Regeneration of spent caustic and acidic cleaning baths using a pilot membrane system

• Autorzy: Kowalik-Klimczak Anna , Życki Maciej , Rajewska Paulina

Warianty tytułu

PL

Regenerowanie zasadowych i kwasowych zużytych kąpieli myjących przy użyciu pilotowych instalacji membranowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this work, the concept based on using pressure driven membrane processes was developed to effectively recover caustic and acidic cleaning baths that wash out of technological lines in dairy plants. As a result, the influence of both microfiltration (MF) and the integrated system of micro- and ultrafiltration (MF/UF) process parameters were assessed on the efficiency of the regeneration of caustic cleaning baths. It was found that MF process allows reducing the level of contaminants in caustic cleaning baths, yet the integrated MF/UF system is more efficient in the removal of high molecular organic compounds. In turn, during the regeneration of acidic cleaning baths, the influence of process parameters of ultrafiltration (UF) and integrated ultraand nanofiltration systems (UF/NF) on the on their effectiveness was examined. As a result, it was confirmed that integrated UF/NF system is crucial to regenerate acidic cleaning baths.

PL

W ramach przeprowadzonych prac badawczych opracowano koncepcję efektywnego regenerowania alkalicznych i kwasowych kąpieli myjących powstających podczas mycia linii technologicznych zakładów mleczarskich. W wyniku przeprowadzonych eksperymentów dokonano oceny wpływu parametrów procesowych mikrofiltracji (MF) i zintegrowanego układu mikro- i ultrafiltracji (MF/UF) na efektywność regenerowania alkalicznych kąpieli myjących. Stwierdzono, że proces MF umożliwia zmniejszenie poziomu zanieczyszczenia alkalicznych kąpieli myjących, ale dopiero zastosowanie układu MF/UF pozwala na usunięcie wielkocząsteczkowych związków organicznych. Z kolei podczas regenerowania kwasowych kąpieli myjących zbadano wpływ parametrów procesowych ultrafiltracji (UF) i zintegrowanego układu ultra- i nanofiltracji (UF/NF) na ich efektywność. Na podstawie przeprowadzonych prac badawczych stwierdzono, że do regenerowania kwasowych kąpieli myjących niezbędne jest wykorzystanie układu procesów UF/NF.

Słowa kluczowe

EN

caustic cleaning baths; acidic cleaning baths; regeneration; microfiltration; ultrafiltration; nanofiltration

PL

alkaliczne kąpiele myjące; kwasowe kąpiele myjące; regeneracja; mikrofiltracja; ultrafiltracja; nanofiltracja

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji - Państwowego Instytutu Badawczego
• Czasopismo: Journal of Machine Construction and Maintenance - Problemy Eksploatacji
• Rocznik: 2019
• Tom: no. 3
• Strony: 47--54
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kowalik-Klimczak Anna

• Łukasiewicz Research Network - Institute for Sustainable Technologies, Radom, Poland

autor

Życki Maciej

• Łukasiewicz Research Network - Institute for Sustainable Technologies, Radom, Poland

autor

Rajewska Paulina

• Łukasiewicz Research Network - Institute for Sustainable Technologies, Radom, Poland

Bibliografia

• 1. European Commision: Communication from the Commission to the European Parliament, the Council, the European Economic and Social Committee and the Committee of the Regions, Closing the loop - An EU action plan for the Circular Economy. COM(2015) 614, Brussels, 2.12.2015.
• 2. Rozporządzenie Ministra Budownictwa z dnia 14 lipca 2006 r. w sprawie sposobu realizacji obowiązków dostawców ścieków przemysłowych oraz warunków wprowadzania ścieków do urządzeń kanalizacyjnych (Dz.U. 2006 nr 136 poz. 964) [in Polish].
• 3. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 18 listopada 2014 r. w sprawie warunków jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi, oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego (Dz.U. 2014 poz. 1800) [in Polish].
• 4. Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 13 listopada 2015 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi (Dz.U. 2015 poz. 1989) [in Polish].
• 5. Linclau E., Ceulemans J., De Sitter K., Cauwenberg P.: Water and detergent recovery from finsing water in an industrial environment. Water Resources and Industry, 2016, 14, pp. 3-10.
• 6. Alkay E., Demirer G.N.: Water recycling and reuse in soft drink/beverage industry: A case study for sustainable industrial water management in Turkey. Resources, Conservation and Recycling, 2015, 104, pp. 172-180.
• 7. Struk-Sokołowska J.: Wpływ ścieków mleczarskich na frakcje ChZT ścieków komunalnych. Inżynieria Ekologiczna, 2011, 24, pp. 130-144 [in Polish].
• 8. Dąbrowski W.: Określenie zmian stężenia zanieczyszczeń w profilu oczyszczalni ścieków mleczarskich na przykładzie S.M. Mlekovita w Wysokiem Mazowieckiem. Inżynieria Ekologiczna, 2011, 24, pp. 236-242 [in Polish].
• 9. Khor, C., Foo D.C.Y., El-Halwagi M.M., Tan R.R., Shah N.: A superstructure optimization approach for membrane separation-based water regeneration networks synthesis with detailed nonlinear mechanistic reverse osmosis model. Industrial & Engineering Chemistry Research, 2011, 50, pp. 13444-13456.
• 10. Janiszewska J., Rajewska P.: The possibility for the use of ultrafiltration for the treatment of potato processing water. Journal of Machine Construction and Maintenance, 2017, 4, pp. 131-139.
• 11. Paugam L., Delaunay D., Diagne W. N., Rabiller-Baudry M.:Cleaningof skimmilk PES ultrafiltration membrane: On the real effect of nitricacid step. Journal of Membrane Science, 2013, 428, pp. 275-280.
• 12. Kowalik-KlimczakA., Stanisławek E.: Reclamation of water from dairy wastewater using polymeric nanofiltration membranes. Desalination and Water Treatment, 2018, 128, pp. 364-371.
• 13. Luo J., Ding L., Qi B., Jaffrin Y.M., Wan Y.: A two-stage ultrafiltration and nanofiltration process for recycling dairy wastewater. Bioresource Technology, 2011, 102, pp. 7437-7442.
• 14. Navarro-Guerrero A.E., Rios-Castillo A.G., Ripolles Avila C., Hascoet A.S., Felipe X., Rodriguez Jerez J.J.: Development of a dairy fouling model to assess the efficacy of cleaning procedures using alkaline and enzymatic products. LebensmittelWissenschaft & Technologie, 2019, 106, pp. 44-49.
• 15. Meneses E.Y., Flores A.R.: Feasibility, safety, and economic implications of whey-recovered water in cleaning-in-place systems: A case study on water conservation for the dairy industry. Journal of Dairy Science, 2016, 99, pp. 3396-3407.
• 16. Thomas A., Sathian C.T.: Cleaning-in-Place (CIP) System in Dairy Plant-Review. Journal of Environmental Science, Toxicology and Food Technology, 2014, 8/6, pp. 41-44.
• 17. Kowalik-Klimczak A.: The possibilities of using membrane filtration in the dairy industry. Journal of Machine Construction and Maintenance, 2017, 105/2, pp. 99-108.
• 18. Suárez L., Díez A. M., García R., Riera A.F.: Membrane technology for the recovery of detergent compounds: A review. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 2012, 18, pp. 1859-1873.
• 19. NovalicS.,DąbrowskiA.,KulbeK.D.:Nanofiltration of caustic and acidic cleaning solutions with high COD: Part 2. Recycling of HNO3 . Journal of Food Engineering, 1998, 38, pp. 133-140.
• 20. Merin U., Boyaval E., Daufin G.: Cleaning-in-Place in the dairy industry: Criteria for reuse of caustic (NaOH) solutions. Dairy Science & Technology, 2002, 82/3, pp. 357-366.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).