Effectivness of Removal of Selected Biologically Active Micropollutants in Nanofiltration

• Autorzy: Kamińska G. , Dudziak M. , Bohdziewicz J. , Kudlek E.

Identyfikatory

DOI

10.2428/ecea.2016.23(2)14

Warianty tytułu

PL

Ocena skuteczności usuwania wybranych substancji aktywnych biologicznie w procesie nanofiltracji

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This study addressed the removal efficiency of five different compounds classified as biologically active compounds ie benzo(a)pyrene (BaP), anthracene (ANT), diclofenac (DCL), pentachlorophenol (PCP), octylphenol (OP) in nanofiltration. They were removed from deionized water solution (500 µg/dm3) and comparatively from synthetic and municipal effluent. It was found that the efficiency of the nanofiltration depends on significantly both on type of membrane and the environmental matrix and physic-chemical properties of the compounds contained in the treated feed. The highest retention was observed for benzo(a)pyrene removed from deionized water. In this case, the retention of BaP varied from 99.82% to 99.94%. For other compounds (excluding octylphenol) we observed an inverse trend, higher retention degrees were obtained when the synthetic or real effluent were filtered. This study documented a complex mechanism of separation of low molecular weight organic micropollutants in nanofiltration, which could be a result of intermolecular interactions, sieve effect and adsorption. In addition, in the last part we compare our experimental data with predicted retention coefficients, which were computed from models for predicting retention of micropollutants in nanofiltration.

PL

W ramach pracy podjęto badania nad oceną skuteczności usuwania pięciu różnych związków nale żących do grupy substancji aktywnych biologicznie, tj. benzo(a)piren (BaP), antracen (ANT), diklofenak Effectivness of Removal of Selected Biologically Active Micropollutants in Nanofiltration 197 (DCL), pentachlorofenol (PCP) i oktylofenol (OP) w procesie nanofiltracji. Przedmiotem badań były modelowe roztwory tych substancji o stężeniu 500 µg/dm3 wykonane na bazie wody zdejonizowanej. Uzyskane wyniki badań porównano pod kątem skuteczności usuwania wybranych związków z syntetycznych i rzeczywistych odpływów z komunalnej oczyszczalni ścieków. Wykazano, że na skuteczność procesu nanofiltracji istotny wpływ ma rodzaj membrany nanofiltracyjnej, właściwości fizykochemiczne usuwanych związków, jak również rodzaj matrycy środowiskowej poddawanej oczyszczaniu. Najwyższą efektywność usuwania zaobserwowano dla benzopirenu w trakcie nanofiltracji wody zdejonizowanej. Współczynniki retencji wynosiły wówczas od 99,82% do 99,94%, co oznacza praktycznie jego całkowite usunięcie. Z kolei dla pozostałych związków z wyjątkiem oktylofenolu zaobserwowano odwrotną tendencję, wyższe współczynniki retencji uzyskano, gdy filtrowanym medium były ścieki syntetyczne lub rzeczywiste. Przeprowadzone badania udokumentowa ły złożony mechanizm separacji małocząsteczkowych mikrozanieczyszczeń organicznych w procesie nanofiltracji wynikający m.in. z oddziaływań międzycząsteczkowych, efektu sitowego, jak i adsorpcji. Dodatkowo, w ostatniej części pracy porównano uzyskane dane doświadczalne z przewidywanymi współczynnikami retencji, które zostały obliczone z modeli dotyczących przewidywania retencji mikrozanieczyszczeń w procesie nanofiltracji.

Słowa kluczowe

EN

biologically active compounds; nanofiltration

PL

związki aktywne biologicznie; nanofiltracja

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. A
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 23, nr 2
• Strony: 185--198
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kamińska G.

• Institute of Water and Wastewater Engineering, Silesian University of Technology, ul. Konarskiego 18, 44–100 Gliwice, Poland, phone: [phone], fax: [phone].

autor

Dudziak M.

• Institute of Water and Wastewater Engineering, Silesian University of Technology, ul. Konarskiego 18, 44–100 Gliwice, Poland, phone: [phone], fax: [phone].

autor

Bohdziewicz J.

• Institute of Water and Wastewater Engineering, Silesian University of Technology, ul. Konarskiego 18, 44–100 Gliwice, Poland, phone: [phone], fax: [phone].

autor

Kudlek E.

• Institute of Water and Wastewater Engineering, Silesian University of Technology, ul. Konarskiego 18, 44–100 Gliwice, Poland, phone: [phone], fax: [phone].

Bibliografia

• [1] Bolong N, Ismail A, Salim M, Matsuura T. Desalinaton. 2009;239:229-246. DOI:10.1016/j.desal.2008.03.020.
• [2] Soares A, Guieysse B, Jefferson B, Cartmell E, Lester J. Environ Int. 2009;34:1033-1049. DOI: 10.1016/j.envint.2008.01.004.
• [3] Schäfers C, Teigeler M, Wenzel A, Maack G, Fenske M, Segner H. J Toxicol Env Heal A. 2007;70:768-779. DOI:http://dx.doi.org/10.1080/15287390701236470.
• [4] Wang X, Miao Y, Zhang Y, Cheng Li Y, Wu M, Yu G. Sci Total Environ. 2013;447:80-89, DOI:10.1016/j.scitotenv.2012.12.086.
• [5] Patrolecco L, Ademollo N, Capri S, Pagnotta R, Polesello S. Chemosphere 2010;81:1386-1392. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2010.09.027.
• [6] Mihaich E, Friederich U, Caspers N, Hall AT, Klecka G, Dimond S, et al. Ecotox Environ Safe. 2009;72:1392-1399. DOI: 10.1016/j.ecoenv.2009.02.005.
• [7] Mariel A, Alejandra B, Silvia P. Environ Toxicol Phar. 2014;38:634-642. DOI:10.1016/j.etap.2014.08.014.
• [8] Zhang L, Li Q, Chen L, Zhang A, He J, Wen Z, Wu L. Ecotox Environ Safe. 2015;112:137-143, DOI: 10.1016/j.ecśnv.2014.10.037.
• [9] Directive 2008/105/EC of the European Parliament and of the Council of 16 December 2008 on environmental quality standards in the field of water policy, amending and subsequently repealing Council Directives 82/176/EEC, 83/513/EEC, 84/156/EEC, 84/491/EEC, 86/280/EEC and amending Directive 2000/60/EC of the European Parliament and of the Council. http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2008:348:0084:0097:en:PDF.
• [10] Directive 2013/39/EU of the European Parliament and of The Council of 12 August 2013 amending Directives 2000/60/EC and 2008/105/EC as regards priority substances in the field of water policy. http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2013:226:0001:0017:EN:PDF.
• [11] Directive 2000/60/EC of the European Parliament and of the Council of 23 October 2000 establishing a framework for Community action in the field of water policy. http://ec.europa.eu/health/endocrine_disruptors/docs/wfd_200060ec_directive_en.pdf.
• [12] Hajibabania S, Verliefde A, McDonald J, Khdan S, Le-Clech P. J Membrane Sci. 2011;373:130-139. DOI:10.1016/j.memsci.2011.02.040.
• [13] Acero J, Benitez F, Teva F, Leal A. Chem Eng J. 2010;163:264-272. DOI:10.1016/j.cej.2010.07.060.
• [14] Hajibabania S, Verliefde A, McDonald J, Khdan S, Le-Clech P. J Membrane Sci. 2011;373:130-139. DOI:10.1016/j.memsci.2011.02.040.
• [15] Radjenovic J, Petrovic M, Ventura F, Barcelo D. Water Res. 2008;42:3601-361. DOI:10.1016/j.watres.2008.05.020.
• [16] Dudziak M. Separacja mikrozanieczyszczeń estrogenicznych wysokociśnieniowymi technikami membranowymi. (Separation of estrogenic micropollutants by high pressure membrane techniques). Gliwice: Politechnika Śląska (Silesian University of Technology); 2013.
• [17] Semião A, Schäfer A. Membrane Sci. 2013;431:244-256. DOI:10.1016/j.memsci.2012.11.080.
• [18] Schäfer A, Akanyeti I, Semião A. Adv Colloid Interface Sci. 2011; 164: 100-117. DOI: 10.1016/j.cis.2010.09.006.
• [19] Bellona C, Drewes JE, Xu P, Amy G. Water Res. 2004; 38: 2795-2809. DOI:10.1016/j.watres.2004.03.034
• [20] Yangali-Quintanilla V, Sadmani A, McConville M, Kennedy M, Amy G. Water Res. 2010;44:373-384. DOI: 10.1016/j.watres.2009.06.054
• [21] McCallum EA, Hyung H, Anh Do T, Huang C, Kim J. J Membrane Sci. 2008;319:38-43. DOI:10.1016/j.memsci.2008.03.014.
• [22] Yoon Y, Westerhoff P, Snyder S, Wert EJ. Membrane Sci. 2006; DOI:10.1016/j.memsci.2005.06.045.
• [23] Mohammad AW, Teow YH, Ang WL, Chung YT, Oatley-Radecliffe DL, Hilal N. Desalination. 2015;356:226-254. DOI:10.1016/j.desal.2014.10.043.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.