste i manganowe

   2. Sterowanie i eksploatacja

Metody odżelaziania i odmanganiania

1. Uwagi ogólne

2. Parametry docelowe uzdatniania

3. Technologiczne kryteria wyboru

4. Wymiarowanie i uzdatnianie testowe

5. Metody naziemne

   1. Wody typu A

   2. Wody typu B

   3. Wody typu C

6. Metody podziemne

Aspekty eksploatacyjne

1. Wpracowanie materiału filtracyjnego

2. Eksploatacja filtrów

3. Płukanie filtrów

4. Zakłócenie pracy

5. Usuwanie pozostałości

Literatura

Wprowadzenie

Metody zmiękczania i odsalania

1. Podział metod i definicje pojęć

2. Wpływ zmiękczania, dekarbonizacji i odsalania na skład chemiczny wody do picia

Zmiękczanie i dekarbonizacja centralna

1. Korzyści dla użytkowników

2. Problemy z korozją chemiczną

3. Oddziaływanie na środowisko

4. Stanowisko DVGW wobec centralnego zmiękczania i dekarbonizacji

Chemizm zmiękczania i dekarbonizacji metodą strącania

1. Zagadnienie podstawowe

2. Zmiękczanie i dekarbonizacja chemiczna za pomocą Ca(OH)₂ i/lub NaOH

3. Zmiękczanie i dekarbonizacja fizyczna

Cele uzdatniania i dobór metod

Technika chemicznego zmiękczania i dekarbonizacji

1. Podstawy

2. Warunki brzegowe podczas dekarbonizacji szybkiej

3. Sporządzanie mleka i wody wapiennej

   1. Metody tradycyjne

   2. Szybkie sporządzanie mleka wapiennego

4. Instalacje do dekarbonizacji szybkiej

5. Postęp w dziedzinie dekarbonizacji szybkiej

6. Instalacje do dekarbonizacji powolnej

7. Urządzenia filtrujące

8. Metoda TEIVAC

Utylizacja odpadów

Literatura

Wprowadzenie

Chemiczna specjacja metali śladowych

Metody eliminacji metali śladowych

1. Strącenia i koagulacja

2. Wymiana jonów

3. Metody sorpcyjne

4. Utlenianie i redukcja

5. Odwrócona osmoza i elektrodializa

6. Filtry powolne i pasaż w gruncie

Doświadczenia nabyte podczas obserwacji ważnych obiektów wzorcowych

1. Glin

2. Arsen

   1. Utlenianie arsenu (III)

   2. Metody strąceniowo – koagulacyjne

   3. Metody adsorpcyjne

   4. Metody specjalne

Nikiel

Przegląd nieorganicznych substancji śladowych

Uzdatnianie wody z usuwaniem radionuklidów

1. Wprowadzenie

2. Procesy separacji

3. Usuwanie ważniejszych radionuklidów podczas uzdatniania wody do picia

   1. Radon

   2. Rad

   3. Uran

4. Radionuklidy sztuczne

Podsumowanie

Literatura

Wprowadzenie

Technologie możliwości eliminacji substancji organicznych

1. Metody oparte na odpędzaniu

   1. Charakterystyczne właściwości substancji

   2. Typy aparatów

   3. Sprawność instalacji do odpędzania

   4. Zjawiska towarzyszące procesom odpędzania

   5. Oczyszczanie powietrza doprowadzanego i odlotowego

2. Koagulacja

   1. Usuwanie organicznych składników wody

   2. Eliminacja RWO przez koagulację – przykład wzorcowy

   3. Dobór materiału

   4. Oczyszczanie popłuczyn

   5. Usuwanie związków niskocząsteczkowych

3. Adsorpcja na węglu ziarnistym (granulowanym)

   1. Typy węgli aktywnych

   2. Adsorpcja poszczególnych substancji

   3. Przebicia zanieczyszczeń organicznych

   4. Wpływ typu węgla aktywnego na zdolność przebijania zanieczyszczeń

   5. Procesy biologiczne w filtrach z węglem aktywnym

   6. Zasada działania adsorberów

   7. Przykład wzorcowy – odpędzanie/węgiel aktywny

   8. Wymiana węgla aktywnego

   9. Ochrona przed korozją

4. Usuwanie substancji huminowych przez adsorbcję

   1. Analiza kosztów

5. Literatura

Wprowadzenie

Adsorpcja na węglu pylistym

1. Zagadnienie podstawowe

2. Dobór węgla pylistego

3. Technologiczne możliwości wykorzystania węgla pylistego

   1. Konwencjonalna instalacja z węglem pylistym

   2. Alternatywne techniki wykorzystania węgla pylistego

Metody biologiczne z ozonowaniem wstępnym

1. Pasaż w gruncie

   1. Zakres stosowalności pasażu w gruncie

   2. Procesy towarzyszące pasażowi w gruncie

2. Filtry powolne

3. Filtry biologicznie aktywne z węglem granulowanym

Metody membranowe

1. Zagadnienie podstawowe

2. Zasada działania filtrów membranowych

3. Membrany i moduły

   1. Mikro- i ultrafiltracja

   2. Nanofiltracja

4. Zastosowanie nanofiltrów

5. Warianty technologiczne instalacji do nanofiltracji

Literatura

Wprowadzenie

1. Pojęcie i definicje

2. Metody stabilizacji

Układ dwutlenek węgla/woda

1. Ocena wskaźników hydrochemicznych

2. Wymagania stawiane wodzie do picia

3. Podstawy

4. Obliczanie wartości pH

5. Wartość – m i p

6. Wpływ wprowadzanych dodatków

7. Równowaga węglanowo – wapniowa

   1. Indeks nasycenia

   2. Krzywa Tilmansa

   3. Wartość pH_A

   4. Zdolność roztwarzania kalcytu D_c

   5. Wartość pH dla D_c = 5 mg/l

   6. Kontrola wymagań odnośnie wartości pH

Mieszanie wód

Odkwaszanie

Literatura

Wprowadzenie

Redukcja pH (odkwaszanie)

1. Podstawy

2. Cel uzdatniania

3. Metody

4. Fizyczne metody odkwaszania

   1. Zakres stosowalności

   2. Sprawność

   3. Aparaty

5. Techniki filtracji

   1. Węglan wapnia

   2. Częściowo wypalony dolomit

6. Sposoby dawkowania

7. Metody kombinowane

8. Kontrola

Dostawy wód o zróżnicowanej jakości

1. Definicja różnorodności wód

2. Zasilanie wodami różnego pochodzenia

3. Zabiegi techniczne podczas rozdziału wód zróżnicowanych

   1. Rozdzielanie stref

   2. Mieszanie

   3. Środki zaradcze podczas uzdatniania

Stabilizujące dawkowanie chemikaliów

1. Materiały i ich korozja

2. Wpływ inhibitorów korozji

3. Środki przygotowawcze

4. Środki towarzyszące

5. Urządzenia dawkujące

6. Skutki uboczne

7. Podstawowe uwagi odnośnie centralnego dawkowania inhibitorów

Literatura

Wprowadzenie

Podstawy dezynfekcji

Dezynfekcja wody do picia

1. Dezynfekcja chemiczna

   1. Chlor

   2. Dwutlenek chloru

   3. Ozon

2. Dezynfekcja promieniami UV

Dezynfekcja instalacji wodociągowych

Literatura

Wprowadzenie

Pojęcia i regulacje prawne

Ilość odpadów, ich jakość i obróbka

1. Ilość

2. Jakość

   1. Właściwości chemiczne

   2. Właściwości fizyczne

3. Obróbka szlamów

Zapobieganie powstawaniu osadów

Zagospodarowywanie odpadów

1. Rynek produktów ubocznych

2. Odprowadzanie ścieków

3. Możliwości utylizacji

4. Usuwanie pozostałości jako zbędnych odpadów

Obszary problemowe

1. Właściwości fizyczne odpadów

2. Przestawienie na nowe sposoby odprowadzania i składowania

Logistyka odprowadzania i składowania odpadów

Koszty

Literatura

Wprowadzenie

Jakość naturalnych wód podziemnych

1. Warunki środowiskowe i procesy hydrochemiczne

2. Typy wód podziemnych

Uzdatnienie naturalnych wód gruntowych

1. Zagadnienie podstawowe

2. Materiały kombinowane

   1. Typ wody gruntowej A1 (RG0)

   2. Typ wody gruntowej A2 (RG0)

   3. Typ wody gruntowej B2 (RG1)

   4. Typ wody gruntowej B2 (RG1/2)

   5. Wody zmieszane typu A + B (RG0/1)

   6. Typ wody gruntowej C2 (RG2)

   7. Typ wody gruntowej C2 (RG2)

   8. Typ wody zmieszanej B + C (RG1/2)

   9. Typ wody zmieszanej B + C z dekarbonizacją (RG1/2)

   10. Typ wód gruntowych D

   11. Przegląd metod kombinowanych

Antropogeniczne obciążenia wód gruntowych

Zabiegi na przedpolu stref pozyskiwania wód gruntowych

1. Biodegradacja zanieczyszczeń w filtrach odżelaziających

Uzdatnienie wód w stacjach wodociągów

Literatura

Podstawowe zasady metod kombinowanych

Uzdatnianie wód z jezior i zbiorników zaporowych

Uzdatnianie wód rzecznych

1. Bezpośrednie uzdatnianie wód rzecznych

2. Pośrednie uzdatnianie wód rzecznych

   1. Infiltracja brzegowa i doczyszczanie

   2. Sztuczne wzbogacanie wód gruntowych

Literatura

Kiedy należy rozważać możliwość poprawiania instalacji uzdatniających ?

Fazy planowania

1. Baza rozkładu faz planowania

2. Ustalanie podstaw – opiniowanie

   1. Recenzje biur inżynierskich

   2. Recenzje instytutów

   3. Recenzje ze strony personelu przedsiębiorstwa wodociągowego

   4. Wspólne badania wstępne

3. Planowanie wstępne

4. Planowanie związane z wykonaniem projektu i uzyskaniem pozwolenia

5. Planowanie wykonawcze

6. Przygotowanie i współdziałanie przy udzielaniu zleceń

7. Lokalne kierownictwo budowy i nadzór nad obiektem

Wytyczne planistyczne

Literatura

Wprowadzenie

Struktury automatyzacji w zakładach wodociągowych

1. Zarys historii rozwoju automatyzacji zakładów wodociągowych

2. Zadanie automatyzacji

   1. Analiza stanu instalacji i jakości wody

   2. Sterowanie i regulacja

3. Płaszczyzny automatyzacji

Planowanie zadań automatyzacji

1. Projekt wstępny

2. Planowanie projektu

3. Zbiór przepisów dotyczących obciążeń instalacji (dziennik obciążeń)

4. Przetarg i analiza przetargu

5. Zbiór przepisów dotyczących eksploatacji urządzeń (dziennik eksploatacji sprzętu)

Eksploatacja i konserwacja urządzeń automatycznych

Podsumowanie

Literatura

Wprowadzenie

Procesy mikrobiologiczne w sieciach wodociągowych

1. Warunki środowiskowe

2. Czym jest zakażenie mikrobiologiczne

3. Pochodzenie organizmów indykatorowych („zakażenia”)

4. Rozwój organizmów indykatorowych

5. Metody badawcze

Zapobieganie pojawianiu się organizmów indykatorowych („infekcjom”)

1. Uzdatnienie wody

   1. Eliminacja względnie degradacja substratu

   2. Zapobieganie tworzeniu się substratu

   3. Przykład odżelaziania

2. Dystrybucja wody

   1. Minimalizacja produkcji substratu

   2. Minimalizacja biofilmów

Przykład uzdatniania i dystrybucji wody ze zmianami środowiska mikrobiologicznego

Literatura

Wprowadzenie

Korozja, zjawisko korozji i uszkodzenia korozyjne

Środki antykorozyjne

1. Zagadnienie podstawowe

2. Wybór materiału

   1. Stal nierdzewna

   2. Glin i jego stopy

   3. Miedź i jego stopy

      1. Miedź

3. Tworzywa sztuczne

4. Powłoki materiałowe

   1. Cynkowanie ogniowe

5. Powłoki organiczne

   1. Powłoki organiczne na materiałach metalowych

   2. Powłoki na warstwach ocynkowanych ogniowo i warstwach natryskiwanych na gorąco cynkiem lub glinem (system duplex)

   3. Powłoki organiczne na cementowych materiałach konstrukcyjnych

6. Wykładziny z zaprawy cementowej

7. Emaliowanie

8. Katodowa ochrona antykorozyjna wewnątrz zbiorników i filtrów

9. Zastosowanie inhibitorów korozji

Rodzaje oraz czynniki wpływające na przebieg korozji i profilaktyka antykorozyjna

1. Metalowe materiały konstrukcyjne bez powłok ochronnych

   1. Równomierny ubytek powierzchni

   2. Nierównomierny ubytek powierzchni

   3. Środki antykorozyjne

2. Materiały metalowe z powłokami organicznymi

   1. Korozja podpowłokowa

   2. Złuszczanie powłok

   3. Występowanie pęcherzy

   4. Wżery w porach i zadrapaniach

   5. Korozja podpowłokowa i podrdzewianie w strefie uszkodzeń

   6. Korozja szczelinowa

3. Materiały cementowe z powłokami organicznymi

   1. Pęcznienie, rozmiękanie, rozkład

   2. Powstawanie pęcherzy

Materiały konstrukcyjne w instalacjach uzdatniania wody

1. Pozyskiwanie wody

   1. Urządzenia na ujęciach wód powierzchniowych

   2. Ujęcia wód źródlanych

   3. Studnie

2. Uzdatnianie wody

   1. Urządzenia do rozdzielania dyspersji grubych

   2. Urządzenia do wymiany gazów

   3. Instalacje do odkwaszania chemicznego

   4. Urządzenia do strącania i koagulacji

      1. Chlorek glinu

      2. Siarczan glinu

      3. Chlorek żelaza (III)

      4. Siarczan żelaza (III)

      5. Siarczan żelaza (II)

      6. Glinian sodu

   5. Urządzenia filtrujące

   6. Urządzenia do oksydacji i dezynfekcji

   7. Ozon

   8. Chlor

   9. Podchloryn sodu

   10. Dwutlenek chloru

Gwarancje i konserwacja

Literatura

Wprowadzenie i sprecyzowanie zagadnienia

Liberalizacja rynku wodnego a uzdatnianie wody do picia

Ochrona wód a uzdatnianie wody do picia

Aktualny stan techniki uzdatniania wody do picia w Niemczech

Aktualne wymagania stawiane uzdatnianiu wody do picia

Perspektywy rozwoju techniki uzdatniania wody do picia