DBPs control in European drinking water treatment plants using chlorine dioxide: Two case studies

Abstract

The paper reports results of the experiments carried out at Fortore (Foggia, South Italy) and Mosina (Poznan, Poland) drinking water treatment plants aimed at DBPs control. Pilot scale GAC filters were installed in both plants in order to assess the efficacy of different kind of GAC for chlorites, NOM and THMs removal. Both pilot plants operated with and without chlorine dioxide pre‐disinfection. In Fortore plant, because of free chlorine was added in ClO2 pre‐disinfection solution, THMs formation was evaluated. Results showed an high efficacy of chlorites removal on GAC filters up to 5500 and 10000 bed volumes for mineral and vegetal GAC in Fortore and up to 11000 bed volumes in Mosina. A preliminary characterization of natural organic matter (NOM) dissolved in Fortore raw water was performed as well, in order to confirm its reactivity towards chlorine dioxide. The presence of small molecules (< 500 Da) in Fortore pre‐disinfected water, has resulted in THMs and carboxylic acids formation due a fast reaction with Cl2‐ClO2. GAC columns have shown percentages of removal ranging from 60 to 72% for THMs and ranging from 14.6 to 43% for TOC, so that adsorption represents an essential step for DBPs control.

DBPs kontrolė Europos geriamojo vandens įrenginiuose ir vandens valymo efektyvumo tyrimai naudojant chloro dioksidą

Santrauka. Straipsnyje pateikiami eksperimentų, darytų atliekant DBPs kontrolę Fortore (Foggia, Pietu Italija) ir Mosina (Poznan, Lenkija) geriamojo vandens ruošimo įrenginiuose, rezultatai. Eksperimentiniai skirtingos rūšies GAC filtrai, skirti chlorido, natūralių organinių medžiagų (NOM) ir THMs šalinimo efektyvumui nustatyti, buvo įrengti abiejuose vandens ruošimo įrenginiuose. Abu eksperimentiniai vandens ruošimo įrenginiai veikė atlikus pirminį dezinfekavimą chloro dioksidu ir dezinfekavimo neatlikus. Fortore vandens ruošimo įrenginiuose laisvąjį chlorą pridedant i ClO₂ pirminės dezinfekcijos tirpalą, vertinta THMs susidarymas. Iš rezultatų buvo akivaizdu didelis chlorito sulaikymo GAC filtrais efektyvumas Fortore ir Mosina gyvenvietėse. Taip pat nustatytos preliminarios NOM, ištirpusių neapdorotame Fortore vandenyje, charakteristikos, taigi patvirtintas reaktyvumas su chloro dioksidu. Mažų molekulių (<500 Da) buvimas Fortore nedezinfekuotame vandenyje lėmė THMs ir karboksilinės rūgšties susidarymą dėl greitos reakcijos su Cl₂‐ClO₂. Tyrimų duomenimis, THMs pašalinta nuo 60 iki 72 %, TOC ‐ nuo 14,6 iki 43 %, taigi ši adsorbcija yra svarbus etapas kontroliuojant DBPs.

Reikšminiai žodžiai: chloro dioksidas, chloritai, granuliuotoji aktyvintoji anglis, NOM, THM.

Исследование контроляпобочных продуктов дезинфекции на европейских очистных сооружениях питьевой воды с применением диоксидахлора

Резюме. В статье представлены результаты экспериментов по осуществлению контроля побочных продуктов дезинфекции на очистных сооружениях питьевой воды в Форторе (Фоджия, Южная Италия) и Мосине (Познань, Польша). Экспериментальные фильтры GAC были установлены на обеих водоочистных установках с целью выявить эффективность разных фильтров GAC, предназначенных для очищения воды от хлорида и других вредных веществ. Обе экспериментальные водоочистные установки действовали с первичной дезинфекцией с применением диоксида хлора и без него. В Форторе, где в водоочистных установках в раствор ClO2 для первичной дезинфекции добавляли свободный хлор, оценивалось образование тригалометана. Результаты показали высокую эффективность очищения от хлоридов фильтрами GAC в Форторе и Мосине. Также установлены предварительные характеристики естественных органических веществ, растворенных в необработанной воде в Форторе. Небольшое количество молекул (< 500 Da) в недезинфицированной воде в Форторе обусловило образование тригалометана и карбоксилановой кислоты в зависимости от скорости реакции с Cl2–ClO2. Фильтры GAC обеспечили 60–72-процентную очистку от тригалометана, а TOC – 14,6–43- процентную очистку. Таким образом, эта адсорбция является важным этапом контроля за побочными продуктами дезинфекции.

Ключевые слова: диоксид хлора, хлориды, гранулированный активированный уголь, тригалометан.

First Publish Online: 14 Oct 2010

Keyword : chlorine dioxide, chlorites, granular activated carbons, NOM, THMs