Titelaufnahme

Titel
Selective removal of trace elements during the softening process in fluidized bed pellet reactors in two drinking water plants (Uppsala, Sweden) / Rauschenbach Joachim
Verfasser/ VerfasserinRauschenbach, Joachim
Begutachter / BegutachterinDietzel, Martin
Erschienen2014
Umfang66 S. : Zsfassung (2 Bl.) ; Ill., graph. Darst., Kt.
HochschulschriftGraz, Univ., Masterarb., 2014
Anmerkung
Zsfassung in dt. und engl. Sprache
SpracheEnglisch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (GND)Trinkwasser / Enthärtung / Wirbelschichtverfahren / Trinkwasser / Enthärtung / Wirbelschichtverfahren / Online-Publikation
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-66791 Persistent Identifier (URN)
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Selective removal of trace elements during the softening process in fluidized bed pellet reactors in two drinking water plants (Uppsala, Sweden) [2.71 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Gezielte Entfernung von Spurenelementen während des Enthärtungsprozesses in fluidisierten Schwebebettreaktoren in zwei Trinkwasseraufbereitungsanlagen (Uppsala, Schweden)Diese Arbeit beschreibt wie die Enthärtungstechnik über fluidisierte Schwebebettreaktoren verwendet wird, um die Härte des Trinkwassers um bis zu 64 % zu reduzieren. Die Konzentration von Uran und gelöstem organischem Kohlenstoff (DOC) wird aufgrund des oben genannten Verfahrens ebenfalls reduziert. Das Ziel dieser Arbeit war es, die Prozesse nachzuvollziehen, die für die Uran Entfernung in den Aufbereitungsanlagen verantwortlich sind und ob die Anwesenheit von gelöstem organischem Kohlenstoff den Transport von Uran, während des Belüftungsprozesses, der Enthärtung und der Sandfiltration, begünstigt.Die Enthärtung via "Pellet softening" basiert auf der Zugabe von gelöschtem Kalk (Ca(OH)2 - Lösung) in Reaktoren, die Wasser und Quarzpartikel enthalten. XRD, IR und Raman Analysen zeigten in allen Proben Kalzit als CaCO3-phase. Die mit Kalzit umhüllten Partikel werden vom System entfernt. Das Ergebnis des Prozesses wirkt sich folgendermaßen aus:(i) Ca - Reduktion um bis zu 64 % (von 92 auf 34 mg L-1 Ca),(ii) SIKalzit - Abnahme von 0,7 auf 0,2,(iii) Abnahme des Urangehaltes um bis zu 23 % (von 0,022 auf 0,017 mg L-1 U)(iv) Abnahme des DOC - Gehaltes um bis zu 14 % (von 3,6 auf 3,1 mg L-1 DOC).Die Uran-Konzentration im Kalzit reicht von 1 bis 12 mg kg-1, LA-ICP-MS zeigte keine besondere Elementverteilung von U, Mg, Sr, Ba, Fe, Mn und Cd entlang des Kalzitmantels.Es wurde Ultrafiltration verwendet, um die Aquo-Komplexbildung von Uran mit DOC zu untersuchen, um die Menge von DOC gebunden Uran zu ermitteln. In einem experimentellen Versuch konnte eine Korrelation von U und DOC in den filtrierten Lösungen nachgewiesen werden. Es wird vorgeschlagen, dass die Entfernung von DOC die Entfernung von Uran via U-DOC Komplexbildung, bzw. über die Fixierung in organikreichen CaCO3-Präzipitate, verursacht.

Zusammenfassung (Englisch)

Selective removal of trace elements during the softening process in fluidized bed pellet reactors in two drinking water plants (Uppsala, Sweden)Pellet softening technique by using fluidized bed pellet reactors is applied to reduce the hardness of drinking water about up to 64 %. Fortunately, the concentrations of uranium and dissolved organic carbon (DOC) concentrations are also significantly lowered due to the above treatment, but until now quotations and mechanisms for U and DOC reduction have not been revealed. The overall aim of this work was to study which processes govern the U removal in the WTP and how the presence of organic matter may promote the U transport through the aeration, softening and fast sand filter treatment Pellet softening is based on the addition of slaked lime (Ca(OH)2 solution) into a reactor containing water and quartz pellets. XRD, IR and Raman pattern indicate calcite as CaCO3 precipitate in all samples. The calcite-covered pellets are separated from the water within a continuous process. This treatment results in (i) Ca reduction up to 64 % (from 92 down to 34 mg L-1 of Ca), (ii) SIcalcite decrease from 0.7 to 0.2, (iii) decrease of U content up to 23 % (from 0.022 down to 0.017 mg L-1), and (iv) a corresponding DOC reduction of 14 % (from 3.6 down to 3.1 mg L-1). The U concentration of the bulk carbonate scaling ranges from 1 to 12 mg kg-1 in the CaCO3 covering. It is well known that U is incorporated in CaCO3 and is forming aquo complexes with inorganic components such as Ca2+ but also with DOC, such as humic acids. In the present study ultrafiltration was used to investigate aquo complex formation of U with DOC to quantify the amount of DOC-bounded U. In an experimental approach a correlation between U and DOC content was observed in the filtrated solutions. The removal of DOC in the WTP is suggested to cause the removal of uranium via U-DOC complex formation and its subsequent fixation in organic rich CaCO3 precipitates.