CHALMERS

CHALMERS TEKNISKA HOGSKOLA

Institutionen fOr VattenfOrsorjnings- och Avloppsteknik

J en undersokning av dess egenskaper

1

av IUlliUAJ.Uj;;;. av sura,

n

IV

v

VI

3. 3.1

och analysmetod ....... -"., .............. - porositet

H ydrokarbonat Hydrolit Ca Redolit Magno

sida

v

1

3

5 5 7 7 8

10

12 13

14

16 17 18 19

19 20 20 20

22

23 28 29 30 31 32

av massoma

7. MANGANA VSKlLJNINGSMASSOR

8. STUDIER

9.

48

57

71 72

75 76 77

81

att

3.

1

"'-·,1r1l·""'S1TI .. 1Aa.uap;;., i vatten som

2

vattnet.

av

3

4

om

5

*

1

Alkalinitet mg/l

Totalhardhet °dH

Kalcium Ca

Jam mg/l Fe

mg/l Mn

<7.5

>9.0

10.5

15

100

30

0.50

0.30

kan orsaka korrosionsskador i disrtibutions­anlagl~mlng~~n och i vilket kan medfora Hickor och okade metallhalter i dricksvatten.

risk

Vattnet kan ej anvandas till nr,.('v""q'T£>n livs-medel.sh(mH~rmt,g och nPT'coYllicr

For att minska risken for korrosionsangrepp bor alkaliniteten 60. *

Risk for utfallningar i karl och tastIglhets-msall:atl(mer, sarskilt vid uppvarmning. Skador textilier vid tvatt.

UUl,gennE~ter som fOr hardhet. .r",,,.r,\'<.l1Cri kalciumhalt i mg;aellOe dricksvatten fran vattenverk ar 20-60 fOr att minska korrosionsrisken. *

Risk fOr smaki or~indnngar

Medfor uttalhlmigar .,.....,,,C'·F~ .. n·nir"', och smak. Risk fOr skador textilier vid tvatt och 1gensC:ltta lea.nm,gar vissa vatten kan uppsta bade vid och halter an vad riktvardena anger.

Bildar i UL",U .... A!!l!UF',<.U utmnningar, som nar de lossnar ger ..... ~~.:!:'!:!"':;,:!t (svart) vatten. Risk fOr skador pa textilier vid tvatt.

6

1

+ +2 (3-1)

vatten som n,:l>t'\'JI1!1lrl

7

av .... ..,11-' .. ',., .......... "'" av

700°C

+ (3-2)

8

2.0 -4.0 - 7.0

0.8 - 1 0.8 -2.0

1.0 - 3.0

+ (3-3)

11. av .n..VAUAV.f'h.AU

(3-4)

9

1. av en J."-IAJU"-"'t.VIl"I-"..u

av

+

2-

11

(3-7)

(3-8)

(3-9)

(3-10)

(3-11)

(3-12)

(3-13)

(3-14)

(3-15)

(3-16)

'Vu.Jl"-'-AVAl (3-8).

1.

3.

fas 10

9 Mn

8

7

6

Diffusionsskikt Bulkfas

Halvbrand dolomit

Kalksten

'1" ...... 1""9".£"1"" avsnitt

13

1

BriddUrl

Briddillvlopp

Avlopp

Kllrl f6r bere<ining IlV

1. L.U ......... VU ......... JU av

i parallellkopplade eller uppstroms, figur 1.

fHtdesre glering

Ii .. 0.06 m

Kolonn i plexiglas

fffillSSill

monteras en pa kolonnerna skedde pa

1.1

T=

--1:---- FILTER MATERIAL

KOLONN

1

ca l/min, ...... ' ... H ..... motsvarar

som

ca ca ca2

ca 2 ca4

ca 2

som

ca

1.5 ca

3 .7

18

massor

1

, ....... .-.,.....:: ..... ska bli sa effektiv som v ....... ..., ....... avsatt jarn och mangan. for sammankittning

vid backspolning. ar ocksa

19

att Vu.",,,n...,VV.llU. av massa

1

vatten.

vatten som

x

x

x

x

(x)

x

s

x

(x)

Type I Type n

w w

o PIPo o PIPO

Type m Type Dl

w w

o PIPo o PIPo o PIPo

1. mot

E

w

av

"~"-".".L<' .. i, ar:

0·1 0·2

PIPo 0·3

Zero wetting

e

300

Finite wetting angle

1991),

(5-7)

o 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 o

t (A)

1

1 1

I

1 . 121 ~ i I

lZi. Q -j i

0. 8.1 -I I

,." ..., -! '';"0 u ;

I !

12' " u '=, -I , , ,Zi ~ t::" --I '-'

I i

!:) ~ "+ -! i

i j , ...

I~il:t '-' 1 i

('I ,~, " 2 -I

I

rZi a 1

1'1 ,." 'i.,.~ 11 "-'

121 " 0

s. Q)

6.0

5.0

.3. 121

2 0

av

[em3/g]

1·::; ... b..

11

5

.3

.2

31

21Zi

I U~. ...l

I i

16 I

"1 I

14 J I I I I

loCo -I I i

1 ILl -i i

,S J I ! I

0 --l

I ! !

!

c

:Zl

ill, IZJ '3

28

26

24

20

18

16

"" .,' 1"t

12

10

,~

,:2

massornas

jarnhalter, osakra, pga nara

v .. ...., ..... ..., .. J..vJ..LJvJ:' .. LJJ.. ... .,LJuJ..I,.UI,. med 2 mg/l redovisas.

samre hojning av

1.1

1.1.1

6.1.1

vatten.

1'N'''".lMn ..... av vatten utan

1

......... M"".,.. som massa.

Akdolit

efter efter

If

1 av

7

6

o 1

vid olika

~~~----------------------------------~T11

1

9

7

6

5

oL-----r---~~~~~~~~~~~4 o 20 40 60

baddhojd [em] 80 1

6:3

",,',,"V',.£> vilket medfor en

vatten en

40

1

mg Mn/l 0,6 -.--.;;;;..,..--------------------..,

60 110 160

.1.

~ "'"

.... ,.-

t---

"

,

60 110 160

210 Tid [min]

210 Tid [min]

260

vatten som

,."

'"

260

vatten som

41

310 360

l -

,...

, ,

310 360

-+-Akdolit Gran I

Dol KI

Hydrolit Ca

-=*- Hydrokarbonat

RedoUt

--+---Inkommande

Inassor.

-+-Akdolit Gran I

~Redolit

--+---1 nkommande

massor

o 1

[em]

vatten

vatten.

vatten som massor.

1

o 1 1

6:8 vatten som .LUAafi.lWLVJIl av massor.

vatten.

~----~~------------------------------------------~ 10

9

8

7

o +---------~----------~----------+---------~------~--~ o 40 1

baddh6jd (em)

Manganhalt som av

7

o 1

av baddhojd

som av

o 0,01 0,03 0,04 porvolym [cm3/g]

11 backspolning och massapartiklarnas

en -r-oo 00 cu E -I-

-I-

-0

0 I I I

0 1 1

47

49

11

51

+ + + 1)

+ + +

1

" .. "r-fJ<111'nT',"1111i".-.'I.-."'" av massoma i aU se om en

I

massor stor aU

1 lVJ.lllU!L..'-" • .1 .. ...,J. av

1 av

7.1.1

40 "0 S2 co

0) .0 c: (I) 0 ~~ co ()

35 c: ~ c: .- (/) '0 .-;;:::

£!'! e "0 N "0 "0 § § 0 ~ (!J 0> "0 "0 0 c: is (I as as :E ..:( >. (I) c: 0> >. :::r: a: :E co :::r:

30 :E

25

20

15

10 0 50 100 150

massor

av

1

1

o -+---e

o 1

vatten som 'tnr\vi"1,nn av hltr.oor-in

7.1

0,14

0,12

0,1

0,08

0,06

0,04

0,02

0

r-----------------------------------------~==~--------i1,8

c ;(8 0 0>0> ~ ctl ...

o ~

---I

1,6

1,4

1,2

0,8

0,6

0,4

0,2

o

1

0,6 r-----------------f==tlr---,-1,80

O,5+--------------------------------------------+------i··\~------__4 1,60

1,40

0,4 +------------------------f-----i.:>I:------i- 1,20

0,3 +-------------------------1---

O,2+--------------------------------------.r-----

0,1 +---------------------------------------~--~:.:r_

0 e :ca N e :ca Cl') e :ca «:t e :ca to e :ca CD e 0 0 0 0 0

0>0> ~ 0>0> ~ 0>0> ~ 0 ~ e> ~ 0>0> til .... til .... til b.. ~e> til ..... o 0 o 0 o ~ 0 o ~ o 0 E E E E

vatten ft"\""",n-r ....

:ca ~

1,00

0,80

:::t----+ 0,60

l"- e 0

0>0> til .... o 0

E

:ca ~

0,40

0,20

0,00

7.1.5

mg Mn/l

0,4

0,3

0,2

0,1

oL---~~~~==~===+~~~~~~ o 50 100 150 200 250 300 350 400

Tid [min]

7:8 vatten.

L)J.'U.A:lllJlHF, av att filtret backspolas

V<:lU·inrlr"tnp.1"'ItY\·Clnnr<:ln·:l1" ...... ' ... ""'JL..., .... ' ........... ' ... ~·rj3li'·uPo·nc:!"'.n avgors av sammansattningen pa inkommande ocksa rPoC1rp.n,porj3r<.lc:!

1

8.

mg Mn/l 0,06 -r-----------------------~__,..

0,05

0,04

0,03

0,02

0,01

0,00 +-----+----+--.....=..--+---.......j-----+---~----+-----+-

o 50 100 150

7:9

clco 0,03

0,025

0,02

0,015

0,01

0,005

0 7

200 Tid [min]

250

som

8

pH

9

300 350 400

av filtreringstid.

10

1

o

7:11

0,20

0,15

0,10

0,05

50 100

Mn/l

150 200 250 Tid [min]

300

och lnIl!-<I_U'-'rF"'" som .LUILL"-'-.L,","! av

350 400 450

0,00 +-----+---+----!---+----!---+------+---I----+ o 50 100 150 200 250 300 350 400 450

Tid [min1

7: som av

mg Mn/l 0,50 I----------------::::::~,_

0,40

0,30

0,20

0,10

0,00 +---+---+---l----+--+----+~-_+_-__+ 7,45

o 50 1 00 150 200 250 300 350 400

ovan avatt

Tid [min]

pc1 vatten som av

70

7:

mg Mn/l 1,4 __ ---------------------:::;111---.,.-1,2

1

0,8

0,6

0,4

0,2

O+----+-----+-----+----~----~---~---~---~

o 50 100 150 200 250 300 350 400

Tid [min]

"""J'El"'"" .......... och som JllbULn."JL'L'" av flItreringstid vid flItrering av

71

7.3.1

0,00 7 0 50 100 150 200 250 300 350 400

Tid [min]

7: vatten som av vatten var 5

72

mg Mn/l pH 1 ,60 r--;--==:::::ji=============::::;;;;=~r--,- 9 1,40

1,20

1,00

0,80

0,60

0,40

0,20

0,00 +---~--;----;------I----+--""""'--~---+ o 50 100 150 200

Tid [min] 250 300 350

vatten som vnrn'Ml4l'llnrl"" vatten var 2.8

om pa sista provtagningen backspolades kolonnen

.u ................... vatten kontinuerligt i

400

av

vatten

en

74

7.3.3

[mg/l] pH

0,2 8,2

0,15 8

0,1

0,05 7,6

0 7,4

0 100 200 300 400 500 Tid [min]

7:17 manganhalt vatten som funktion av

mg Mn/l pH O,7~--~------------------------------------------~

0,4

0,3

0,1

9,1

9

o +-~--+-----+-----+-----+-----+-----~----~----4 o 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

Tid [min]

18 filtrerat vatten som av filtreringstid.

1

mg Mn/l [ml/min] ~--------------------------------------------~500

450

400

350

300

250

200

150

1,20 +=----+----+-----!------+-----+-----+------I-.-L 100 o 200 400 600 800 1000 1200 1400

Tid [min]

7:19

76

0,20

0,10

mg Mn/l flode [mllmin] ~------------------------------------------~160

150

140

130

120

110

0,00 +----+----~--_+--_+--_+_--_i_--+__-__+ 100

o 50 1 00 150 200 250 300 350 400 Tid [min]

,----------,

7:20 Manganhalt pa filtrerat vatten samt flo de vid olika .. u .... 'VJI. .... J-ou""u ... "" ...

.... r1I.r .. ...,.."" Akdolit

i vattnet vatten i

77

avskiljning av an

att

78

hansyn tages regelbundet. avskiljs fordras.

mang:anilialtlga vatten sAsom korrosion av ledningar samt lukt och sinak.

Jl ........ p;;,..: ... U"""'J" som

....... 'l'O.'",., .. , ........ '- ......... pAverkas mer av

......... Lf'-l'V ....... som jarn- och manganavskiljningsmassor om avsyrningseffekten och aU backspolning utfores

i kalkstensmassan Hydrokarbonat medan mangan dolomitmassor eftersom en hojning av minst 9

till bAde vattnets samt jarn- och manganhalt.

backspolningar kravs samt uppstromsfiltrering eftersom

It"~o, .. "r''''' vattnet ut.

speciella jarn- manganavskiljningsmassor av katalytisk och mangandioxid. massor anvandes ............ i'~'V .. co""rVU"':lf"

79

TILL

mangilntltaltlga vatten n .... "..,·~.., .. ,."'tt" ..... ti:; irf-" .... behover behandlas att slippa problem s~som ..... 'U .... u>>JJL'U .. Av ..... n .. h"' samt lukt och smak. aU hoja

vattnets nlHl_'V~V'np ........ Ah'" ...... '" ""v .. som

jam.

Avsyrningsmassor kan dessutom som jam- och manganavskiljningsmassor om hansyn tages till den forsamrade avsymingseffekten och aU backspolning utfores regelbundet. avskiljs mycket effektivt i kalkstensmassan Hydrokarbonat medan mangan avskiljs bast i halvbranda dolomitmassor eftersom en hojning av pH-vardet till 9 fordras.

vasentligt att ta hansyn till b~de vattnets och samt jam- och manganhalt.

medfora att tatare backspolningar kravs samt eventuellt en viss tid. ocks~ undvika uppstromsfiltrering eftersom utfaJlt

det filtrerade vattnet ut.

79

VvIIM-lII'LUlll'E> av vatten np(1r':ltt,"t om vattnet inneh~ller aven

n!lY"U!ll"O av organiskt n-'\..,t"'...,,<:lI

Ianlgane~)e Greensand en forsamrad

rnassoma. en lang uppehftllstid i

I tidsbegransning. att kunna forutse

nAc~rln~avjfun,~anrr!'n

(ytvatten ruv) anvants. redoxpotential

UtfaIlningsegenskapema vattnet (Drever 1988). Ue~;sut:om paverka behandlingsresultatet

grundvatten UQt-t~14''U~11'''1r~t~ r;,:>'nQrip vatten anvants

en hog at vanligt

'-'V.LVV"~"" av syrehalt och redox potential i vissa som naturligt finns i grundvatten

inte framgar av denna undersokning.

80

....... ....,,,,,'<4£ zur

(1988) Natural Waters

(1992) Filtennassor for avsyrning - en undersokning av dess egenskaper for U>VI.aUU'U.L.LAl;;;' av sura brunnsvatten. Forskningsrapport, Publ. 1 :92. V A-teknik

(1993) oeh manganavskiljningsmetoder for drieksvatten. httl~ratun;;tU(jJe. Forskningsrapport, 3:93.

(1994) 50,103-111.

lrr1;"'<:!t"f'lnp eontaetors: No. 339-358.

Porosity. 3 ed .

av

.... ~· .. "L •• b van water met behulp van dolomitisch filtennaterial. Jl'-'''-','-'U,-'JI. .... ,';;;, nr 47.

)nt~'l1l'~~n van JlvU.vU\",.LUJ!J;;, nr:

(l

81