Environmental safety in the preparation of drinking water using a modified quartz loading of filter materials - Науково-технічний журнал «Техногенно-екологічна безпека»

Environmental safety in the preparation of drinking water using a modified quartz loading of filter materials

S. Dushkin

DOI: 10.5281/zenodo.3559024

Received: 10 September 2019

Accepted: 17 October 2019

Published: 29 November 2019

ABSTRACT

The article discusses the issues of improving environmental safety in the preparation of drinking water using a modified quartz loading of filtering materials, which allows to reduce the consumption of reagents by 20-30% to obtain drinking water of the required quality, reduce the cost of drinking water treatment, and increase its environmental safety.

Modification of the molecular structure of the surface of quartz grains of the filter charge increases the dirt capacity and increases the productivity of structures. Upon modification of the quartz sand loading, a change in the electrokinetic (ξ) potential is observed by the addition of ions having a positive charge, which destabilizes colloidal particles, which ultimately increases the efficiency of coagulation. Modified loading has the greatest influence on the residual aluminum content in the period of low temperatures (45-50%), although a rather high efficiency is also observed in the autumn-summer period.

During modification, the filter material is treated with various reagents so that a film of substances is formed on the surface of the grains, the physicochemical properties of which change due to adhesion. When preparing drinking water, it is advisable to use aluminum-containing reagents and flocculants permitted by the sanitary control authorities in the preparation of drinking water.

Experimental data show that the ξ potential of quartz loading when modified with a solution of polyacrylamide is higher than when using a coagulant of aluminum sulfate.

It has been established that the use of modified quartz loading in drinking water treatment allows to reduce the residual aluminum content in drinking water, which is one of the main toxicological indicators of drinking water quality, and to improve the bacteriological and hydrobiological parameters of clarified water by an average of 20-25%.

Key words: environmental safety of drinking water, flocculant, coagulant, filtration, intensification of water treatment processes, residual aluminum content, bacteriological and hydrobiological indicators.

REFERENCES

1. Драгинский В.Л. Коагуляция в технологии очистки природных вод: науч. изд. / В.Л. Драгинский,Л.П. Алексеева, С.В. Гетьманцев. – М.: Наука, 2005. – 576 с.

2. Кульский Л.А. Теоретические основы и технология кондиционирования воды / Л.А. Кульский. – К.: Наукова думка, 1983. – 528 с.

3. Вишневський В.І. Водогосподарський комплекс у басейні Дніпра: Наукове видання / В.І. Вишневський, В.А. Сташук, А.М. Сакевич. – Київ: Інтерпрес ЛТД, 2011. – 188 с.

4. Dushkin S.S., MartynovS., Dushkin S.S. 2019. Intensification of work of contact clarifiers during the drinking water preparation. |Journal of Water and Development. №41 (IV-VI) p/ 55-60. DOI 10.2478/jwld – 2019 – 0027.

5. Алексеева Л.П. и др. Применение новых технологий очистки воды на водопроводе г. Ярославля // Водоснабжение и санитарная техника. – 2003, №4, ч. 2. – С. 28-30.

6. Реконструкция и интенсификация работы канализационных очистных сооружений / Под ред. С.В. Яковлева. – М.: Стройиздат. – 1990. – 224 с.

7. Treatment Process Selection for Particle Removal / American Water Works Association Research Foundation, International Water Supply Association. T0427. P27T74, 1997. – 375 p.

8. Дерягин Б.В. Теория устойчивости сильно заряженных лиофобных золей и слипание заряженных частиц в растворах электролитов / Б.В. Дерягин // Журн. экспериментальной и теоретической физики. т. 15, № 11. – 1945. – С. 663-668.

9. Бабенков Е.Д. Очистка воды коагулянтами / Е.Д. Бабенков. – М.: Наука, 1977. – 356 с.

10. Аюкаев Р.И. Производство и применение фильтрующих материалов для очистки воды / Р.И. Аюкаев, В.З. Мельцер. – Л.: Стройиздат, 1985. – 118 с.

11. Ребиндер П.А. Конспект общего курса коллоидной химии / П.А. Ребиндер. – М.: Изд-во МГУ, 1960. –112 с.

12. Пат. 118596 Україна, МПК (2017.01) С02F 1/48. Спосіб очистки природних і стічних вод / Душкін С.С., Благодарна Г.І., Коваленко О.М., Євдошенко В.В., Гресь О.В.; заявник та власник ХНУМГім. О.М. Бекетова – № а 2017 02868; заявл. 27.03.2017; опубл. 10.08.2017, Бюл. № 15.

13. Пат. 45258 Україна, МПК (2002.03) С02F 1/48. Спосіб модифікації фільтруючого завантаження для освітлення природних і стічних вод / Душкін С.С., Благодарна Г.І., Тихонюк В.О.; заявник та власник ХНУМГ ім. О.М. Бекетова; опубл. 15.03.2012, Бюл. № 3.

14. «Гігієнічні вимоги до води питної, призначеної для споживання людиною»: ДСанПіН 2.2.4–171–10: затв. Міністерством охорони і здоров'я України №400 від 12.05.2010: чинний з 01.06.2010 р.

15. Вейцер, Ю.И. Влияние знака электрического заряда загрузки и взвешенных веществ на процесс фильтрования [Текст]: Научн. труды АКХ им. К.Д. Памфилова / Ю.И. Вейцер, З.А. Колобова, Г.М. Сафонова. –М.: ОНТИ АКХ, 1974. – С. 32-42.

16. Душкин С.С. Повышение эффективности работы скорых фильтров с применением модификации кварцевой загрузки раствором флокулянта ПАА / С.С. Душкин, Г.И. Благодарная, С.С. Душкин // Виробничо-практичний журн. Водопостачання, водовідведення, №1. – Київ, 2018. – С. 17-19.