The influence of water matrix on the separation of bisphenol a with low and high pressure driven membrane techniques

• Autorzy: Dudziak M. , Burdzik-Niemiec E.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The unrestricted access to clean and inexpensive water is perceived as one of the most basic humanitarian objectives; however, it still remains a challenge in 21st century due to many factors such as constantly increasing pollution of surface water. One of the remedies for this situation might be so called in-depth municipal waste water treatment. The objective of this paper was to examine the efficacy of the pressure-driven membrane filtration (ultra- and nanofiltration) to remove bisphenol A from a variety of environmental matrices including real effluent from municipal wastewater treatment plants. The process of pressure-driven membrane filtration was realized through dead-end flow filtration with the use of different commercial membranes. It has been proved that bisphenol A retention coefficient depended both on the process type and the physical and chemical properties of the membrane applied. The type of water matrix was also significant. It has been determined that efficient bisphenol A removal is possible only in the process of nanofiltration. However, in this case the selection of an appropriate membrane is of a great importance because of the physical and chemical parameters that determine both separation properties and the intensity of adverse reactions that accompany pressure-driven filtration processes.

PL

Nieograniczony dostęp do czystej i niedrogiej wody jest uważany za jeden z najbardziej podstawowych celów humanitarnych, który jednak dalej pozostaje wyzwaniem 21-ego wieku z uwagi m.in. na wzrastające zanieczyszczenie wód powierzchniowych. Jednym ze środków zaradczych w tej sytuacji ma być tzw. pogłębione oczyszczanie ścieków komunalnych. W ramach niniejszej pracy podjęto badania nad oceną efektywności ciśnieniowej filtracji membranowej (ultra- i nanofiltracji)w aspekcie usuwania bisfenolu A z różnych matryc środowiskowych, w tym rzeczywistego odpływu z oczyszczalni ścieków komunalnych. Proces ciśnieniowej filtracji membranowej realizowano w układzie filtracji jednokierunkowej stosując rożne komercyjne membrany. Wykazano, że współczynnik retencji bisfenolu A zależał zarówno od rodzaju procesu jak i właściwości fizykochemicznych użytej membrany. Istotny był również rodzaj oczyszczanej matrycy wodnej. Określono, że skuteczna eliminacja bisfenolu A możliwa jest jedynie w procesie nanofiltracji. Jednak w tym zakresie istotny jest dobór odpowiedniej membrany biorąc pod uwagę parametry fizyczno-chemiczne, które determinują zarówno właściwości separacyjne jak i intensywność zjawisk niekorzystnych towarzyszących ciśnieniowej filtracji.

Słowa kluczowe

EN

separation of micropollutants; bisphenol A; nanofiltration; ultrafiltration

PL

separacja mikrozanieczyszczeń; bisfenol A; nanofiltracja; ultrafiltracja

• Wydawca: Silesian University of Technology
• Czasopismo: Architecture Civil Engineering Environment
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 9, no. 2
• Strony: 117--123
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz.

Twórcy

autor

Dudziak M.

• Silesian University of Technology, Faculty of Environmental Engineering and Energy, Institute of Water and Wastewater Engineering, Konarskiego 18, 44-100 Gliwice, Poland

autor

Burdzik-Niemiec E.

• Silesian University of Technology, Faculty of Environmental Engineering and Energy, Institute of Water and Wastewater Engineering, Konarskiego 18, 44-100 Gliwice, Poland

Bibliografia

• [1] Aquastat, Water Uses, Food Agric. Organ. United Nations, 2013.
• [2] UN-Water, International Decade for Action “Water for Life” 2005–2015, United Nations Dep. Econ. Soc. Aff., 2013.
• [3] Prüss-Üstün A., Bos R., Gore F., Bartram J.; Safer Water. Better Health: Costs, Benefits and Sustainability of Interventions to Protect and Promote Health, 2008.
• [4] UN-Water, World Water Day 2007, 2007.
• [5] Dudziak M., Bodzek M.; Selected factors affecting the elimination of hormones from water using nanofiltration. Desalination, Vol.240, No.1-3, 2009; p.236-243.
• [6] Harisha R.S., Hosamani K.M., Keri R.S., Nataraj S.K., Aminabhavi T.M.; Arsenic removal from drinking water using thin film composite nanofiltration membrane. Desalination, Vol. 252, No.1-3, 2010; p.75-80.
• [7] Saitúa H., Giannini F., Padilla A.P.; Drinking water obtaining by nanofiltration from waters contaminated with glyphosate formulations: process evaluation by means of toxicity tests and studies on operating parameters. Journal of Hazardous Materials, Vol.227-228, No.8, 2012; p. 204-210.
• [8] Lobos-Moysa, E., Dudziak M., Zon Z.; Biodegradation of rapeseed oil by activated sludge method in the hybrid system. Desalination, Vol.241, No.1-3, 2009; p.43-48.
• [9] Radjenović J., Petrović M., Ventura F., Barceló D.; Rejection of pharmaceuticals in nanofiltration and reverse osmosis membrane drinking water treatment. Water Research, Vol.42, No.8, 2008; p.3601-3610.
• [10] Plakas K.V., Karabelas A.J.; Removal of pesticides from water by NF and RO membranes – a review. Desalination, Vol.287, No.1, 2012; p.255-265.
• [11] Ormad M.P., Miguel N., Claver A., Matesanz J.M., Ovelleiro J.L.; Pesticides removal in the process of drinking water production. Chemosphere, Vol.71, No.1, 2008; p.97-106.
• [12] Jiang H., Adams C.; Treatability of chloro-s-triazines by conventional drinking water treatment technologies. Water Research, Vol.40, No.8, 2006; p.1657-1667.
• [13] Bodzek M., Dudziak M.; Removal of natural estrogens and synthetic compounds considered to be endocrine disrupting substances (EDs) by coagulation and nanofiltration, Vol.15, No.1, 2006; p.35-40.
• [14] Drioli E., Giorno L.; Membrane operations: innovative separations and transformations. John Wiley and Sons, 2009.
• [15] Ismail M.; Sustainable membrane technology for energy, water and environment. JohnWiley and Sons, 2012.
• [16] Norman N.L.; Advanced Membrane Technology and Applications. John Wiley and Sons, 2008.
• [17] Kamińska G., Dudziak M., Bohdziewicz J., Kudlek E.; Ocena skuteczności usuwania wybranych substancji aktywnych biologicznie w procesie nanofiltracji [Effectivness of removal of selected biologically active micropollutants in nanofiltration], Proceedings of ECOpole 2016 – in press (in Polish).
• [18] Mänttäri M., Pihlajamäki A., Nyström M.; Industrial membrane processes in the treatment of process waters and liquors. Water Science and technologies, Vol.62, No.7, 2010; p.1653-1660.
• [19] Schäfer A.I., Akanyeti I., Semião A.J.; Micropollutant sorption to membrane polymers: a review of mechanisms for estrogens. Advances in Colloid and Interface Science, Vol.164, No.1-2, 2011; p.100-117.
• [20] Amy G.; Fundamental understading of organic matter fouling of membranes. Desalination, Vol.231, No.1-3, 2008; p.44-51.
• [21] Katsoufidou K., Yiantsios S.G., Karabelas A.J.; A study of ultrafiltration membrane fouling by humic acid and flux recovery by backwasching: Experiments and modeling. Journal of Membrane Science, Vol.266, No.1-2, 2005; p.40-50.
• [22] Dudziak M.; Retention of mycoestrogens in nanofiltration. Impact of feed water chemistry, membrane properties and operating process conditions., Environmental Protection Engineering, Vol.38, No.2, 2012; p.5-17.