Usuwanie prekursorów biodegradowalnych substancji organicznych w procesie biofiltracji

Stosowanie w oczyszczaniu wody zarówno dwutlenkiem chloru, jak i chlorem powoduje powstawanie łatwo biodegradowalnych związków, w tym krótkołańcuchowych kwasów organicznych. Najczęściej stosowaną metodą usuwania biodegradowalnych substancji organicznych z wody jest proces biofiltracji, często poprzedzony ozonowaniem. Dezynfekcja końcowa wody po procesie ozonowania-biofiltracji powoduje powstanie dodatkowych ilości biodegradowalnych substancji organicznych, z czego wynika, że filtracja biologiczna nie usuwa w pełni ich prekursorów. W badaniach modelowych wykazano wpływ biofiltracji wody poprzedzonej ozonowaniem oraz bez ozonowania na usuwanie prekursorów biodegradowalnych substancji organicznych. Wodę po biofiltracji poddano działaniu dwutlenku chloru lub chloru, a następnie oznaczono zawartość biodegradowalnego rozpuszczonego węgla organicznego (BRWO) oraz powstających w tym procesie kwasów organicznych. Badania wykazały, że chlorowanie wody po ozonowaniu i biofiltracji z krótszymi czasami kontaktu z węglem aktywnym powodowało powstanie większych ilości kwasów organicznych. Wydłużenie czasu kontaktu wody ze złożem do 30 min wyraźnie zmniejszyło zawartość BRWO w wodzie i obniżyło ilość prekursorów organicznych, co spowodowało powstanie niewielkich ilości organicznych produktów utleniania. Stwierdzono, że zastosowanie dwutlenku chloru po ozonowaniu-biofiltracji powoduje powstanie większych ilości kwasów organicznych w porównaniu z chlorowaniem wody.

The use of chlorine dioxide or chlorine as disinfectants in water treatment induces the formation of easily biodegradable compounds, and these include short-chain organic acids. Of the available methods for the removal of biodegradable organic substances from water bodies, biofiltration (frequently combined with ozonation as a prior step) has gained widespread acceptance. Final disinfection which follows the ozonation-biofiltration process produces additional quantities of biodegradable organic species, and thus makes it clear that biological filtration fails to provide complete removal of their precursors. The model investigations reported in this paper address the problem of how the biofiltration process (with and without ozonation as a prior stage) influences the removal of the precursors of biodegradable organic substances. Following biofiltration, the water samples were exposed to chlorine dioxide or chlorine. Then the concentration of biodegradable dissolved organic carbon (BDOC), as well as the concentrations of the organic acids that form in the course of the process, was determined. The results of the study have revealed the following findings. Chlorination of the water after ozonation and biofiltration involving shorter times of contact with active carbon accounted for the formation of larger organic acid quantities. The extension of the water-biofilter contact time to 30 min visibly reduced the BDOC content in the water and the quantity of organic precursors, thus generating insignificant amounts of organic oxidation products. The application of chlorine dioxide after ozonation-biofiltration produced larger quantities of organic acids as compared to the application of chlorine.