Evaluation of water biological stability in distribution system including water storage tanks
Hodnocení biologické stability vody v distribuční síti včetně vodojemů
Vedoucí/Supervisor
Doc. Ing. Nina Strnadová, CSc.
Jazyk/Language
Czech
Abstrakt
Disertační práce se zabývá vyhodnocením biologické stability vody v modelových a reálných vzorcích.
Biologická stabilita vody vyjadřuje míru odolnosti vody proti tvorbě biofilmů a nárostů a proti rozvoji mikroorganizmů v distribučních systémech. Jednou z možností, jak sledovat biologickou stabilitu vody, je parametr BDOC – biodegradabilní rozpuštěný organický uhlík. V disertační práci byla při sledování biologické stability vody věnována pozornost zejména BDOC, dále pak byly použity i některé biologické ukazatele (např. bioseston, abioseston) nebo byly při vyhodnocení organického znečištění reálné vody porovnány parametry DOC (rozpuštěný organický uhlík) a CHSKMn (chemická spotřeba kyslíku manganistanem). Dalším významným ukazatelem sledovaným z hlediska hodnocení biologické stability vody je poměrná hodnota BDOC/DOC.
S biologickou stabilitou vody úzce souvisí vlastní sledování jakosti vody pomocí chemických ukazatelů. Do práce bylo, mimo výše uvedené parametry DOC a CHSKMn, zahrnuto stanovení: absorbance při vlnové délce 254 nm (A254), anorganických forem dusíku a fosforu, konduktivity, celkového chloru a jiné. K vyhodnocení zejména surové vody bylo dále využito tzv. hodnoty specifické UV absorbance (SUVA).
V teoretické části disertační práce jsou shrnuty základní informace týkající se biologické stability vody, jejího stanovení a vlivu důležitých faktorů na její změny. Mezi faktory, které ovlivňují stanovení biologické stability vody, resp. hodnoty BDOC, patří např. druh inokula, procesy úpravy vody, teplota vody nebo změna ročního období.
Experimentální část práce zahrnuje stanovení biologické stability vody v reálných a modelových vzorcích. Pro vyhodnocení byla použita modifikovaná metoda podle Servaise. V modelových pokusech byl zjišťován vliv pH, thiosíranu sodného, stáří a typu inokula na biologickou stabilitu vody, která byla uměle navýšena organickým substrátem (benzoan sodný). Úbytek koncentrace DOC byl také porovnán ve vodě z povrchového a podzemního zdroje. Reálné vzorky vody představovaly vzorky vody z povodí, úpraven vod a jejich distribučních sítí. Byly vybrány čtyři úpravny vody a to ÚV Klíčava, ÚV Hosov, ÚV Vír a ÚV Mostiště. Biologická stabilita vody tak byla vyhodnocena v celém systému zásobování vodou, od zdroje surové vody až po konečného spotřebitele. Hlavní důraz byl přitom kladen na vlastní procesy úpravy vody na úpravnách a změny jakosti dopravované vody v distribučním systému.
Abstract
Dissertation thesis deals with evaluation of water biological stability in model and real samples.
Biological stability express the protection of water against bacterial regrowth in distribution system and biofilm formation. One of the possible parameter how to evaluate biological stability of water is BDOC – biodegradable dissolved organic carbon. BDOC parameter relates to part of dissolved organic carbon (DOC), which can be utilized by bacteria and other microorganism. For better and more complex estimation of water biological stability can be used next indicators e.g.: bioseston, abioseston etc. The comparison between DOC and Chemical Oxygen Demand (CODMn) was used during organic pollution evaluation of real samples. The ratio BDOC/DOC approaches the measure of utilized DOC for bacteria and is important indicator during water biological stability estimation.
Water biological stability evaluation is connected with water quality observation. As mentioned above, except DOC and CODMn parameters, were determined these ones: absorbance in 254 nm (A254), measurement of anorganic form of nitrogen, phosphorus, conductivity, total chlorine etc. SUVA was calculated on the basis of DOC and A254 values and is applied especially for surface water quality evaluation.
In theoretical part of dissertation thesis are summarized base information about biological stability of water, its determination and influence of important factors on its changes. It was looked up especially in foreign literature available on internet web sites. To important factors, which affect water biological stability, resp. BDOC values, belong: kind of inoculum, water treatment processes, water temperature or change of seasons.
Experimental part includes evaluation of water biological stability in real and model samples. The modified method according to Servais was used for BDOC assessment. In model samples were found out the influence of pH, sodium thiosulfate, age and kind of inoculum on biological stability of water, which was increased by organic substrate artificially (sodium benzoate). The loss of DOC concentration was also compared in surface and groundwater. Real samples of water involved ones from catchment, water treatment plant (WTP) and its distribution system. It was choosen four WTPs, namely Klíčava, Hosov, Vír and Mostiště. Therefore biological stability of water was assessed as a complex from surface water source till final consumer. The major concern was taken into account on water treatment processes and changes of drinking water quality in distribution system.