Spinu T. Daniela - Rezumat

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DE CONSTRUCŢII

BUCUREŞTI

Facultatea Hidrotehnică

Departamentul de Inginerie Hidrotehnică

ING. DANIELA SPÎNU

INFLUENȚA PROCESELOR

DE COAGULARE-FLOCULARE

ASUPRA BIOSTABILITĂȚII APEI

TEZĂ DE DOCTORAT

REZUMAT

Conducător doctorat:

Prof. univ. dr. ing. Gabriel RACOVIŢEANU

2014

CUPRINS

U.T.C.B - D.I.H. - Colectiv de Alimentări cu Apă și Canalizări 2

CUPRINS

CUPRINS ..................................................................................................................................

PREFAȚĂ .................................................................................................................................

ACRONIME ȘI ABREVIERI ..................................................................................................

1. INTRODUCERE ..................................................................................................................

1.1. Necesitate obiectivă .......................................................................................................

1.1.1 Materia organică naturală și biodegradabilă ......................................................

1.1.2 Componența materiei organice naturale ..............................................................

1.1.3 Produșii reziduali de dezinfecție ai materiei organice naturale ..........................

1.1.4 Materia organică naturală și biostabilitatea apei ................................................

1.1.5 Materia organică naturală și procesele de coagulare-floculare ..........................

1.1.6 Influența proceselor de coagulare-floculare asupra biostabilității apei ..............

1.2 Obiectivul tezei de doctorat ............................................................................................

CAPITOLUL 2 - ELEMENTE TEORETICE PRIVIND PROCESUL DE COAGULARE-

FLOCULARE ....................................................................................................................................

2.1 Particule coloidale - stratul dublu electric .......................................................................

2.2 Stabilitatea electrostatică a sistemelor coloidale – Teoria DLVO ..................................

2.3 Destabilizarea sistemelor coloidale .................................................................................

2.3.1 Compresia dublului strat ..........................................................................................

2.3.2 Adsorbţia şi neutralizarea sarcinii electrice ............................................................

2.3.3 Neutralizarea sarcinii prin mecanismul „plasture electrostatic“............................

2.3.4 Adsorbţia şi punţile interparticule............................................................................

2.3.4 Înglobarea în precipitat ............................................................................................

2.3.5 Strategia dozării coagulanților ................................................................................

2.4 Reactivi de coagulare-floculare .......................................................................................

2.4.1 Coagulanți metalici ..................................................................................................

2.4.2 Polimeri sintetici și naturali .....................................................................................

2.5 Formarea particulelor floculate. Ecuațiile procesului de coagulare-floculare ................

2.5.1 Ecuația Smoluchowski ..............................................................................................

2.5.2 Difuzia browniană - flocularea pericinetică ............................................................

2.5.3 Transportul în stratul laminar – flocularea ortocinetică .........................................

2.5.4 Flocularea datorată vitezei diferite de sedimentare ................................................

2.5.5 Teoria fractalilor în formarea particulelor floculate ...............................................

2.5.6 Ruperea flocoanelor .................................................................................................

2.6 Dozarea controlată a reactivilor de coagulare-floculare………………………………….

2.7 Modelarea matematică în tehnologia dozării reactivilor de coagulare-floculare…………

CUPRINS


CAPITOLUL 3 - STADIUL ACTUAL PRIVIND UTILIZAREA BIOPOLIMERILOR ÎN

PROCESELE DE COAGULARE-FLOCULARE.............................................................................

3.1 Polimeri naturali cationici ...............................................................................................

3.1.1 Chitosanul.................................................................................................................

3.1.2 Moringa Oleifera ......................................................................................................

3.1.3 Amidonul...................................................................................................................

3.1.4 Plantago ovata..........................................................................................................

3.1.5 Taninuri cationice ....................................................................................................

3.2 Polimeri naturali anionici ................................................................................................

3.2.1 Opuntia Cactus .........................................................................................................

3.2.2 Alginați .....................................................................................................................

3.2.3 Nirmali ......................................................................................................................

3.2.4 Taninuri anionice .....................................................................................................

3.3 Polimeri naturali neionici ................................................................................................

3.4 Microbiofloculanți ...........................................................................................................

CAPITOLUL 4 – CERCETĂRI EXPERIMENTALE PRIVIND INFLUENŢA

PROCESELOR DE COAGULARE-FLOCULARE ASUPRA BIOSTABILITĂŢII APEI .............

4.1 Calitatea apei brute ..........................................................................................................

4.2 Evaluarea comportării coagulanților ...............................................................................

4.2.1. Acţiunea coagulanţilor asupra turbidității apei brute. ...........................................

4.2.2 Acțiunea coagulanților asupra carbonului organic și a biostabilității apei

după faza de coagulare ...............................................................................................................

4.2.3 Corelații matematice între parametrii chimici și microbiologici determinați

după faza de coagulare ...............................................................................................................

4.3 Acțiunea floculanților asupra carbonului organic și a biostabilității apei .......................

4.3.1 Acțiunea poliacrilamidei (AN) asupra carbonului organic al apei brute ................

4.3.2 Acțiunea polisilicatului de aluminiu - CETACLEAR asupra

carbonului organic al apei brute ................................................................................................

4.3.3 Acțiunea polichitinei – Chitosan (CHS) asupra carbonului organic

al apei brute ................................................................................................................................

4.3.4 Acțiunea comparativă a floculanților asupra carbonului organic...........................

4.4 Influența bentonitei ca adjuvant de coagulare .................................................................

4.5 Concluziile etapei experimentale de laborator ................................................................

CAPITOLUL 5 – CERCETĂRI EXPERIMENTALE LA NIVEL INDUSTRIAL PRIVIND

OPTIMIZAREA PROCESELOR DE COAGULARE-FLOCULARE .............................................

5.1 Calitatea apei brute ..........................................................................................................

5.2 Evaluarea reactivilor de coagulare–floculare la scară industrială ...................................

5.2.1 Evaluarea acțiunii coagulanților prehidrolizaţi bicomponent

la scară industrială .....................................................................................................................

CUPRINS


5.2.2 Evaluarea floculantului tip polisilicat (CETA) comparativ

cu cel de tip poliacrilamidă (AN) ................................................................................................

5.2.3. Concluziile experimentelor privind testarea reactivilor

de coagulare-floculare la scară industrială ...............................................................................

5.3. Determinarea relației matematice turbiditate-doză reactiv de coagulare .......................

5.3.1 Determinarea relației matematice turbiditate-doză sulfat de aluminiu ...................

5.3.2 Determinarea relației matematice turbiditate-doză coagulant prehidrolizat ..........

Verificarea relației matematice determinate pentru doza de coagulant

prehidrolizat ................................................................................................................................

5.4 Determinarea relației matematice turbiditate - doză floculant ........................................

5.5 Evaluarea costurilor utilizării coagulanților și floculanților ...........................................

5.6 Concluziile experimentelor la scară industrială ..............................................................

CAPITOLUL 6 – CONCLUZII ................................................................................................

6.1 Cuprinsul lucrării ............................................................................................................

6.2 Elemente originale ale lucrării ........................................................................................

6.2.1 Cercetări experimentale privind acţiunea coagulanților, floculanților şi a

adjuvantului de coagulare ..........................................................................................................

6.2.2 Determinarea relației matematice turbiditate-doză reactiv de

coagulare-floculare .....................................................................................................................

6.3 Articole publicate în reviste de specialitate ....................................................................

6.4 Perspectiva dezvoltării temei ..........................................................................................

BIBLIOGRAFIE .......................................................................................................................

LISTA FIGURILOR .................................................................................................................

LISTA TABELELOR ...............................................................................................................

*Notă: Structura rezumatului, numerotarea capitolelor, figurilor, relațiilor de calcul și notelor

bibliografice este în concordanță cu textul integral al tezei.

REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT

- Influenţa proceselor de coagulare-floculare asupra biostabilităţii apei-


PREFAȚĂ

Atenţia acordată calităţii apei potabile şi noile cerinţe, din ce în ce mai restrictive în ceea ce

priveşte concentraţia produşilor secundari ai reactivilor de coagulare-floculare, impune găsirea

unor alternative care să reducă concentraţia de aluminiu rezidual, respectiv de acrilamidă, dar şi

creşterea eficienţei de reducere a constituenţilor biobacteriologici şi organici din apele de

suprafaţă supuse potabilizării, cu impact asupra sănătății consumatorilor.

Teza de doctorat „Influenţa proceselor de coagulare-floculare asupra biostabilităţii

apei” cuprinde 153 de pagini şi este structurată în şase capitole, 58 de relaţii de calcul, 14 de

tabele şi 111 de figuri. Este însoțită de o bibliografie care cuprinde 159 de titluri.

Lucrarea are la bază sinteza cercetărilor efectuate pe plan internaţional privind utilizarea

biopolimerilor, dar şi a coagulanţilor prehidrolizaţi în tratarea apei.

Cercetările efectuate de autor au implicat evaluarea a 17 coagulanți cu compoziție diferită,

care acoperă majoritatea tipurilor de reactivi de coagulare pe bază de aluminiu şi fier, trei

floculanți de tip diferit (poliacrilamidă, polisilicat, polichitină) împreună cu fiecare tip de

coagulant şi evaluarea acțiunii bentonitei ca adjuvant de coagulare în ceea ce priveşte reducerea

carbonului organic conținut în apele de suprafață.

Rezultatele obtinute atât la nivel de laborator cât şi la scară industrială au arătat că cea mai

bună combinaţie de reactivi este constituită din floculantul de tip polisilicat şi coagulantul de tip

polihidroxiclorosulfat de aluminiu în ceea ce privește reducerea turbidității şi a materiei organice

conținute în apa brută. Floculantul de tip polisilicat poate înlocui cu rezultate superioare

poliacrilamida.

Rezultatele obținute în etapa experimentală pot constitui un ghid pentru alegerea

combinației optime coagulant-floculant-adjuvant de coagulare în funcție de forma de carbon

organic a apei brute care se dorește redusă.

Determinarea relațiilor matematice între turbiditate-doză reactiv de coagulare, respectiv

floculare şi a factorilor care influențează major doza de reactiv: temperatura, conținutul de

substanță organică a apei brute, doza de floculant se bazează pe analiza statistică a datelor de

flux tehnologic.

Corelațiile determinate pentru dozele de coagulant şi floculant pot fi utile stațiilor de tratare

în ceea ce privește dimensionarea instalațiilor de coagulare-floculare, de adaptare rapidă a dozei

la schimbările calitative ale apei brute, dar şi într-un program de automatizare a fazei de

coagulare-floculare.

Cuvinte cheie : coagulant prehidrolizat, biofloculanţi, chitosan, cetaclear, carbon organic

biodegradabil, polisilicat, biostabilitate.




1 Introducere

1.1 Necesitate obiectivă

Apa potabilă trebuie să fie lipsită de microorganisme, paraziţi sau substanţe care, prin

număr sau concentraţie, pot constitui un pericol potenţial pentru sănătatea umană [75].

Biostabilitatea apei reprezintă rezistența acesteia la dezvoltarea microorganismelor și a

biofilmului în reţeaua de distribuţie.

Definirea stabilității biologice în ceea ce privește calitatea apei este complicată, deoarece

activitatea microbiană este afectată de condițiile de mediu, proprietățile microorganismelor şi

concentrația de materie organică biodegradabilă. Acest lucru a constituit impedimentul major în

stabilirea atât la nivel naţional, cât şi la nivel internaţional, a unor reglementări cu privire la

parametrii specifici.

Calitatea apei potabile, conform Directivei Uniunii Europene 98/83/EC [31] transpusă în

România prin Legea 458/2002 [75], cuprinde următoarele limite pentru parametrii care contribuie

la biostabilitatea apei:

- Turbiditate ≤ 1 NTU;

- Oxidabilitate - 5 mg/l O2;

- Carbon organic total – nici o modificare anormală;

- Bacterii coliforme - 0/100ml

- Escherichia Coli - 0/100ml

- Enterococi - 0/100 ml

- Clostridium perfringens - 0/100ml

- Trihalometani - 100 micrograme/l

Coagularea, flocularea și sedimentarea sunt etape critice în cadrul proceselor tehnologice de

tratare a apelor în scop potabil. Din punct de vedere istoric, procesele de coagulare au fost

concepute în primul rând pentru îndepărtarea turbidității, după care reducerea substanței organice

a devenit un obiectiv al coagulării datorită impactului pe care îl au constituenții organici asupra

biostabilității apei.

1.2 Obiectivul tezei de doctorat

Conformarea la standardele de potabilitate impuse de Directiva 98/83/CE dar şi gestionarea

resursei naturale care o constituie apele de suprafață folosite ca surse de apă brută supuse

procesului de potabilizare, impune atât asigurarea calității apei distribuite populaţiei cât şi a

deversărilor de ape tehnologice în emisar, astfel încât să se reducă riscul afectării consumatorilor

de posibilele îmbolnăviri datorate produşilor toxici rezultaţi din procesul tehnologic sau a

insuficienței reducerii substanțelor indezirabile din apa brută, dar şi a impactului asupra mediului.

Prezenta lucrare își propune:

caracterizarea elementelor cheie ale proceselor de coagulare-floculare;

evaluarea stadiului actual al utilizării biopolimerilor în procesele de coagulare floculare;




evaluarea eficienţei coagulanţilor prehidrolizați și a biopolimerilor în procesul de

coagulare-floculare a apelor de suprafață supuse potabilizării şi influenţa acestora asupra

biostabilitații apei;

reducerea concentraţiei aluminului rezidual şi a acrilamidei în apa potabilă prin

determinarea combinației optime coagulant-floculant;

creşterea eficienţei de reducere a constituenţilor biobacteriologici şi organici ai apelor de

suprafaţă supuse potabilizării cu impact asupra sănătății consumatorilor;

determinarea unor corelații matematice între parametrii procesului de coagulare-floculare

care pot fi utilizate în schemele de tratare.

Capitolul 2 - Elemente teoretice privind procesul de coagulare-floculare

2.1 Particule coloidale-stratul dublu electric

Majoritatea contaminanților din apele de suprafață (substanțe minerale, organice, virusuri,

bacterii, alge) conțin particule coloidale, ce conferă stabilitate suspensiei, deoarece forța

gravitațională nu poate determina agregarea acestora.

În acest supcapitol sunt prezentate: teoria stratului dublu electric, ecuaţia potenţialului Zeta

şi stabilitatea sistemelor coloidale.

2.2 Stabilitatea electrostatica a sistemelor coloidale – Teoria DLVO

Acest subcapitol descrie pe larg ecuaţiile forţelor de atracţie, respingere şi a energiei nete de

interacţiune funcţie de tăria ionică a soluţiei coloidale.

2.3 Destabilizarea sistemelor coloidale

În funcţie de reactivii folosiţi, destabilizarea suspensiilor coloidale se poate produce în

diferite moduri:

compresia dublului strat;

adsorbţia și neutralizarea sarcinii electrice;

neutralizare prin mecanismul „plasture electrostatic”;

adsorbția și formarea de punți interparticule;

înglobarea în precipitat.

În acest subcapitol este detaliat fiecare mecanism ce determină destabilizarea suspensiilor

coloidale.

2.4 Reactivi de coagulare-floculare

Reactivii utilizați în procesele de coagulare–floculare se împart în: coagulanți, adjuvanți de

coagulare, floculanți, adjuvanți de floculare.

Coagulanții metalici sunt sub forma solidă sau prehidrolizată. Cei mai utilizaţi sunt pe baza

de aluminiu si/sau fier.




Subcapitolul detaliază formarea speciilor mononucleare şi polinucleare de hidroliză dar şi

modul de acţiune a acestora asupra constituenţilor apei brute.

2.5 Formarea particulelor floculate. Ecuațiile procesului de coagulare-

floculare

Teoriile floculării au evoluat de la următoarele observații:

particulele mici, datorită mișcării aleatorii brawniene dintre moleculele de apă, suferă

coliziuni cu alte particule (Smoluchowski) [25];

agitarea unei mase de apă ce conţine particule în suspensie duce la mărirea flocoanelor

datorită creşterii vitezei ciocnirilor dintre particule (Langelier) [25];

Pentru a descrie procesul de floculare se folosesc trei modele predominante:

particule sferice într-un domeniu de flux liniar;

particule sferice într-un câmp de curgere neliniar;

modelul fractal.

Principalele diferențe dintre modelele de floculare sunt viteza și modul în care particulele

cresc în dimensiune ca urmare a mecanismelor implicate.

Capitolul 3 - Stadiul actual privind utilizarea biopolimerilor în procesele

de coagulare-floculare

Ultimele două decenii au readus în atenția cercetătorilor biopolimerii naturali. Aceștia

reprezintă o resursă regenerabilă, reduc impactul asupra mediului și cresc calitatea apei livrate.

Funcție de sarcina electrică grefată pe lanțul polimeric, biopolimerii sunt cationici, anionici

și neionici. Aceștia au fost testați în procesul de tratare a apelor ca adjuvanţi de coagulare,

coagulanţi primari sau secundari, floculanţi.

Avantajele folosirii substanțelor naturale comparativ cu cele de sinteză sunt:

reducerea conținutului de substanțe reziduale cu efect asupra sănătății consumatorilor;

creșterea eficienței întregului proces tehnologic;

scăderea toxicității apelor tehnologice și posibilitatea de refolosire în flux tehnologic;

scăderea cantității de nămol cu 20-30% în faza de coagulare floculare comparativ cu

coagulanții metalici;

creșterea biodegradabilității și a capacității de deshidratare a nămolului;

efect asupra metalelor grele și radioactive;

impact redus asupra mediului.

Studiile efectuate până în prezent nu au identificat cu precizie care sunt substanțele active și

implicit mecanismul de coagulare-floculare în cazul biopolimerilor, datorită conținutului mare de

compuși conținuți de aceștia.




Capitolul 4 – Cercetări experimentale privind influenţa proceselor de

coagulare-floculare asupra biostabilităţii apei

Cercetarea experimentală a vizat testarea a 17 coagulanți, 3 floculanți și adjuvantul de

coagulare de tip bentonită prin metoda Jar-test, cu următoarele etape:

evaluarea acțiunii coagulanților prehidrolizaţi comparativ cu cei monometal asupra

reducerii carbonului organic total, dizolvat, biodegradabil din apele de suprafață supuse

potabilizării;

stabilirea unor corelații matematice între valorile parametrilor chimici și microbiologici

determinați după faza de coagulare;

evaluarea eficienţei biofloculanților comparativ cu poliacrilamida asupra reducerii

carbonului organic total, dizolvat, biodegradabil;

evaluarea influenţei adjuvantului de coagulare tip bentonită în reducerea carbonului

organic.

4.1 Calitatea apei brute

Cercetările experimentale s-au efectuat folosind apă de suprafață încadrată în categoria A2

conform NTPA 013/2006, ce provine din lacul de acumularea Paltinu.

4.2 Evaluarea comportării coagulanților

4.2.1. Acţiunea coagulanţilor asupra turbidității apei brute.

În această etapă experimentală s-au testat 17 coagulanți diferiți - Tabel 4.2, şase dintre

aceştia fiind pe bază de aluminiu, şapte conținând compuși ai aluminiului și fierului, trei

polihidroxicloruri de aluminiu-siliciu, pentru intervalul de turbiditate a apei brute de 3-1000

NTU.

Tabel 4.2 - Tipul și caracteristicile coagulanților utilizați în cercetarea experimentală

Nr.

crt. Denumire

Simbol

comercial

Formula

chimică

Conținut

substanţă

activă

1 Sulfat de aluminiu SAL Al2(SO4)3 17% Al2O3

2 Policlorura de aluminiu PAC 10 UHB [Al(OH)aClb] 10% Al2O3

12 % Cl

3 Policlorura de aluminiu PAC 20UHB [Al(OH)aClb] 19% Al2O3

6 % Cl

4 Policlorura de aluminiu PAC 22UHB [Al(OH)aClb] 21.5% Al2O3

9 % Cl

5 Policlorura de aluminiu PAC 22UHB [Al(OH)aClb] 23.5% Al2O3

9 % Cl

6 Polihidroxiclorosulfat de

aluminiu

PAC 14 HB [Al(OH)aClbSO4c] 14% Al2O3

9 % Cl ;

2% SO4




7 Polihidroxiclorura de

aluminiu și siliciu

PAC UHS [AlSi(OH)aClb] 19% Al2O3

0.08% SiO2



PAC UHB [AlSi(OH)aClb] 22% Al2O3

0.08% SiO2



PAC UHB-P [AlSi(OH)aClb] 48% Al2O3

0.16% SiO2

10 Clorura ferică - FeCl3 99% FeCl3

11 Policlorura de

aluminiu și fier

FIX C9/50 [FeCl2+Al(OH)aClb] 8.5% Al2O3

4.5 % Fe

12 Policlorura de

aluminiu și fier

FIX C13/70 [FeCl2+Al(OH)aClb] 12% Al2O3

2.5 % Fe

13 Policlorura de

aluminiu și fier

FIX C16/90 [FeCl2+Al(OH)aClb] 15% Al2O3

1% Fe

14 Sulfat de

aluminiu și fier

FIX S14/50 [Al2(SO4)3+Fe2(SO4)3] 4% Al2O3

9 % Fe2O3


aluminiu și fier

PAC+5%FeCl3 AlCl3 +FeCl3 20-30% AlCl3

5% FeCl3


aluminiu și fier


10% FeCl3


aluminiu și fier


15% FeCl3

Evaluarea performanțelor fiecărui coagulant a necesitat determinarea dozei optime pentru

care reactivul de coagulare prezintă cea mai bună combinaţie între:

eficienţa de reducere a turbidităţii,

eficienţa de reducere a constituenţilor organici,

concentraţie scăzută de aluminiu rezidual,

efect redus asupra pH-ului apei brute

În urma cercetarilor experimentale ce a implicat peste 500 de teste de coagulare tip Jar Test

pe 10 niveluri de turbiditate a apei brute cuprinse între 3-1000 NTU, s-a determinat că reactivii de

coagulare care aparţin aceleaşi clase de compuşi (ex: policloruri de aluminiu) necesită, pentru cea

mai bună performanţă individuală, aceeaşi doză optimă.

Deşi dozele optime sunt aproximativ egale, performanţa fiecărui coagulant în reducerea

constituenţilor apei brute este diferită.

Pentru evaluarea acţiunii coagulanţilor asupra turbidităţii apei s-a calculat eficiența de

reducere pentru fiecare coagulant şi valoare a turbidităţii apei brute testate (relația 4.1), urmată de

calcularea mediei eficiențelor obținute (relația 4.2).

bruta (i)

bruta

T -TEFR(T)

T

unde:

EFR – eficiența în reducerea turbidității;

T – turbiditate [NTU];

i – coagulant, i = 1….17.

(4.1)




n

i 1m

EFR(T)

EFR (T)n

unde:

EFRm – eficiența medie;

n – număr de teste pe intervalul de turbiditate 3-1000 NTU.

Rezultatele privind eficienţa medie de reducere a turbidităţii apei brute pentru intervalul

3-1000 NTU pentru cei 17 coagulanţi testaţi sunt prezentate grafic în figura 4.1.

Figura 4.1 – Eficiența medie în reducerea turbidității pentru fiecare tip de coagulant

Coagulanții prehidrolizați bicomponent cationic aluminiu-siliciu şi anionic sulfat-clorură

prezintă o mai bună acțiune asupra reducerii turbidităţii apei brute, comparativ cu cei tip

monocomponent.

4.2.2 Acțiunea coagulanților asupra carbonului organic și a biostabilității apei

după faza de coagulare

Determinările experimentale au vizat evaluarea acțiunii fiecărui coagulant asupra reducerii

carbonului organic total (TOC), carbonului organic dizolvat (DOC) şi a carbonului organic

biodegradabil (BDOC) din apa brută.

Pentru o analiză comparativă s-a calculat eficienţa de reducere a fiecărei forme de carbon:

Eficienţa reducere carbon organic total - EFR (TOC)

(bruta) (i)

i

(bruta)

TOC TOCEFR(TOC)

TOC

Unde:

(4.2)

(4.3)




TOC(bruta) – conţinutul de carbon organic total în apa brută

TOC (i) – conţinutul de carbon organic total în supernatant pentru coagulantul i

Eficienţa reducere carbon organic dizolvat-EFR (DOC)

(bruta) (i)i

(bruta)

DOC DOCEFR(DOC)

DOC

Unde:

DOC(bruta) – conţinutul de carbon organic dizolvat în apa brută

DOC(i) – conţinutul de carbon organic total în supernatant pentru coagulantul i

Eficienţa reducere carbon organic biodegradabil - EFR (BDOC)

(bruta) (i)i

(bruta)

BDOC BDOCEFR(BDOC)

BDOC

Unde:

BDOC(bruta) – conţinutul de carbon organic dizolvat în apa brută

BDOC(i) – conţinutul de carbon organic total în supernatant pentru coagulantul i

i – coagulantului i; i=1...17

O sinteză a rezultatelor obținute este prezentată în figura 4.2, unde se evidențiază efectul

fiecărui coagulant testat asupra formelor de carbon organic din apa brută.

Figura 4.2 - Eficienţa de reducere a TOC, DOC, BDOC pentru coagulanţii testaţi

Concluziile acestei serii de experimente privind evaluarea coagulanților în reducerea

turbidităţii şi a carbonului organic sunt:

coagulanții prehidrolizați sunt performanţi comparativ cu cei monometal;

(4.4)

(4.5)




dintre coagulanții prehidrolizați cei de tip bicomponent aluminiu-siliciu și sulfat-clorură

prezintă o mai bună eficiență comparativ cu cei tip polihidroxiclorură monocomponent;

coagulanții prehidrolizați aluminiu-fier (II) prezintă o eficiență mai redusă comparativ cu

cei ce conțin doar policlorura de aluminiu, deoarece clorura feroasă din compoziția

acestui tip de coagulant are efect negativ asupra performanțelor acestuia;

clorura ferică în procent de 5% îmbunătățește performanța policlorurii de aluminiu din

componența polihidroxiclorurii de aluminiu și fier în reducerea carbonului organic total și

dizolvat, dar nu și în reducerea carbonului organic biodegradabil, acest lucru datorându-se

acțiunii specifice a clorurii ferice asupra carbonului organic de natura chimică conținut în

apa brută și mai puțin asupra formelor biodegradabile;

coagulanții bicomponent prehidrolizați aluminiu-siliciu și sulfat-clorură prezintă cea mai

mare eficiență în reducerea BDOC.

4.2.3 Corelații matematice între parametrii chimici și microbiologici determinați după

faza de coagulare

Pentru stabilirea unor corelații matematice între valorile indicatorilor chimici și

microbiologici determinați după faza de coagulare, s-au analizat rezultatele obținute pentru

supernatantul rezultat în urma coagulării probelor de apă cu cei 17 reactivi de coagulare testați.

Corelație matematică DOC-BDOC

O primă relație matematică a fost stabilită între conținutul de carbon organic biodegradabil

și logaritmul concentrației de carbon organic dizolvat din supernatant care se prezintă în figura

4.3.

Figura 4.3 - Corelaţie matematică log DOC-BDOC după faza de coagulare

Această corelație poate evalua efectul pe care îl va avea un coagulant asupra carbonului

organic biodegradabil, cunoscându-se valoarea carbonului organic dizolvat. Astfel, se poate

scurta timpul de analiză de la 5 zile la câteva ore.




Corelație matematică eficiență reducere bacterii heterotrofe-eficienţă reducere

BDOC

Pentru determinarea relaţiei matematice între eficiența de reducere a bacteriilor heterotrofe

și eficienţa de reducere al carbonului organic biodegradabil, s-au utilizat următoarele formule de

calcul:

Eficiența logaritmică de reducere bacterii heterotrofe - EFR log(BHT):

ibrutai

bruta

)

log BHT - log(BHTEFR log(BHT)

log BHT

unde:

log (BHTbrută) – logaritmul concentrației de bacterii hetrotrofe din apa brută [UFC/ml];

log (BHTi) – logaritmul concentrației de bacterii hetrotrofe din supernatantul probei

coagulantului i [UFC/ml];

i – coagulantul, i=1......17.

Eficienţa reducere carbon organic biodegradabil: EFR(BDOC) – relaţia 4.3

Corelația determinată între eficiența de reducere a bacteriilor heterotrofe și eficienţa de

reducere al carbonului organic biodegradabil este liniară – figura 4.4.

Figura 4.4 - Corelație matematică între eficiența logaritmică a reducerii

bacteriilor heterotrofe şi eficienţa de reducere a BDOC, după faza de coagulare

Această corelație liniară permite evaluarea eficienței treptei de coagulare-floculare în ceea

ce privește reducerea carbonului organic biodegradabil pe baza rezultatelor obținute în

determinările de bacterii heterotrofe.

(4.6)




Corelație matematică eficiență reducere turbiditate-eficiență reducere bacterii

Clostridium perfringens

Pentru a determina o corelație matematică s-a calculat:

Eficiența logaritmică reducere turbiditate-EFRlog(T):

bruta

ruta

i

b

)log(T - logT i

log(TEFR log(T)

)

Unde:

T – turbiditate [NTU];

log(Tbrută) – logaritmul turbidității apei brute;

log(Ti) – logaritmul turbidității supernatantului probei tratata cu coagulantul i;

Eficiența logaritmică de reducere bacterii Clostridium perfringens –EFR log(CP):

bruta

bruta

i

ilog CP - log(CP )

log(CPEFR lo

)g(CP)

Unde:

CP – Clostridium perfringens [nr/100ml];

log(CPbruta) – logaritmul concentrației de bacterii Clostridium perfringens din apa brută;

log(CPi) – logaritmul concentrației de bacterii Clostridium perfringens din supernatantul

probei tratata cu coagulantul i;

i – coagulantul, i=1....17.

Corelația determinată între eficiența logaritmică de reducere a turbidităţii şi eficiența

logaritmică de reducere a bacteriilor Clostridium perfringens este prezentată în figura 4.5

Figura 4.5 - Corelație matematică între eficiența reducerii turbidității și

eficiența reducerii bacteriilor Clostridium perfringens, după faza de coagulare

(4.7)

(4.8)




Dependența dintre eficiența logaritmică a reducerii turbidității și eficiența logaritmică a

reducerii bacteriilor clostridium perfingens permite afirmarea faptului că obținerea unei turbidități

cât mai scăzute după treapta de coagulare implică concentrații scăzute de agenți patogeni.

4.3 Acțiunea floculanților asupra carbonului organic și a biostabilității apei

Această serie de teste a vizat evaluarea comportării a trei floculanţi de tip poliacrilamidă,

polisilicat și polichitină. Caracteristicile floculanților utilizați în experimente sunt prezentați în

tabelul 4.4.

Tabelul 4.4 Tipul și caracteristicile floculanților utilizați în cercetarea experimentală

Nr.

crt. Denumire Simbol Conținut

1 poliacrilamidă slab anionică AN conținut acrilamidă liberă: 45mg/l

2 polisilicat de aluminiu CETA conținut SiO2 - 915.5 mg/l

conținut aluminiu-243.4 mg/l

3 polichitină CHS 70% diacetilată

Floculanții au fost testați, pe rând, împreună cu fiecare dintre cei 17 coagulanți din Tabelul

4.2. Doza de floculant utilizată în experimente a fost de 0.1 mg/l pentru toţi cei trei floculanţi.

4.3.4 Acțiunea comparativă a floculanților asupra carbonului organic

Figura 4.15 - Acțiunea comparativă a floculanților asupra TOC apă brută

(zona hașurată reprezintă acțiunea coagulanților fără floculant)




Figura 4.16 - Acțiunea comparativă a floculanților asupra DOC apă brută


Figura 4.17 - Acțiunea comparativă a floculanților asupra BDOC apă brută


Concluziile experimentelor ce au vizat evaluarea acțiunii floculanților în ceea ce

privește reducerea carbonului organic sunt:




floculantul de tip poliacrilamidă crește acțiunea coagulanților pe bază de fier în ceea ce

privește reducerea TOC, dar nu influențează DOC și BDOC;

utilizarea poliacrilamidei la coagulanții pe bază de aluminiu are acțiune negativă asupra

reducerii BDOC;

biofloculanții (cetaclear și chitosan) cresc performanța în reducerea carbonului organic

total pentru coagulanții de tip policlorură de aluminiu monocomponent

pentru coagulanții tip polihidroxiclorură de aluminiu bicomponent, biofloculanții cresc

acțiunea asupra reducerii tuturor formelor de carbon investigate ( TOC, DOC și BDOC).

Biofloculanții reprezintă o opțiune viabilă pentru înlocuirea floculantului de tip

poliacrilamidă cu efecte în asigurarea biostabilităţii apei. Efectul acestora în reducerea carbonului

organic este net superior poliacrilamidei.

4.3 Influența bentonitei ca adjuvant de coagulare

S-a ales pentru testare ca adjuvant de coagulare bentonita, datorită acțiunii sale asupra

materiei organice și a faptului că mărește eficienţa de coagulare pentru apele cu turbiditate mică.

Bentonitele au o sarcină electrică negativă şi pot creşte masa flocoanelor, mărindu-le viteza de

sedimentare. Bentonita este o argilă formată din silicaţi de aluminiu care conține cantități

variabile de oxizi de Ca, Mg, Fe. Componentul principal este montmorillonitul cu următoarea

formulă chimică Al2[Si4O10(OH)2]﹒nH2O.

Pentru a evalua modul în care floculanţii modifică acţiunea bentonitei ca adjuvant de

coagulare, s-au testat cei 17 coagulanţi împreună cu fiecare tip de floculant utilizat în acest

program experimental: de tip poliacrilamidă (AN), de tip polisilicat ( CETA), de tip polichitină

(CHS) împreună cu bentonita.

Figura 4.21 - Acțiunea bentonitei (bent) la sistemul coagulanți-floculanţi asupra TOC apă brută

(zona hașurată reprezintă acțiunea sistemului coagulanți–bentonită fără floculant)




Figura 4.22 - Acțiunea bentonitei la sistemul coagulanți-floculanți asupra DOC apă brută

(zona hașurată reprezintă acțiunea sistemului coagulanți-bentonită fără floculant)

Figura 4.6 - Acțiunea bentonitei la sistemul coagulanți-floculanți asupra BDOC apă brută

(zona hașurată reprezintă acțiunea sistemului coagulanți-bentonită fără floculant)

Concluziile testelor privind efectul bentonitei asupra coagulanților și floculanților sunt

prezentate în continuare:




utilizarea bentonitei împreună cu coagulanții pe bază de aluminiu crește eficienţa de

reducere a BDOC;

adjuvantul de coagulare de tip bentonic împreună cu coagulanții prehidrolizați aluminiu-

siliciu și floculant chitosan prezintă cea mai bună performanță în reducerea BDOC;

pentru reducerea DOC nu se recomandă utilizarea bentonitei la coagulanții prehidrolizați

ai aluminiului.

Capitolul 5 – Cercetări experimentale la nivel industrial privind

optimizarea proceselor de coagulare-floculare

Cercetările experimentale la nivel industrial s-au desfășurat în cadrul Uzinei de Apă

Paltinu-Voila aparținând S.C. Exploatare Sistem Zonal Prahova şi a cuprins următoarele etape:

evaluarea eficienţei coagulanților și floculanților cu cea mai bună performanță obținută în

cercetarea de laborator (Cap. 4), la nivel industrial, pentru a determina combinația optimă;

stabilirea relațiilor matematice turbiditate-doză coagulant respectiv doză floculant și a

factorilor de influență, prin analiza statistică a datelor obținute în procesul tehnologic pe o

perioada de 2-4 ani;

evaluarea costurilor reactivilor de coagulare-floculare.

5.2 Evaluarea reactivilor de coagulare – floculare la scară industrială

Testele experimentale la nivel industrial au avut drept scop:

evaluarea eficienţei coagulanților bicomponent polihidroxiclorosulfat de aluminiu

PAC 14-HB și polihidroxiclorură de aluminiu-siliciu PAC UHS;

evaluarea eficienţei floculantului de tip polisilicat Cetaclear comparativ cu

poliacrilamida AN;

determinarea combinației optime coagulant-floculant care prezintă cea mai bună

eficienţă de reducere a turbidităţii şi încărcării organice.

5.2.1 Evaluarea acțiunii coagulanților prehidrolizaţi bicomponent la scară industrială

Cercetarea experimentală a vizat testarea coagulantului PAC UHS polihidroxiclorură de

aluminiu-siliciu comparativ cu PAC 14-HB polihidroxiclorosulfat de aluminiu. Programul de

testare a cuprins trei cicluri experimentale a câte 7 zile.

Evaluând comportarea celor doi coagulanți prehidrolizați bicomponent, fără floculant, se

observă că polihidroxiclorura de aluminiu și siliciu – PAC UHS – determină o reducere a

turbidității superioară polihidroxiclorosulfatului de aluminiu – PAC 14 HB – figura 5.3.

Turbiditatea medie a apei decantate rezultate în urma tratării cu coagulantul PAC UHS este cu

12% mai scăzută decât cea tratată cu PAC 14 HB.

Reducerea dozei cu 20% pentru coagulantul bicomponent aluminiu-siliciu PAC UHS,

comparativ cu doza pentru coagulantul PAC 14 HB, scade performanţa coagulantului cu siliciu în

reducerea turbidităţii. Aceste date experimentale obţinute la scară industrială confirmă datele




obţinute la nivel de Jar test, prezentate în Tabelul 4.3, şi anume: coagulanţi cu compoziţie diferită

prezintă aceeaşi doză optimă.

Figura 5.3 - Testarea comparativă a coagulanților bicomponent la nivel industrial

- valori medii zilnice -

Reducerea dozei cu 20% pentru coagulantul bicomponent aluminiu-siliciu PAC UHS,

comparativ cu doza pentru coagulantul PAC 14 HB, scade performanţa coagulantului cu siliciu în

reducerea turbidităţii. Aceste date experimentale obţinute la scară industrială confirmă datele

obţinute la nivel de Jar test, prezentate în Tabelul 4.3, şi anume: coagulanţi cu compoziţie diferită

prezintă aceeaşi doză optimă.

Floculantul tip poliacrilamidă AN, îmbunătăţeşte performanţa în reducerea turbidităţii

pentru ambii coagulanţi testaţi.

Coagulantul PAC 14 HB împreună cu floculantul AN în doză de 0.1 g/mc are o acţiune mai

pronunţată în reducerea suspensiilor din apă comparativ cu combinaţia PAC UHS-AN.

Turbiditatea medie a apei decantate rezultate în urma tratării cu PAC 14 HB şi floculant AN este

cu 24% mai scăzută decât cea tratată cu PAC UHS-AN (Tabel 5.5). Poliacrilamida inhibă

acţiunea siliciului din componenţa UHS.

În ceea ce privește acțiunea asupra carbonului organic, se poate observa o eficienţă mult

mai bună în reducerea TOC şi DOC (figura 5.4) a coagulantului polihidroxiclorosulfat de

aluminiu PAC14 HB comparativ cu PAC UHS.

Coagulantul cu siliciu UHS fără floculant are o acţiune mai ridicată în reducerea carbonului

organic biodegradabil, comparativ cu PAC 14 HB. Reducerea dozei cu 20% pentru coagulantul

UHS scade acțiunea acestuia asupra tuturor formelor de carbon organic.

Comparând datele obţinute privind eficienţa de reducere a carbonului organic a

coagulanţilor cu şi fără floculant se observă ca poliacrilamida:




creşte eficienta de reducere TOC şi DOC pentru ambii coagulanţi;

scade performanţa PAC UHS în reducerea BDOC;

obţine cele mai ridicate eficienţe de reducere a carbonului organic total, dizolvat şi

biodegradabil împreună cu polihidroxiclorosulfat de aluminiu PAC 14 HB.

Figura 5.4 – Eficienţa de reducere TOC, DOC, BDOC

pentru coagulanţii bicomponent cu şi fără floculant tip poliacrilamidă (AN), la scară industrială

5.2.2 Evaluarea floculantului tip polisilicat (CETA) comparativ cu cel de tip

poliacrilamidă (AN)

Evaluarea floculantului tip polisilicat-Cetaclear, comparativ cu cel de tip poliacrilamidă, s-a

efectuat pe linia industrială care conține două decantoare. Pe unul din decantoare s-a utilizat

floculant tip poliacrilamidă iar pe celalalt floculant Cetaclear. Coagulantul utilizat a fost

polihidroxiclorosulfatul de aluminiu PAC 14 HB.

Programul experimental a cuprins două cicluri experimentale a câte 10 zile.

Floculantul de tip polisilicat Cetaclear în combinație cu coagulantul PAC 14 HB obține

rezultate superioare în reducerea turbidităţii comparativ cu floculantul tip poliacrilamidă.

Turbiditatea medie a apei decantate rezultate în urma tratării cu floculantul Cetaclear este cu 64%

mai scăzută decât cea tratată cu floculantul tip poliacrilamidă.

Performanţa Cetaclear se menține şi în cazul scăderii dozei cu 20%, comparativ cu

poliacrilamida. Turbiditatea medie a apei decantate rezultate în urma tratării cu Cetaclear cu doze

de 0.08 g/mc este cu 36% mai scăzută decât cea tratată cu poliacrilamida cu doze de 0.1 g/mc




Figura 5.5 – Valori medii zilnice turbiditate – testarea comparativă

a floculanţilor la scară industrială

Acțiunea comparativă a celor doi floculanți în combinație cu coagulantul PAC 14 HB în

reducerea carbonului organic este prezentată în figura 5.6.

Figura 5.6 - Eficienţa de reducere TOC, DOC, BDOC a cetaclear (CETA)

comparativ cu poliacrilamida (AN), la scară industrială

Floculantul Cetaclear în combinație cu coagulantul 14 HB obține rezultate mai bune de

reducere a carbonului organic (total, dizolvat, biodegradabil), comparativ cu poliacrilamida.




5.3. Determinarea relației matematice turbiditate-doză reactiv de coagulare

Cercetările experimentale au avut ca obiectiv determinarea unor relații matematice între

turbiditate – doza de coagulant și a factorilor ce influențează major doza de reactiv de coagulare:

temperatura, conținutul de substanță organică a apei brute, doza de floculant.

În acest sens s-au parcurs următoarele etape:

analiza datelor de flux tehnologic pe o perioadă de 2-4 ani pentru a determina corelația

turbiditate – doză coagulant la diferite temperaturi ale apei brute, pentru o concentrație

de substanțe organice a apei brute de 1 mg/l O2 (exprimată ca indice permanganat);

determinarea expresiei matematice a coeficientului care cuantifică influența temperaturii

asupra dozei de coagulant;

influența dozei de floculant asupra dozei de coagulant;

determinarea influenței conținutului de substanță organică asupra dozei de coagulant și

cuantificarea acesteia.

Analizând datele de flux tehnologic la diferite temperaturi ale apei brute se observă că

scăderea temperaturii are o acțiune de multiplicare a dozei de coagulant, deci factorul de

temperatură va fi într-o relație de înmulțire cu doza de coagulant. Ecuația matematică a factorului

de temperatură este în funcţie de gradul de prehidroliză, astfel:

pentru sulfatul de aluminiu:

ta 1.3-0.02t

pentru coagulant prehidrolizat:

t a 1.2-0.01t

unde:

t – temperatura apei brute

Din analiza datelor se observă că adaosul de floculant de tip poliacrilamidă reduce doza de

coagulant cu ~20%, de aceea factorul de cuantificare a dozei de coagulant funcție de doza de

floculant s-a considerat între 1 și 1.2

Pentru a cuantifica influența conținutului de substanțe organice asupra dozei de coagulant,

s-au analizat valorile medii rotunjite obținute pe același nivel de turbiditate și temperatură, dar la

concentraţii diferite de substanță organică (exprimate ca indice permanganat – IP).

Relația matematică turbiditate-doză sulfat de aluminiu, în care se ține cont de temperatura

apei brute, doza de floculant și concentrația de substanță organică, este:

sulfat de aluminiu t fDoza g / mc a b 38 ln tur[ NTUbiditate apa brută -105 3.78 IP(mg / l)

unde:

at – coeficient ce ține cont de temperatura apei brute;

at = 1.3-0.02 t;

(5.1)

(5.2)

(5.3)




t – temperatura apei brute -⁰C;

bf – coeficient care ține cont de adaosul de floculant și este cuprins între 1 și 1.2, funcție de

natura și cantitatea de floculant adăugată; bf = 1.2 când nu se adaugă floculant

IP – conținutul de substanță organică a apei brute exprimat ca indice permanganat [mg/l O2]

– conform SR ISO 8467/2001.

Figura 5.13 – Corelație turbiditate-doză sulfat de aluminiu la temperatura apei brute de 15°C,

conținut de substanță organică IP~1 mg/l O2

Relația matematică turbiditate-doză coagulant prehidrolizat, în care se ține cont de

temperatura apei brute, doza de floculant, conținutul de substanțe organice

– pentru turbiditate apă brută sub 13 NTU

coagulant prehidrolizat t f [0.Doza g/mc =a b turbiditate apă brută -1.6 IP8 NTU +2.28

– pentru turbiditate apă brută 13-1000 NTU

coagulant prehidrolizat t fDoza g/mc =a b 15 ln turbiditate apă brută -3[ NTU +2 IP84 .2

unde:


at =1.2–0.01 t;

t – temperatura apei brute [⁰ C];

bf = coeficient care ține cont de adaosul de floculant și este cuprins între 1 și 1.2, funcție de

natura și cantitatea de floculant adăugată; bf =1.2 când nu se adaugă floculant;

IP = conținutul de substanță organică a apei brute exprimată ca indice permanganat [mg/l

O2] – conform SR ISO 8467/2001.

(5.4)

(5.5)




Figura 5.19 - Corelație turbiditate apa brută (2-12 NTU)-doză coagulant prehidrolizat

at=1 și IP= 1mg/lO2

Figura 5.20 - Corelație turbiditate apă brută (13-1000 NTU) - doză coagulant prehidrolizat

at=1 și IP=1 mg/lO2

5.4 Determinarea relației matematice turbiditate - doză floculant

Cercetările experimentale au avut ca obiectiv determinarea unei relații matematice între

turbiditate – doza floculant și a influenţei temperaturii asupra dozei de floculant.

floculant tDoza g / mc a [0.0176 ln turbiditate apă brută NTU 0.03 (5.6)




unde:


at = 1.2-0.015 t;

t – temperatura apei brute [⁰ C].

Figura 5.24 - Corelație matematică turbiditate-doză floculant

5.5 Evaluarea costurilor utilizării coagulanților și floculanților

Pentru a determina costurile reactivilor de coagulare s-au considerat patru coagulanți

reprezentativi: sulfatul de aluminiu-SAL, policlorura de aluminiu PAC 22-UHB,

polihidroxiclorosulfatul de aluminiu PAC 14-HB, polihidroxiclorura de aluminiu-siliciu PAC

UHS. Ca reactivi de floculare s-au ales următoarele tipuri: poliacrilamidă, cetaclear, chitosan.

Figura 5.26 – Costul reactivilor de coagulare și floculare la 1000 mc apă,

funcție de tipul de coagulant




Analiza costurilor reactivilor de coagulare-floculare în 16 variante de tratare

–utilizarea coagulanților prehidrolizați determină mărirea costurilor de operare, comparativ

cu folosirea sulfatului de aluminiu, între 1.6 și 2.8 ori, funcție de tipul de coagulant;

- costul reactivilor de floculare reprezintă 2.5–6.4% din costul coagulantului în cazul

poliacrilamidei și a floculantului pe bază de siliciu şi între 17–44 % în cazul chitosanului;

- floculantul de tip polisilicat-cetaclear reprezintă o variantă economică pentru înlocuirea

poliacrilamidei, având un cost comparabil.

Capitolul 6 – Concluzii

6.1 Cuprinsul lucrării

Lucrarea „Influenţa proceselor de coagulare-floculare asupra biostabilităţii apei”

cuprinde 153 de pagini şi este structurată în şase capitole, 58 de relaţii de calcul, 14 de tabele şi

111 de figuri. Este însoțită de o bibliografie care cuprinde 159 de titluri.

Necesitatea obiectivă a subiectului este analizată în Capitolul 1. Se prezintă reglementările

cuprinse în Legea 458/2002 şi în Directiva CE 98/83, care fac referire la biostabilitatea apei

potabile.

În §1.1 este caracterizată materia organică naturală conținută în apele de suprafață supuse

potabilizării, din punct de vedere al compoziției şi a influenţei factorilor de mediu: temperatura

apei, caracteristicile bazinului hidrografic (vegetație, sol, umiditate), conținutul algal şi de

nutrienţi, activităţii umane.

§1.1.2 prezintă structura chimică a unei molecule de substanță organică naturală şi pune în

evidenţă complexitatea acesteia. Tabelul 1.1 cuprinde fracțiunile existente în NOM din punct de

vedere al caracterului acid şi hidrofob.

§1.1.3 prezintă produșii secundari pe care NOM îi formează cu dezinfectanții, care au

acțiune cancerigenă şi genotoxică. Datorită impactului pe care aceştia îl au asupra sănătății

consumatorilor, reglementările la nivel național şi internațional au stabilit limite maxim admise

pentru acești compuși, limite care sunt prezentate în Tabelul 1.2. Dependenţa între NOM şi

biostabilitatea apei este prezentată în §1.1.4 unde se evidențiază principalii indicatori utilizați în

studiile experimentale: carbonul organic biodegradabil (BDOC) şi carbonul organic asimilabil

(AOC).

Rolul şi influenţa proceselor de coagulare-floculare asupra reducerii NOM şi a

biostabilităţii apei este prezentată în §1.1.5 şi §1.1.6.

În §1.2 sunt definite obiectivele lucrării:

- evaluarea eficienţei coagulanţilor prehidrolizaţi şi a biopolimerilor în procesul de

coagulare-floculare a apelor de suprafață supuse potabilizării şi influenţa acestora asupra

biostabilităţii apei;

- reducerea concentraţiei aluminului rezidual şi a acrilamidei în apa potabilă, prin

determinarea combinației optime coagulant-floculant;

- creşterea eficienţei de reducere a constituenţilor biobacteriologici şi organici ai apelor de

suprafaţă supuse potabilizării, cu impact asupra sănătății consumatorilor;




- determinarea unor corelații matematice între parametrii procesului de coagulare-

floculare care pot fi utilizate în schemele de tratare.

Capitolul 2 prezintă elemente teoretice ale procesului de coagulare–floculare.

Caracterizarea stratului dublu electric este prezentată în §2.,1 iar teoria DLVO privind stabilitatea

electrostatică a sistemelor coloidale este cuprinsă în §2.2. Mecanismele privind destabilizarea

sistemelor coloidale: compresia dublului strat, neutralizarea sarcinii electrice, înglobarea în

precipitat, adsorbția şi formarea punților interparticule, sunt prezentate în §2.3.

Subcapitolul 2.4 prezintă tipurile de reactivi de coagulare floculare. Formarea speciilor

active mono şi polinucleare ale coagulanților metalici, factorii de influenţă: pH, alcalinitate,

temperatura apei, tip coagulant, sunt cuprinse în §2.4.1. Reactivii de floculare-polimerii sintetici

şi naturali utilizați în tratarea apei sunt prezentați în §2.4.2.

Ecuațiile matematice care modelează procesele de coagulare floculare, sunt analizate în

§2.5. Este prezentată ecuația Smoluchowski şi modelele folosite pentru a descrie următoarele

procese: particule sferice într-un domeniu de flux liniar; particule sferice într-un câmp de curgere

neliniar; modelul fractal.

Capitolul 3 prezintă stadiul actual al utilizării biopolimerilor în procesele de coagulare-

floculare.

§3.1 prezintă polimeri naturali cationici: chitosanul, Moringa Oleifera, Plantago ovata,

taninuri cationice. Sunt prezentate rezultatele studiilor de cercetare privind utilizarea acestor

biopolimeri ca reactivi de coagulare şi/sau floculare, comparativ cu coagulanții pe bază de

aluminiu şi de fier.

Polimerii naturali anionici (alginaţi, nirmali, taninuri anionice) sunt analizați în §3.2, din

punct de vedere al rezultatelor obținute de cercetători asupra reducerii constituenților organici în

tratarea apelor şi a apelor uzate.

Polimerii naturali neionici şi microbiofloculanţii sunt prezentați în §3.3 şi 3.4.

Avantajele folosirii substanțelor naturale comparativ cu cele de sinteză sunt:

- reducerea conținutului de substanțe reziduale cu efect asupra sănătății;

- reducerea toxicității apelor tehnologice şi posibilitatea de refolosire în flux tehnologic;

- diminuarea cantității de nămol cu 20-30% în faza de coagulare floculare comparativ cu

coagulanții metalici;

- creșterea biodegradabilităţii şi a capacităţii de deshidratare a nămolului;

- impact redus asupra mediului.

Capitolul 4 – Cercetări experimentale privind influenţa proceselor de coagulare-floculare

asupra biostabilităţii apei, prezintă cercetările la nivel de laborator, structurate pe etape şi faze

experimentale, care au cuprins:

evaluarea acțiunii coagulanților prehidrolizaţi comparativ cu cei monometal asupra

reducerii carbonului organic, total, dizolvat, biodegradabil din apele de suprafață supuse

potabilizării;

determinarea unor corelații matematice între parametrii chimici şi cei microbiologici,

determinați după faza de coagulare;




acțiunea biofloculanţilor comparativ cu poliacrilamida asupra reducerii carbonului

organic, total, dizolvat, biodegradabil;

acțiunea adjuvantului de coagulare tip bentonită în reducerea carbonului organic.

Cercetarea experimentală a vizat:

evaluarea acțiunii comparative a 17 coagulanți cu compoziție diferită, care acoperă

majoritatea tipurilor de reactivi de coagulare pe bază de aluminiu şi fier existenţi la nivel

mondial;

testarea a trei floculanți de tip diferit (poliacrilamidă, polisilicat, polichitină) împreună cu

fiecare tip de coagulant, obţinându-se 51 de combinații diferite coagulant-floculant, care

au putut fi evaluate din punct de vedere al performantelor asupra carbonului organic

conținut în apele de suprafață supuse potabilizării;

testarea adjuvantului de coagulare de tip bentonită cu fiecare din cele 17 tipuri de

coagulant şi cu cele 51 de combinații coagulant-floculant.

Calitatea apei brute utilizată în cercetările experimentale precum şi valorile (medie,

minimă, maximă) principalilor indicatori pe un an calendaristic sunt prezentate în §4.1.

Determinarea dozei optime pentru fiecare tip de coagulant, prezentată în §4.2.1, pune în

evidenţă faptul că reactivii de coagulare care aparțin aceleași clase de compuși (ex: policloruri de

aluminiu, policloruri ferice) necesită pentru cea mai bună performanţă individuală, aceeaşi doză

optimă. Performanta fiecărui coagulant în reducerea constituenților apei brute este determinată de

gradul de polimerizare al produșilor de hidroliză, respectiv de conținutul de Al13, despre care

literatura de specialitate [2, 8, 36] conţine numeroase studii experimentale.

Evaluarea eficienţei coagulanților în reducerea turbidităţii apelor de suprafață este

prezentată în Figura 4.1, şi pune în evidenta acțiunea superioară a coagulanților bicomponent

prehidrolizaţi.

Rezultatele acțiunii celor 17 coagulanți de tip şi compoziție diferită (sulfat de aluminiu,

policloruri de aluminiu cu compoziție variabilă de oxid de aluminiu, polihidroxiclorosulfat de

aluminiu, polihidroxicloruri de aluminiu şi siliciu cu compoziție variabilă aluminiu-siliciu,

clorura ferică, policloruri de aluminiu şi fier, sulfat feric) asupra concentrației de carbon organic

şi a biostabilităţii apei (reducere a carbonului organic biodegradabil), sunt prezentate în §4.2.2

Figura 4.2 prezintă acțiunea fiecărui coagulant testat în reducerea carbonului organic total,

dizolvat şi biodegradabil. Aceste rezultate pun în evidenţă:

coagulanţii prehidrolizaţi sunt eficienți în reducerea carbonului organic în toate formele

sale, comparativ cu cei monometal;

coagulanţii bicomponent prehidrolizaţi aluminiu-siliciu şi sulfat-clorură prezintă o mai

bună acțiune comparativ cu cei tip prehidrolizaţi monocomponent;

din punct de vedere al biostabilităţii apei după faza de coagulare, coagulanţii

bicomponent prehidrolizaţi aluminiu-siliciu şi sulfat-clorură prezintă cea mai bună

comportare in ceea ce priveste eficienţa de reducere BDOC

Corelațiile matematice între parametrii chimici şi microbiologici determinați după faza de

coagulare sunt prezentate în §4.2.3. Se introduc formulele de calcul ale eficienţei logaritmice

pentru turbiditate, bacterii heterotrofe, bacterii Clostridium perfringens (4.6), (4.7), (4.8).

Corelațiile obținute pun în evidenţă următoarele:




concentrația logaritmică a carbonului organic dizolvat după faza de coagulare se află

într-o dependenţă polinomială cu concentrația de carbon organic biodegradabil.

eficienţa logaritmică de reducere a bacteriilor heterotrofe prezintă o dependenţă liniară,

funcţie de gradul de reducere a carbonului organic biodegradabil după faza de coagulare.

Conform corelației determinate, reducerea concentrației de carbon organic biodegradabil

cu 0.1 mg/l implică o reducere a bacteriilor heterotrofe de ~25%.

obținerea unei turbidităţi cât mai scăzute după treapta de coagulare, implică şi

concentrații scăzute de agenți patogeni, evidenţiată de corelația tip ”funcţie putere” între

eficienţa logaritmică de reducere a turbidității şi eficienţa logaritmică de reducere a

bacteriilor Clostridium perfringens.

Corelațiile determinate pentru toți cei 17 coagulanți pot oferi o bază în evaluarea eficienţei

unui reactiv de coagulare comparativ cu un altul, în ceea ce privește acțiunea sa asupra

constituenților organici şi patogeni ai apei brute, folosind alţi indicatori (turbiditate, bacterii

heterotrofe, DOC) care necesită timp şi resurse materiale mai reduse.

Acțiunea floculanților asupra carbonului organic este prezentată în §4.2.4, unde se

analizează comparativ acțiunea a 51 de combinaţii coagulant-floculant asupra carbonului organic

al apei brute, astfel:

- floculantul tip poliacrilamidă creşte acţiunea coagulanţilor pe bază de fier în ceea ce

priveşte reducerea carbonului organic total, dar nu influenţează partea de DOC şi

BDOC;

- utilizarea poliacrilamidei la coagulanţii pe bază de aluminiu are acțiune negativă asupra

reducerii BDOC;

- biofloculanţii cresc acțiunea asupra părții dizolvate a carbonului organic (DOC şi

BDOC) pentru coagulanții tip polihidroxiclorură de aluminiu bicomponent;

- biofloculanţii reprezintă o opțiune viabilă pentru înlocuirea floculantului de tip

poliacrilamidă cu efecte în asigurarea biostabilităţii apei (eficienţă de reducere BDOC).

Efectul acestora în reducerea carbonului organic este net superior poliacrilamidei.

Influenţa bentonitei ca adjuvant de coagulare asupra carbonului organic al apelor de

suprafaţă este prezentată în §4.2.3.

În figurile 4.18, 4.19, 4.20 este analizată acţiunea bentonitei împreună cu cei 17 coagulanți

asupra formelor de carbon din apa brută. Bentonita împreună cu coagulanții pe bază de aluminiu

creşte eficienţa de reducere a carbonului organic biodegradabil.

S-au pus în evidenţă următoarele:

efectul negativ pe care îl are bentonita asupra coagulanţilor prehidrolizaţi pe bază de

aluminiu în reducerea DOC este explicat pe baza incompatibilităţii chimice între

grupările active ale coagulantului şi cele de tip bentonic.

utilizarea bentonitei ca adjuvant de coagulare modifică acţiunea coagulantului asupra

carbonului organic, datorită interacțiunilor chimice ale grupărilor active ale fiecărui

reactiv de coagulare. Astfel, poate scădea acțiunea asupra fracțiunii dizolvate a

carbonului organic şi creste acțiunea asupra celui biodegradabil.

. Utilizarea bentonitei împreună cu coagulanţii prehidrolizaţi aluminiu-siliciu şi floculant

chitosan prezintă cea mai bună performanţă în reducerea carbonului organic biodegradabil.




Capitolul 5 prezintă cercetări experimentale la scară industrială privind optimizarea

proceselor de coagulare-floculare.

Testele la scară industrială au fost efectuate în cadrul Staţiei de Tratare Paltinu-Voila şi au

cuprins 5 cicluri experimentale ce au cumulat 41 de zile calendaristice. S-au efectuat:

evaluarea eficienţei coagulanților şi floculanților cu cea mai bună performantă obținută

în cercetarea de laborator la nivel de flux tehnologic, pentru a determina combinația

optimă;

determinarea relațiilor matematice turbiditate-doză coagulant, respectiv doză-floculant,

şi a factorilor de influenţă, prin analiza statistică a datelor obținute în flux tehnologic pe

o perioada de 2-4 ani;

evaluarea costurilor reactivilor de coagulare-floculare.

Evaluarea acțiunii coagulanților prehidrolizaţi bicomponent la scară industrială este

prezentată în §5.2.1, şi a vizat testarea coagulantului PAC UHS polihidroxiclorura de aluminiu-

siliciu comparativ cu PAC 14-HB polihidroxiclorosulfat de aluminiu. Rezultatele obținute pun în

evidenţă următoarele:

polihidroxiclorura de aluminiu şi siliciu-PAC UHS determină o reducere a turbidităţii

superioară polihidroxiclorosulfatului de aluminiu-PAC 14HB, în cazul în care nu se

folosește floculant;

coagulantul polihidroxiclorosulfat de aluminiu PAC14 HB obţine cea mai bună eficienţă

în reducerea TOC şi BDOC. Coagulantul cu siliciu PAC UHS are o acțiune mai ridicată,

comparativ cu 14 HB, asupra eficienţei de reducere DOC.

Evaluarea comparativă a floculantului tip polisilicat (CETA) comparativ cu cel de tip

poliacrilamidă (AN) este prezentată în §5.2.2. Rezultatele obținute arată că:

floculantul de tip polisilicat Cetaclear în combinație cu coagulantul PAC 14 HB a

obținut rezultate superioare în reducerea turbidităţii, comparativ cu floculantul tip

poliacrilamidă. Performanţa Cetaclear se menține şi în cazul scăderii dozei cu 20%,

comparativ cu poliacrilamida;

floculantul Cetaclear în combinație cu coagulantul PAC 14 HB, obține rezultate mai

bune în reducerea carbonului organic (total, dizolvat, biodegradabil), comparativ cu

poliacrilamida.

Concluziile testelor la scară industrială pun în evidenţă că, din punct de vedere al eficienţei

tehnologice, floculantul pe bază de siliciu-Cetaclear în combinaţie cu un coagulant prehidrolizat

reprezintă o opţiune pentru înlocuirea poliacrilamidei în fluxurile de tratare în vederea

potabilizării, cu efecte asupra creşterii biostabilităţii apei (eficienţă în reducerea BDOC).

Costurile de operare în cazul Cetaclear sunt de 6 ori mai mici decât cele pentru poliacrilamidă

(instalația de dozare necesită doar o pompa de dozare, pe când cea pentru poliacrilamidă este

mult mai complexă şi cuprinde dozarea uscată, maturarea soluției şi pompă dozatoare).

Determinarea unei relații matematice între turbiditate-doză de coagulant şi a factorilor care

influențează major doza de coagulant: temperatura, conținutul de substanță organică a apei brute,

doza de floculant, este prezentată în § 5.3

În acest sens s-au parcurs următoarele etape:




analiza datelor de flux tehnologic pe o perioada de 2-4 ani pentru a determina corelația

turbiditate-doză coagulant;

determinarea expresiei matematice a coeficientului care cuantifică influenţa temperaturii

asupra dozei de coagulant;

influenţa dozei de floculant asupra dozei de coagulant;

determinarea influenţei conținutului de substanță organică asupra dozei de coagulant şi

cuantificarea acesteia.

Ecuatiile determinate arată o variație de tip logaritmic cu un factor de regresie de peste

0.96, atât pentru sulfatul de aluminiu, cât şi pentru coagulanții prehidrolizaţi, pentru turbidităţi ale

apei brute peste 13 NTU.

Tratarea cu sulfat de aluminiu nu se recomandă în cazul apelor brute cu turbiditate sub 20

NTU, datorită slabei eficienţe şi a concentrației de aluminiu rezidual peste limitele admise.

Temperatura are asupra dozei de coagulant un efect de multiplicare, coeficientul de

temperatură având o variație liniară.

Tipul şi cantitatea de floculant are acțiune asupra dozei de coagulant. În condiții similare de

temperatură, turbiditate şi încărcătură organică a apei brute, o doză de floculant de 0.1mg/l

determină o reducere a dozei de coagulant cuprinsă între 15 şi 25%.

Concentrația de substanțe organice mărește doza de coagulant, factorul de cuantificare fiind

în funcție de forma coagulantului: prehidrolizat sau sare monometal.

În zona turbidităţilor mici ale apei brute, unde coagulanții prehidrolizaţi prezintă eficienţă,

relația matematică pentru determinarea dozei de coagulant prezintă formă liniară.

Determinarea relației matematice doză floculant-turbiditate apă brută este prezentată în

§5.4, unde se analizează şi se cuantifică efectul temperaturii asupra dozei de floculant. Relația

matematică turbiditate – doză floculant este de tip logaritmic, cu un factor de regresie de 0.88.

Corelațiile determinate pentru dozele de coagulant şi floculant pot fi utile stațiilor de tratare

în ceea ce privește dimensionarea instalațiilor de coagulare-floculare, de adaptare rapidă a dozei

la schimbările calitative ale apei brute, dar şi într-un program de automatizare a fazei de

coagulare-floculare.

Evaluarea costurilor reactivilor de coagulare-floculare sunt analizate în §5.5:

utilizarea coagulanților prehidrolizaţi determină mărirea costurilor de operare

comparativ cu folosirea sulfatului de aluminiu între 1.6 şi 2.8 ori, funcție de tipul de

coagulant;

floculantul tip polisilicat Cetaclear are un cost asemănător cu cel de tip poliacrilamidă,

de aceea poate fi o opțiune pentru înlocuirea acestuia. Chitosanul mărește costul

floculantului de 7 ori comparativ cu utilizarea poliacrilamidei.

6.2 Elemente originale ale lucrării

Lucrarea “Influenţa proceselor de coagulare-floculare asupra biostabilitătii apei”,

elaborată ca teză de doctorat, prezintă elemente de originalitate, sintetizate în cele ce urmează:




6.2.1 Cercetări experimentale privind acţiunea coagulanților, floculanților şi a

adjuvantului de coagulare

S-au evaluat 17 tipuri de coagulanți dintre care 15 prehidrolizaţi cu compoziție diferită. S-a

analizat acțiunea coagulanților cu trei tipuri diferite de floculant (poliacrilamidă, polisilicat,

polichitină) fapt care a determinat testarea a 51 de combinații diferite de coagulant-floculant

asupra principalilor parametrii ai apei brute.

Evaluarea acțiunii bentonitei ca adjuvant de coagulare pentru apele cu turbiditate mică, a

determinat testarea a 68 de combinații adjuvant-coagulant-floculant asupra carbonului organic

conținut în apele de suprafață.

Rezultatele obținute în etapa experimentală pot constitui un ghid pentru alegerea

combinației optime coagulant-floculant-adjuvant de coagulare în funcție de forma de carbon

organic a apei brute care se dorește redusă.

- coagulanții tip polihidroxiclorură de aluminiu-siliciu şi polihidroxiclorosulfatul de

aluminiu prezintă cea mai bună comportare în reducerea constituenților organici şi

turbidităţii, cu concentrații scăzute de aluminiu rezidual în apa filtrată;

- floculanții de tip polisilicat şi polichitină determină rezultate superioare poliacrilamidei

în asigurarea biostabilităţii apei după faza de coagulare–floculare (reducere accentuată a

BDOC);

- utilizarea bentonitei în schemele de tratare poate determina incompatibilități între

grupările active ale coagulantului – respectiv floculantului – şi cele de tip bentonitic.

Cercetările la nivel industrial care au cuprins 5 cicluri experimentale, au arătat că arătat că

cea mai bună combinaţie de reactivi este constituită din floculantul de tip polisilicat Cetaclear şi

coagulantul de tip polihidroxiclorosulfat de aluminiu în ceea ce priveste reducerea turbidității şi a

materiei organice conținute în apa brută. Cetaclear poate înlocui cu rezultate superioare

poliacrilamida.

6.2.2 Determinarea unei relații matematice între turbiditate-doză reactiv de

coagulare-floculare

Analiza statistică a datelor de flux tehnologic pe o perioada de 2-4 ani şi determinarea

relației matematice turbiditate-doza coagulant respectiv floculant arată:

- variația dozei de reactiv de coagulare cu turbiditatea apei brute este de tip logaritmic

pentru o anumită temperatură şi concentrație de substanțe organice a apei brute;

- scăderea temperaturii apei brute determină creşterea dozei de coagulant, respectiv

floculant;

- coeficientul de temperatură prezintă o variație liniară cu temperatura apei brute;

- concentrația de substanțe organice mărește doza de coagulant, coeficientul de

cuantificare fiind în funcție de gradul de prehidroliză al coagulantului.

Lucrarea se bazează pe o amplă bibliografie ce cuprinde 159 referințe, fiecare capitol

dorindu-se o sinteză.




6.3 Articole publicate în reviste de specialitate

Pe baza rezultatelor obţinute în cadrul programului de cercetare stiinţifică au fost publicate

următoarele articole:

Daniela Spînu (Gologan), Gabriel Racoviţeanu – Biofloculanţii - o alternativă

pentru înlocuirea poliacrilamidei în tratarea apelor de suprafaţă supuse

potabilizării - Romaqua nr: 5/2013, vol. 89, ISSN 1453-6986;

Daniela Spînu (Gologan), Gabriel Racoviţeanu - Behavior of aluminum based

coagulants in treatment of surface water – assessment of chemical and

microbiological properties of treated water – Mathematical Modelling in Civil

Engineering nr:1/2014, ISSN 2066-6926 (eISSN 2066-6934).

Daniela Gologan (Spînu) – The influence of coagulation-flocculation processes

on water stability - Lap-Lambert Academic Publishing - Saarbrücken-Germany-

2014 - ISBN 978-3-659-57177-0

Daniela Gologan (Spînu) – Evaluarea performantelor floculantului Cetaclear în

procesele de coagulare-floculare-Danube Eastern Europe Regional Water Forum

Bucureşti-14-16 iunie 2014

Poienariu G, Gologan (Spînu) D, Poienariu P. – Îmbunătăţirea performanţei

decantorului radial cu camera de reacţie tronconică -Danube Eastern Europe

Regional Water Forum Bucureşti-14-16 iunie 2014

6.4 Perspectiva dezvoltării temei

Perspectiva dezvoltării temei abordate necesită realizarea de studii privind alegerea

reactivilor de coagulare-floculare care să determine o reducere avansată a constituenților

indezirabili din apele de suprafață supuse potabilizării.

Studiile efectuate până în prezent în domeniul biopolimerilor nu au identificat cu precizie

care sunt substanțele active şi implicit mecanismul de coagulare floculare, datorită numărului

mare de compuși conţinuţi de acestea. Cercetarea în acest domeniu poate determina realizarea de

biopolimeri la nivel industrial cu performante ridicate, care să fie disponibili atât calitativ cât şi

cantitativ instalațiilor de medie şi mare capacitate pentru tratare în scop potabil a apei, la un preţ

de cost accesibil.

Pentru respectarea cerințelor de calitate pentru apa potabilă şi pentru asigurarea protecției

împotriva creșterilor bacteriene secundare a apei potabile livrate în sistemul de distribuție,

producătorii de apă vor trebui să se orienteze către coagulanți cu structura complexă şi

biofloculanţi, pentru a reduce impactul asupra sănătății consumatorilor. Utilizarea unui reactiv de

coagulare sau a altuia, reprezintă un optim între eficienţa sa tehnologică şi resursele materiale

disponibile.

Datorită complexității conceptului de biostabilitate a apei, este necesară definirea unui set

de indicatori şi a unor limite acceptabile la nivel internațional. Determinările privind indicatorii

de biostabilitate din punct de vedere al tehnicii de laborator trebuie să fie simple şi rapide, astfel

încât să asigure implementarea de măsuri corective şi preventive.




Bibliografie selectivă

[2] Akitt, J. W., Elders, J. M. – „Multinuclear Magnetic Resonance Studies of the Hydrolysis

of Aluminium(III) - part 8”, J.Chem.Soc Dalton Trans, 1988;

[4] Amirtharajah, A., Mills, K. M. - „Rapid-Mix Design for Mechanisms of Alum

Coagulation” J. AWWA, 74( 4), 210–21,1982;

[8[ A.W.W.A - „Water Quality and Treatment”, Letterman fifth edition-McGraw Hill, New

York, 1999;

[13] Bolto, B., Gregory, J. – „Organic polyelectrolytes in water treatment”, Water research

2301–2324, 41 , 2007;

[20] Chilărescu I. - “Conducerea automată a proceselor tehnologice din cadrul stațiilor de

tratare a apei”. Teză de doctorat, UTCB, București 1998.

[22] Cical, E – „Contribuţii privind îmbunătăţirea tehnologiei de potabilizare a apei provenită

din lacurile de acumulare” - Teză de doctorat, UPT-Timişoara-2010

[25] Crittenden, J. C., Trussell, R. – „MWH’s Water Treatment: Principles and Design”,

Third Edition, cap 6-9,2012;

[27] Croue, J. P., Debroux, J. F. – „Natural Organic Matter.Structural Characeristics and

Reactive Properties. Formation and Control Desinfection by Product in Drinking Water”

– AWWA, 1999:

[30] Degremont – „Water Treatment Handbook”, Vols. 1 and 2, 7th ed., Lavoisier, Paris, 2007;

[31] Directiva 98/83/EC - „Calitatea apei destinată consumului uman”, Official Journal of the

European Communities 05.12.1998;

[32] Duan, J., Gregory, J. – „Coagulation by hydrolysing metal salts” - Advances in Colloid

and Interface Science (100–102) 475–502, 2003;

[36] Edzwald, J. K., Van Benschoten, J. B. – „Aluminium Coagulation of Natural Organic

Matter in Chemical Water and Wastewater Treatment” – Springer, 1990;

[38] Eikebrokk, B., Juhna, T. – „Water treatment by enhanced coagulation – Operational

status and optimization issues” - Techneau D 5. 3. 1, 2006;

[41] E.P.A. – „Effect of Treatment on Nutrient Availability”, Office of Water (4601M), 2007;

[42] E.P.A. – „National Primary Drinking Water Regulation” – USA – 2009;

[43] E.P.A. – ”National Secondary Drinking Water Regulation” - USA – 2009;

[44] Exley, C. – „A Silicon - Rich Mineral Water Therapy for Alzheimer's Disease” - Journal of

Alzheimer’s Disease Vol. 33, No. 2, 2012;

[49] Gao, B. - „Coagulation performance of polyaluminum silicate chloride(PASiC) for water

and wastewater treatment”, Elsevier, 2007;

[59] Ichim, L. – “Rețele neuronale utilizate în alimentări cu apă”. Teza de doctorat UTCB,

București 2008.

[62] Jalbă, R. – “Contribuții privind optimizarea proceselor de tratare a apei în vederea

reducerii concentrației de aluminiu rezidual”. Teză de doctorat, ICB, București,1994.




[63] Jarvis, P, Jefferson, B. – „The impact of NOM floc structure using different treatment

options”. Journal of the American Water Works Association 100 (1), pp. 64-73, 2008;

[66] Joret, J, Levi Y, Volk C. - „Biodegradable dissolved organic carbon (BDOC) content of

drinking water and potential regrowth of bacteria”, Water Sci. Technol. 2, pp. 95-101,

1991;

[75] Legea 458/2002 republicată – „Calitatea apei potabile” - Monitorul oficial al României

851/2011;

[83] Mănescu, Al., Sandu, M., Ianculescu, O. – ”Alimentări cu apă”, Editura Didactică și

Pedagogică, București, 1994

[87] Murgulescu. C., Segal. E. – „Introducere in chimia fizica”, Vol. 2, Edit. Academiei,

1979;

[88] Narkis, N., Rebhun, M. – „Stoichiometric relationship between humic and fulvic acids

and flocculants”, Jour.AWWA, 69(6), 1977;

[91] O’Melia, C. R., Becker, B. C. – „Removal of Humic Substances by Coagulation”, Water

Science and Technology, Vol. 40, No 9, pp. 47-54, IWA Publishing, 1999;

[92] O.M.S. – „Guidelines for Drinking-water Quality”, 2011;

[98] Păun V - Studii și cercetări privind modernizarea proceselor de coagulare-floculare în

producţia de apă potabilă -Teză doctorat UTCB- Bucureşti -2011

[102] Racovițeanu, G. – „Teoria decantării şi filtrării apei”, Editura Matrix, Bucureşti, 2003;

[113] Saukkoriipi, J. – „Theorethical study of the Hydrolysisi of aluminum complexes” –

Academic dissertation of the Faculty of Science of the University of Oulu, 2010;

[114] Servais, P., Billen, G. – „Determination of the biodegradable fraction of dissolvedorganic

matter in water”, Wat. Res. 21, pp. 445-500, 1987;

[126] Van der Kooij, D. – „The effect of treatment on assimilable organic carbon in drinking

water. In Treatment of Drinking Water for Organic Contaminants”‚ Edit. P. M. Huck and

P. Toft, pp. 317-328, Pergamon Press, New York, 1987;

[135] Volk, C; Renner, C. – „Comparison of two techniques for measuring biodegradable

dissolved organic carbon in water”, Environ. Technol., 15, pp. 545-556, 1994;

[138] Vulpașu, E. – “Tratarea apei. Coagularea – flocularea suspensiilor din apă”. Editura

Conspress, 2008

[148] Zhao, Z., Liu, H. – „Effect of ph on the aluminum salts hydrolysis during coagulation

process”, J colloid Interface Sci 330 (1), 2009;

Date post:	28-Jan-2017
Category:	Documents
Upload:	truongcong
View:	238 times
Download:	3 times

Spinu T. Daniela - Rezumat

Documents