Global ETD Search

1	The removal of arsenic during drinking water treatment by sorption and coagulation processes / Uklanjanje arsena u tretmanu vode za piće primenom sorpcionih i koagulacionih procesa Watson Malcolm 19 July 2016 (has links) <p>This dissertation investigates the factors which affect the removal of arsenic from groundwater by adsorption and coagulation technologies, including the interactions between As and natural organic matter (NOM). Humic acid (HA) was utilised as an NOM analogue, and was shown to be capable of both complexing and oxidising As, depending upon the prevailing conditions. The arsenic removing capabilities of three iron oxide coated sands (IOCS) were investigated, including IOCSW, a waste material from a local drinking water treatment plant generated during the removal of iron and manganese. IOCSW was highly effective at removing both As(V) and As(III) from synthetic water matrices (qmax = 78.3 µg As(V)/g and 99.1 µg As(III)/g). The negative effects of competitive anions (phosphates, silicates and HA) on arsenic removals were not significant enough to preclude the application of IOCSW for arsenic removal during drinking water treatment. The removals of both As and NOM by coagulation and enhanced coagulation with pH correction and preoxidation were also investigated. As(V)  was more readily removed by coagulation than As(III), so that the most efficient coagulation treatment investigated for arsenic and NOM removal applied preozonation with subsequent combined coagulation with polyaluminium chloride and ferric chloride. Different groundwaters displayed large variations in the As and NOM removal behaviours. Response surface methodology (RSM) was therefore applied to investigate  the interactions between As and NOM during ferric chloride coagulation and optimise their combined removals. Multiple interaction effects were observed during this investigation, highlighting the importance of utilizing RSM to optimise drinking water treatment technologies.</p> / <p>Ova disertacija ispituje faktore koji utiču na uklanjanje arsena iz podzemne vode primenom adsorpcija i koagulacije, uključujući i interakcije između arsena i prirodnih organskih materija (POM). Huminska kiselina (HA) je korisćena kao model za POM, a pokazano je da može i da kompleksira i da oksiduje As, u zavisnosti od eksperimentalnih uslova. Ispitivane su mogućnosti uklanjanja arsena za tri peska obložena gvožđe oksidom (IOCS), uključujući IOCSW, koji je dobijen sa postrojenja za tretman vode za piće i potiče iz procesa uklanjanja gvožđa i mangana. IOCSW se pokazao kao visoko efikasan za uklanjanje As(V) i As(III) iz sintetičkih vodenih matriksa (q<sub>max</sub> = 78.3 µg As(V)/g i 99.1 µg As(III)/g). Negativni efekti kompetirajućih jona (fosfata, silikata i HA) na uklanjanje arsena nisu bili dovoljno značajni da bi se isključila primena IOCSW za uklanjanje arsena tokom tretmana vode za piće. Zajedničko uklanjanje As i POM koagulacijom i unapređenom koagulacijom uz pode&scaron;avanje pH i kombinovanje sa oksidacionim predtretmanima je takođe ispitivano. Bolje uklanjanje koagulacijom postignuto je za As(V) u odnosu na As(III), stoga se kao najefikasniji ispitivani koagulacioni tretman pokazalo uklanjanje arsena i POM primenom predozonizacije praćene kombinovanom koagulacijom sa polialuminijum hloridom i gvožđe hloridom. Ispitivanja na različitim podzemnim vodama, pokazala su velike varijacije u pona&scaron;anju As i POM tokom tretmana. Iz tog razloga je primenjena metodologija odzivne povr&scaron;ine (RSM) u cilju ispitivanja interakcija između As i POM tokom koagulacije gvožđe hloridom i optimizacije njihovog kombinovanog uklanjanja. Sagledavanje većeg broja interakcija primenom metodologije odzivne povr&scaron;ine potvrđuje važnost njegove primene pri optimizaciji tretmana vode za piće.</p>
2	Efekti primene ozona, ozon/vodonik-peroksida i hipohlorita na sadržaj prirodnih organskih materija i oksidacionih nusproizvoda u vodi, nakon procesa koagulacije, flokulacije i adsorpcije / Effect of ozone, ozone/hydrogen peroxide and hypoclorite on natural organic matter and oxidation by-products content in water after coagulation, floculation and adsorption procesess Tubić Aleksandra 06 September 2010 (has links) <p>Cilj ovog rada je bio da se ispita uticaj ozona i ozon/vodonik-peroksida na efikasnost uklanjanja POM i prekursora oksidacionih nusproizvoda, procesima koagulacije, flokulacije i adsorpcije. Posebna pažnja posvećena je ispitivanju uticaja navedenih procesa na sadržaj prekursora oksidacionih nusproizvoda hlora (trihalometana i halosirćetnih kiselina), kao i na uticaj hipohlorita na formiranje ovih jedinjenja u tretiranoj vodi. Analiza hemijskih karakteristika sirove podzemne vode kori&scaron;ćene u ispitivanjima pokazuje da sadrži visok nivo POM pretežno hidrofobnog karaktera (PB = 37,7±0,60 mg KMnO4/l; DOC = 9,27±0,92 mg C/l; UV254 = 0,497± 0,015 cm-1; SUVA = 5,36±0,49 1 mg-1 m-1; PFTHM = 555±128 µg/l; PFHAA = 245±54,9 µg/l), kao i visoku koncentraciju arsena (51,7±16,4 µg/l).<br />Poređenjem uticaja dve ispitivane vrste koagulanata (FeCl3 i FeCl3/PACl) utvrđeno je da imaju različite mehanizme uklanjanja POM i prekursora oksidacionih nusproizvoda. FeCl3/PACl omogućava smanjenje sadržaja POM izraženih preko vrednosti DOC, PB, UV254 apsorbancije i SUVA za 54%, 71%, 88% i 74%, u odnosu na sirovu vodu respektivno, dok se koagulacijom sa FeCl3 postiže smanjenje DOC, PB, UV254 apsorbancije i SUVA za 51%, 48%, 61% i 21%, respektivno. U vodi nakon koagulacije sa FeCl3 zaostaju POM hidrofobnog karaktera (SUVA = 5,12 l m-1 mg-1), dok se POM u koagulisanoj vodi sa FeCl3/PACl, mogu okarakterisati kao hidrofilne (SUVA = 1,70 l m-1 mg-1). Koagulacija sa FeCl3 i FeCl3/PACl omogućila je smanjenje sadržaja arsena u vodi za preko 95%, pri čemu su koncentracije As u koagulisanoj vodi bile niže od 10 µg/l. Ozon i O3/H2O2 proces pokazuju sličnu efikasnost u smanjenju sadržaja POM i prekursora oksidacionih nusproizvoda. Poređenjem kombinovanih tretmana koji obuhvataju oksidacioni predtretman i koagulaciju, utvrđeno je da efikasnost koagulacije sa FeCl3 i FeCl3/PACl u smanjenju vrednosti DOC, PB, UV254, SUVA, PFTHM i aldehida, uglavnom zavisi od mehanizma delovanja samih koagulanata, dok ozon i O3/H2O2 proces doprinose smanjenju vrednosti ovih parametara kroz oksidaciju i izdvajanje lako isparljivih komponenti iz vode stripingom gasa. Sa aspekta promene sadržaja prekursora HAA, ozon i O3/H2O2 proces omogućavaju povećanje efikasnosti procesa koagulacije sa FeCl3 i FeCl3/PACl, u odnosu na koagulaciju bez oksidacionog predtretmana.<br />Kada se uzmu u obzir vrednosti svih navedenih parametara, kao i primenjenje doze oksidacionih sredstava i koagulanata, najbolji rezultati u uklanjanju POM i prekursora oksidacionih nusproizvoda (smanjenje vrednosti DOC za 55%, UV254 i SUVA za vi&scaron;e od 90%, u odnosu na sirovu vodu; PB = 7,70 mg KMnO4/l;  PFTHM =158-188 µg/l; PFHAA = 33,0-53,8 µg/l i sadržaj aldehida 16,7-17,9 µg/l) postižu se primenom tretmana koji obuhvataju oksidacioni predtretman ozonom (3,0 g O3/m3), odnosno O3/H2O2  (3,3 g O3/m3; H2O2:O3 =1:1), koagulaciju (30 g FeCl3/m3 / 30 g Al/m3) uz recirkulaciju flokulacionog mulja i adsorpciju na zeolitu, flokulaciju, sedimentaciju i filtraciju na pe&scaron;čano/antracitnom filtru.<br />Za zavr&scaron;nu obradu vode GAU filtracijom pre procesa dezinfekcije, na osnovu svih ispitivanih parametara, kao najefikasniji u uklanjanju POM i prekursora oksidacionih nusproizvoda (THM, HAA i aldehida) pokazao se GAU Norit Row 0,8 Supra.<br />Hlorisanjem u simuliranim uslovima dezinfekcije, utvrđeno je da voda dobijena nakon GAU filtracije u ispitivanim tretmanima, ima zadovoljavajući kvalitet sa aspekta sadržaja THM i HAA (sadržaj THM je 69,7-77,4 µg/l; koncentracija DCAA je < MDL) čije su maksimalno dozvoljene koncentracije regulisane u vodi za piće (100 µg/l za THM i 50 µg/l za DCAA).<br />Statističkom obradom podataka iz laboratorijskih i pilot ispitivanja utvrđene su empirijske zavisnosti koje se mogu primenjivati za predviđanje koncentracije THM i HAA u tretiranoj vodi nakon tretmana ispitivanih na pilot postrojenju. Da bi se mogle primeniti za druge vrste vode i drugačije dizajnirane tetmane, neophodno je izvr&scaron;iti validaciju primenom nezavisnog seta podataka.        <br />Svi rezultati dobijeni u toku istraživanja ukazuju na neophodnost primene oksidacionih sredstava u tretmanu ispitivane podzemne vode. Zbog različitog mehanizma delovanja, neophodno je izvr&scaron;iti odabir odgovarajuće vrste i doze oksidacionog sredstva, kao i koagulanta u tretmanu vode za piće, uzimajući u obzir karakteristika sirove vode i efikasnost koja se želi postići. Primena optimalnih doza ozona i O3/H2O2 omogućava povećanje efikasnosti uklanjanja POM i prekursora oksidacionih nusporizvoda, procesima koagulacije, flokulacije i adsorpcije. Odabirom odgovarajućih uslova tretmana postiže se da i nakon hlorisanja u postupku dezinfekcije, voda zadovoljava kriterijume kvaliteta vode za piće, sa aspekta sadržaja trihalometana i halosirćetnih kiselina.</p> / <p>The aim of this work was to investigate influence of ozone and ozone/hydrogen peroxide on efficiency of coagulation, flocculation and adsorption on natural organic matter and oxidation by-products removal. Special attention was dedicated to investigation of these processes on chlorine oxidation by-products (trihalomethanes and haloacetic acids) as well as on hypochlorite influence on formation of these compounds in treated water. The analysis of chemical characteristics of raw ground water used in this investigation show that it contains high amount of NOM, mainly of hydrophobic nature (PB = 37,7±0,60 mg KMnO4/l; DOC = 9,27±0,92 mg C/l; UV254 = 0,497± 0,015 cm-1; SUVA = 5,36±0,49 1 mg-1 m-1; PFTHM = 555±128 μg/l; PFHAA = 245±54,9 μg/l) as well as high arsenic concentration (51,7±16,4 μg/l).<br />Comparing the influences of two investigated coagulants (FeCl3 and FeCl3/PACl) it was observed that they have different mechanisms of NOM and oxidation by-products precursors’ removal. FeCl3/PACl enables reduction of DOC, PB, UV254 absorbance and SUVA value for 54%, 71%, 88% i 74%, respectively, relative to raw water. Coagulation with FeCl3 provides reduction of DOC, PB, UV254 absorbance and SUVA for 51%, 48%, 61% i 21%, respectively. In water coagulated with FeCl3 remains NOM of hydrophobic nature (SUVA = 5,12 l m-1 mg-1) while NOM in coagulated water with FeCl3/PACl can be characterized as hydrophilic (SUVA = 1,70 l m-1 mg-1). Coagulation with FeCl3 and FeCl3/PACl enables arsenic content reduction for over 95% relative to raw water, with As concentrations in coagulated water below of 10 μg/l. Ozone and O3/H2O2 process demonstrates similar efficiency in NOM and oxidation by-products precursors content reduction. Comparing combined treatment which includes oxidation pretreatment and <span style="font-size: 12px;">coagulation, it was observed that efficiency of coagulation in DOC, PB, UV254, SUVA, PFTHM and aldehydes reduction mainly depends on coagulants activity mechanisms, while ozone and O3/H2O2 process contributes to reduction of these parameters through oxidation and removal of volatile compounds from water by gas stripping. Ozone and O3/H2O2 process enables increase of coagulation efficiency for HAA precursor’s removal, comparing to coagulation without oxidation pretreatment.</span></p><p>Taking into account all measured parameters as well as applied doses of oxidation reagents and coagulants, it can be concluded that the best results in NOM and oxidation by-products precursors content reduction (decrease of DOC for 55%, UV254 i SUVA for more then 90%, related to raw water; PB = 7,70 mg KMnO4/l; PFTHM =158-188 μg/l; PFHAA = 33,0-53,8 μg/l and content of aldehydes 16,7-17,9 μg/l) can be obtained by treatments which include oxidation pretreatment with ozone (3,0 g O3/m3), as well as with O3/H2O2 (3,3 g O3/m3; H2O2:O3 =1:1), coagulation (30 g FeCl3/m3 / 30 g Al/m3), with flocculation sludge recirculation and zeolit adsorption, flocculation, sedimentation and filtration on sand/anthracite filter.<br />For the final water treatment with GAC filtration before disinfection process, based on all parameters, GAC Norit Row 0,8 Supra was the most efficient in NOM and oxidation by-products precursors reduction (THM, HAA and aldehydes).<br />After chlorination in simulated disinfection conditions, it was determined that water after GAC filtration in investigated treatments has satisfactory quality in terms of regulated THM and HAA (content of THM is 69,7-77,4 μg/l; concentration of DCAA is < MDL) which maximal allowable level for drinking water is established (100 μg/l for THM and 50 μg/l for DCAA).<br />By statistical analysis of data obtained in laboratory and pilot scale experiments it was determined empirical relations for THM and HAA concentration predictions in treated water.<br />All obtained results in this research indicate that oxidation reagents need to be applied in treatment of investigated ground water. Because of different action mechanism, it is necessary to select the adequate type and dose of oxidation reagent and coagulant in water treatment, taking into account characteristics of raw water and efficiency that needs to be achieved. Application of optimal doses of ozone and O3/H2O2 enables increase of coagulation, flocculation and adsorption efficiency in NOM and oxidation by-products precursors’ removal. Selection of adequate treatment conditions provides that after chlorination in disinfection process water satisfies drinking water quality criteria, in terms of trihalomethanes and haloacetic acids.</p>
3	Uticaj oksidacionih procesa na bazi ozona, vodonik-peroksida i UV zračenja na sadržaj i reaktivnost prirodnih organskih materija u vodi / The influence of oxidation processes based on ozone, hydrogen peroxide and UV irradiation on the content and reactivity of natural organic matter in water Petronijević Mirjana 28 August 2019 (has links) <p>Cilj  istraživanja  u  okviru  ove  doktorske  disertacije  je  utvrđivanje  efekata  različitih<br />oksidacionih procesa na bazi ozona, vodonik-peroksida i UV zračenja na sadržaj i reaktivnost prirodnih  organskih  materija  (POM)  u  različitim  vodenim  matriksima.  Ispitivanja  su sprovedena  na  a)  podzemnoj  vodi  sa  teritorije  Kikinde  i  Temerina  (prirodni  matriks)  i  b) sintetičkom  vodenom  matriksu  (rastvoru  komercijalno  dostupne  huminske  kiseline),  koji  se među sobom razlikuju po sastavu i strukturi prisutne POM i sadržaju bromida. Za oksidacioni proces  (ozonizacija,  UV  fotoliza,  oksidacija  sa  H<sub> 2</sub>O<sub>2</sub>,  kombinovani  O <sub>3 </sub>/UV  proces  i kombinovani  H <sub>2</sub>O<sub>2</sub><br />/UV  proces)  pojedinačno  ispitan  je  uticaj  različitih  doza  oksidanata  i reakcionih  uslova.Posebna  pažnja  posvećena  je  ispitivanju  uticaja  navedenih  tretmana  na<br />formiranje  neorganskog  bromata,  kao  i  uticaja  na  sadržaj  prekursora   dezinfekcionih nusproizvoda nakon hlorisanja (THM, HAA, HAN, HK i CP).<br />Analiza  hemijskih  parametara  sintetičkog  matriksa  (5,44±0,30  mg  C/l; 0,255±0,015 cm<sup> -1</sup> ;  4,68±0,41  lm<sup> -1</sup> mg <sup>-1 </sup>)  pokazuje  da  u  njemu  preovladavaju  huminnske materije  visoke  hidrofobnosti.  Visok  sadržaj  POM  pretežno  hidrofobnog  karaktera  je zabeležen i u vodi iz Kikinde (5,170,72 mg C/l; 0,2010,001 cm <span id="cke_bm_192S" style="display: none;"> </span><span id="cke_bm_190S" style="display: none;"> </span><sup>-1</sup><span id="cke_bm_192E" style="display: none;"> </span><span id="cke_bm_190E" style="display: none;"> </span> ; 3,88±0,70 lm<span id="cke_bm_193S" style="display: none;"> </span><sup> -1</sup><span id="cke_bm_193E" style="display: none;"> </span> mg<sup> -1</sup> ), dok je  sadrža<span id="cke_bm_194E" style="display: none;"> </span>j  POM  u  sirovoj  vodi  iz  Temerina  (2,060,38  mg  C/l;  0,0500,001  cm<span id="cke_bm_203S" style="display: none;"> </span><span id="cke_bm_201S" style="display: none;"> </span><sup> -1</sup><span id="cke_bm_203E" style="display: none;"> </span><span id="cke_bm_201E" style="display: none;"> </span>  ; 2,43±0,21 lm <span id="cke_bm_204S" style="display: none;"> </span><sup>-1</sup><span id="cke_bm_204E" style="display: none;"> </span> mg <sup>-1</sup><span id="cke_bm_205E" style="display: none;"> </span><span id="cke_bm_202E" style="display: none;"> </span><span id="cke_bm_191E" style="display: none;"> </span><br />) značajno niži i preovladavaju POM hidrofilnog karaktera. Veći stepen hidrofobnosti sintetičkog matriksa u poređenju sa  prirodnim matriksima, rezultovao  je  i  većom  reaktivnosti  organske  materije  sa  hlorom,  &scaron;to  se  može  zaključiti  na<br />osnovu visokih vrednosti PFDBP nakon hlorisanja. Vrednost PFTHM u sintetičkom matriksu iznosi  544±85,9  µg/l,  dok  je  PFTHM  u  kikindskoj  i  temerinskoj  sirovoj  vodi  znatno  niži (279±32,3  i  180±44,0  µg/l,  respektivno).  Vrednost  PFHAA  u  sintetičkom  matriksu  iznosi 484±77,5 µg/l, dok je PFHAA u kikindskoj 244±11,1 µg/l i u temerinskoj vodi 165±32,5 µg/l. Sadržaj  HK  (8,05±3,63  µg/l  sintetički  matriks;  14,91,38  µg/l  Kikinda;  7,400,25  µg/l Temerin)  je  znatno  niži  u  poređenju  sa  prekursorima  THM  i  HAA,  dok  prekursori  HAN  i hlorpikrina  nisu  detektovani  u  sirovoj  vodi.  Nusproizvodi  koji  se  dominantno  formiraju  u svim  ispitivanim  vodenim  matriksima  su  hlorovani  THM  i  HAA,  dok  se  bromovani  DBPformiraju u znatno nižim koncentracijama. Zastupljenost bromovanih DBP u temerinskoj vodi<br />je  znatno  veći  u  poređenju  sa  vodom  iz  Kikinde,  kao  rezultat  prisustva  veće  koncentracije bromida u sirovoj vodi (0,05±0,01 mg Br -/l Temerin; 0,03±0,01 mg Br<br />-/l Kikinda). Ispitivanjem  uticaja  oksidacionih  procesa  (UV  fotolize,  ozonizacije,  oksidacije vodonik-peroksidom)  na  sadržaj  i  reaktivnost  POM  u  ispitivanim  vodenim  matriksima utvrđeno  je  da  tretman  vode  UV  zračenjem  i  vodonik-peroksidom,  kada  se  primenjuju  kao samostalan  tretman,  ne  pokazuju  značajnu  efikasnost  u  smanjenju  sadržaja  POM.Tretman vode  ozonom  se  pokazao  kao  veoma  efikasan  u  uklanjanju  POM  i  u  smanjenju  sadržaja prekursora  DBP  kod  svih  ispitivanih  vodenih  matriksa,  kao  rezultat  smanjenja  reaktivnosti POM  ka  formiranju  ovih  DBP.  Smanjenje  sadržaja  POM  u  vodi  tokom  tretmana  raste  sa povećanjem  primenjene  doze  ozona,  pri  čemu  se  najbolji  rezultati  postižu  pri  najvećoj primenjenoj  dozi  od  3,0  mg  O 3/mg  DOC  (do  32%  DOC,  92%  UV254 sintetički  matriks;  do 17%  DOC,  76%  UV 254  Kikinda;  do  15%  DOC  i  66%  UV254    Temerin).  U  sintetičkom matriksu  najveće  smanjenje  PFTHM  (za  76%)  i  PFHAA  (za  80%)  u  odnosu  na  sadržaj  u sirovoj vodi se postiže pri dozi od 1,0  mg O<sub>3 </sub>/mg DOC. Najveće smanjenje PFTHM (za 38%)<br />i PFHAA (za 42%) u vodi iz Kikinde postiže se pri dozi od 3,0 mg O <sub>3 </sub>/mg DOC. U vodi iz Temerina najveće smanjenje PFTHM (za  27%) je pri dozi od 3,0 mg O <sub>3</sub> /mg DOC, dok se za smnjenje  PFHAA  (za  54%)  najbolje  pokazala  doza  od  1,0  mg  O<br />3 /mg  DOC.  Sadržaj prekursora  HK  i  HAN  (temerinska  voda)  je  veoma  nizak  nakon  tretmana.  Tretman  vode ozonom  vodi  ka  formiranju  DBP  sa  vi&scaron;e   supstituisanih  atoma  broma,  dok  u  vodama  sa srednjim sadržajem bromida (50 µg Br -/l) dovodi do formiranja bromata. Kombinacijom  ozonizacije  sa  UV  zračenjem  se  značajno  može  pospe&scaron;iti  efiksnost uklanjanja  POM  postignuta  primenom  samostalne  ozonizacije.  Najveće  smanjenje  sadržaja POM u  sintetičkom matriksu (za 85% DOC, 98% UV254 i 87% SUVA), u vodi iz Kikinde (za<br />23% DOC, 83% UV 254, 77% SUVA), i vodi iz Temerina (za 15% DOC, 80% UV<br />254 i 75% SUVA), u odnosu na vrednosti u netretiranoj vodi postignuto je pri najvećoj primenjenoj dozi od  3,0  mg  O<sub> 3</sub> /mg  DOC  i  6000  mJ/cm 2 .  Efikasnost  procesa  raste  u  vodama  u  kojima preovladavaju  POM  veće  hidrofobnosti.  MeĎutim,  iako  se  O<sub> 3</sub> /UV  procesom  postiže  visok stepen  smanjenja  PFTHM  u  sintetičkom  matriksu  se  najbolje  pokazao  tretman  ozonom (1,0 mg  O3/mg  DOC),  dok  se  najveće  smanjenje  PFHAA  (82%)  postiže  pri  dozi  ozona  od 1,0 mg O<sub>3/</sub>mg DOC i UV zračenja od 6000 mJ/cm <sup>2 .</sup> U vodi iz Kikinde se PFTHM smanjuje za 50% pri dozi od 3,0 mg O <sub>3</sub>/mg DOC i 6000 mJ/cm 2 , dok se u slučaju uklanjanja prekursora<br />HAA  ozonizacija  pokazala  kao  superiorniji  proces.  U  vodi  iz  Temerina  se  u  pogledu uklanjanja  prekursora  THM  i  HAA  ozonizacija  pokazala  kao  optimalan  proces.  Visok alkalitet  prirodnih  voda  inhibira  radikalski  mehanizam  u  toku  AOP  i  favorizuje  oksidaciju POM molekulskim ozonom.  Prekursori HK se formiraju u  veoma niskim koncentracijama i njihov sadržaj ne varira značajno tokom tretmana. U prirodnim matriksima tokom AOP pri dozi  ozona  od  3,0 mg  O<sub>3</sub> /mg  DOC  dolazi  do  formiranja  HAN,  međutim,  nije  uočen  jasan trend  sa  povećanjem  doze  UV  zračenja.  Tretman  doprinosi  formiranju  bromovanih  vrsta THM,  dok  se  tokom  AOP  pri  najvećoj  dozi  ozona  od  3,0 mg  O<sub>3</sub> /mg  DOC  formiraju bromovani HAN.<br />Najveće  smanjenje  sadržaja  POM  primenom  kombinacije  oksidacije  sa  H <sub>2</sub>O<sub>2</sub><br />i  UV zračenja u sintetičkom matriksu (za do 17% DOC, 70% UV 254 ), u vodi iz Kikinde (za do 22% DOC, 53% UV<sub>254</sub>), i vodi iz Temerina (za do 7% DOC, 68% UV<br /><sub>254 </sub>), u odnosu na vrednosti u sirovoj vodi, se postižu pri dozi H <sub>2</sub>O<sub>2</sub> i UV zračenja od 3,0 mg H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>/mg DOC i 6000 mJ/cm <sup>2</sup> .<br />Najveće  smanjenje  PFTHM  od  54%  u  sintetičkom  matriksu  se  postiže  pri  dozi  od 0 mg H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>/mg DOC i 6000 mJ/cm <sup>2</sup> ,  dok se smanjenje PFHAA (za 35%)  postiže primenom doze vodonik-peroksida i UV zračenja od 1,0 mg H <sub>2</sub>O<sub>2</sub> /mg  DOC i 3000 mJ/cm <sup>2</sup> . U vodi izKikinde  H<sub>2</sub>O<sub>2</sub> /UV  proces  ne  utiče  značajno  na  sadržaj  prekursora  THM,  dok  se  najveće smanjenje  PFHAA  (za  35%)  postiže  pri  dozi  od  3,0  mg  H<sub> <span id="cke_bm_235S" style="display: none;"> </span>2<span id="cke_bm_235E" style="display: none;"> </span></sub>O<sub>2</sub>/mg  DOC  i  600  mJ/cm <sup>2</sup> .H<span id="cke_bm_184S" style="display: none;"> </span><sub>2</sub><span id="cke_bm_184E" style="display: none;"> </span>O<sub>2</sub><span id="cke_bm_185E" style="display: none;"> </span>/UV  proces  dovodi  do  smanjenja  PFTHM  u  Temerinskoj  vodi  za  74%  pri  dozi  od 3,0 mg H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>/mg DOC i 600 mJ/c<span id="cke_bm_236E" style="display: none;"> </span>m <sup>2</sup> ,  dok primenjeni tretman ne pokazuje značajan uticaj na<br />PFHAA.  Prekursori HK su detektovani u sintetičkom matriksu i temerinskoj vodi u niskim koncentracijama.  U  temerinskoj  vodi  nakon  AOP  pri  dozi  vodonik-peroksida  od 3,0 mg H<sub>2</sub>O<sub>2</sub> /mg DOC dolazi  do formiranja HAN i hlorpikrina. Primenjeni tretman vodi ka formiranju bromovanih DBP. Svi rezultati dobijeni u toku istraživanja ukazuju na neophodnost optimizacije procesa u  tretmanu  ispitivanih  vodenih  matriksa  i  određivanja  optimalnog  procesa uzimajući  u  obzir<br />karakteristika  sirove  vode  i  efikasnost  koja  se  želi  postići.Kombinacijom  dva  i  vi&scaron;e konvencionalnih  tretmana  i  optimizacijom  reakcionih  uslova  može  se  postići  visoka efikasnost uklanjanja POM, kao i ciljano uklanjanje prekursorskog materijala odabranih DBP, međutim  tretman  vode  ozonom  pri  dozi  od  1,0 mg  O<sub>3</sub><br />/mg  DOC  se  pokazao  kao  optimalan proces.</p> / <p>The aim of the research  of  this  PhD thesis  was  to determine the effects of various oxidation processes based on ozone, hydrogen peroxide and UV irradiation on the content and reactivity of natural organic matter  (NOM)  in different water matrices. The  tests were carried out  on  a)  groundwater  from  the  territory  of  Kikinda  and  Temerin  (natural  matrix)  and  b) synthetic aqueous matrix (solution of commercially available humic  acid), which differ in the composition  and  structure  of  NOM  present  and  the  content  of  bromide.  For  the  oxidation process  (ozonation,  UV  photolysis,  oxidation  with  H 2O2 ,  combined  O 3 /UV  process  and combined  H 2O2 /UV  process),  the  influence  of  different  doses  of  oxidants  and  reaction conditions  was  examined  individually.  Particular  attention  was  paid  to  the  influence  of  the above treatment on the formation of inorganic bromate, as well as the effect on the content of precursors of disinfectant by-products after chlorination (THM, HAA, HAN, HK and CP).Analysis  of  the  chemical  parameters  of  the  synthetic  matrix  (5.44±0.30  mg  C/L; 0.255±0.015 cm -1 ;  4.68±0.41  lm -1 mg -1 )  shows  that  the  high-hydrophobic  humic  compounds predominate in this water. Also, high NOM content of predominantly hydrophobic character was recorded in Kikinda water (5.170.72 mg C/L; 0.2010.001 cm -1 ;  3.88±0.70 lm -1 mg -1 ), while  NOM  content  in  raw  water  from  Temerin  (2.060.38  mg  C/L;  0.0500.001  cm -1 ; 2.43±0.21 lm -1 mg -1 ) significantly lower and predominate NOM of hydrophilic character. A higher degree of hydrophobicity of the synthetic matrix in comparison with  natural matrices, resulted in higher reactivity of organic matter with chlorine, which can be concluded on  the  basis  of  high  PFDBP  values  after  chlorination.  The  PFTHM  value  in  the  synthetic matrix  was  544±85.9 µg/L, while the PFTHM in the raw waters from Kikinda and Temerin was  significantly  lower  (279±32.3  and  180±44.0  µg/L,  respectively).  The  PFHAA  value  in the  synthetic  matrix  was  484±77.5  µg/L,  while  PFHAA  in  the  Kikinda  water  was 223 244±11.1 µg/L  and in  the  Temerin  water  was  165±32.5 µg/L.  The content of  precursors of HK  (8.05±3.63  µg/L  synthetic  matrix;  14.91.38  µg/L  Kikinda;  7.400.25  µg/L  Temerin) was  significantly  lower  compared  to  precursors  of  THMs  and  HAAs,  while  precursors  of HANs  and  chloropicrin  were  not  detected  in  raw  water.  The  by- products  that  were predominantly  formed  in  all  the  tested  water  matrices  were  chlorinated  THMs  and  HAAs, while the brominated DBPs  were  formed at substantially lower concentrations. The presence of  brominated DBPs  in  Temerine  water  were  significantly higher compared to Kikinda water as  a  result  of  the  presence  of  higher  bromide  content  in  raw  water  (0.05±0.01  mg  Br -/L Temerin; 0.03±0.01 mg Br -/L Kikinda). By  examining  the  influence  of  oxidation  processes  (UV  photolysis,  ozonation,hydrogen  peroxide  oxidation)  on  the  content  and  reactivity  of  NOM  in  the  tested  water matrix, it was  found that the UV  irradiation and  treatment by  hydrogen peroxide, when used as an independent treatment, did  not show significant efficacy in reducing the  NOM content. Water treatment by ozone  proved to be very effective in eliminating  NOM and reducing the content of DBP precursors in all tested water  matrices, as a result of the reduction of  NOM reactivity   to  the  formation  of  these  DBPs.  Reduction  of  NOM  content  in  water  during treatment increased  with increasing the applied dose of ozone, with the best results achieved at the highest dosage of  3.0 mg O 3/mg DOC  (up to 32% DOC, 92% UV 254  synthetic matrix, up  to  17%  DOC,  76%  UV 254 Kikinda,  up  to  15%  DOC  and  66%  UV254 Temerin).  In  the synthetic  matrix the highest reduction  in  PFTHM (76%) and PFHAA (by 80%)  compared to raw water content  was  achieved at a dosage  of 1.0 mg O 3/mg DOC. The highest reduction in PFTHM  (38%)  and  PFHAA  (42%)  in  Kikinda  water  was  achieved  at  a  dose  of 3.0 mg O3 /mg DOC. In Temerin water, the highest reduction in PFTHM (27%) was at a dose of  3.0 mg O 3/mg DOC, while the dose of 1.0  mg O3 /mg  DOC  was best shown for removing PFHAA (by 54%). The content of the precursors of HKs and HANs (Temerin water) was very low  after  treatment.  Water  treatment  by  ozone  led  to  the  formation  of  DBPs  with  more substituted bromine atoms, while in waters with a mean bromide content (50 μg Br -/L) led  to bromate formation.Combination of ozonation with UV irradiation can greatly accelerate the effectiveness of  NOM  removal  achieved  by  the  use  of  ozonation  alone.  The  highest  reduction  in  NOM content in the synthetic matrix (by 85% DOC, 98% UV 254 and 87% SUVA), in Kikinda water (by 23%  DOC, 83% UV 254 , 77% SUVA) and water from Temerin (by 15% DOC, 80% UV 254 and 75% SUVA), compared to the values in  raw  water, was achieved at the highest  dose of 3.0  mg  O 3 /mg  DOC  and  6000  mJ/cm 2 .  The  efficiency  of  the  process  was  growing  in  the waters where NOM predominates of hydrophobicity. Although the O 3 /UV process achieved a high  degree  of  reduction  in  PFTHM  in  the  synthetic  matrix  the  ozonation (1.0 mg O3 /mg DOC)  was  proved  as  more  efficient,  while  the  highest  reduction  in  PFHAA (82%)  was  achieved  at  a  ozone  dose  of  1.0  mg  O 3/mg  DOC  and  UV  irradiation  of 6000 mJ/cm 2 . In the water from Temerin,  in case to removal of precursors of THM and HAA, ozonation  was proved  to be an optimal process. High alkalinity of natural waters  inhibits the radical   mechanism  during  AOP  and  favors  NOM  oxidation  with  molecular  ozone.  HKs precursors were formed at very low concentrations and their content did not vary significantly during  the  treatment.  In  natural  matrices  during  the  AOP  at  a  ozone   dose  of 3.0 mg O3 /mgDOC, HANs  were  formed, however, there  was  no clear trend with increasing UV irradiation. The treatment contributed to the formation of brominated THM species, while during  the  AOPs,  brominated  HANs  were  formed  at  the  maximum  dose  of  ozone  of 3.0 mg O3/mg DOC. 224 The largest decrease in  NOM content by the combination of oxidation with H2O2 and UV irradiation in the synthetic matrix (for up to 17% DOC, 70% UV 254 ), in Kikinda water (up to 22% DOC, 53% UV 254), and water from Temerin  (7% DOC, 68% UV 254 ), compared  to the values  in  raw  water,  were  obtained  at  a  dose  of  H 2O2 and  UV  irradiation  of 3.0 mg O3 /mg DOC  and 6000 mJ/cm 2 . The highest PFTHM reduction of 54% in the  synthetic matrix was achieved at a dosage of 1.0 mg H2O2/mg DOC and 6000 mJ/cm 2 , while a decrease in  PFHAA  (35%)  was  achieved  using  a  dose  of  hydrogen  peroxide  and  UV  irradiation  of 1.0 mg H2O2/mg DOC and 3000 mJ/cm 2 . In the water from Kikinda, the H2O2 /UV process did not significantly affect on the THM precursors content, while the highest reduction in PFHAA (35%)  was  achieved  at  a  dose  of  3.0  mg  H2O2/mg  DOC  and  600  mJ/cm 2 .  The  H 2O2 /UV process  led  to  a  decrease  in  PFTHM  in  the  Temerin  water  by  74%  at  a  dose  of 3.0 mg  2O2 /mg  DOC  and  600  mJ/cm 2 ,  whereas  the  treatment  applied  had  no  significant effect on PFHAA. HKs precursors were detected in synthetic matrix and the Temerin water at low  concentrations.  In  the  water  after  the  AOP  at  a  dose  of  3.0  mg  H 2O2 /mg  DOC  of hydrogen  peroxide,  HANs  and  chloropicrin  were  formed.  The  applied  treatment  led  to  the formation of brominated DBPs.<br />All the results obtained during the research indicate the necessity of optimization  the process  in  the  treatment  of  the  examined  water  matrices  and  determination  of  the  optimal process taking into account the characteristics of  raw water and the efficiency to be achieved. By combining two or more conventional treatments and optimizing the reaction conditions, high  NOM removal efficiency can be achieved, as well as removal of the  targeted  precursor material  of  the  selected  DBPs,  but  the  treatment  of  ozone  water  at  a  dose  of 1.0 mg O3 /mg DOC was proved to be an optimal process.</p>

Search results

The removal of arsenic during drinking water treatment by sorption and coagulation processes / Uklanjanje arsena u tretmanu vode za piće primenom sorpcionih i koagulacionih procesa

Uticaj oksidacionih procesa na bazi ozona, vodonik-peroksida i UV zračenja na sadržaj i reaktivnost prirodnih organskih materija u vodi / The influence of oxidation processes based on ozone, hydrogen peroxide and UV irradiation on the content and reactivity of natural organic matter in water