Nanofiltration as an effective method of NaOH recovery from regenerative solutions

• Autorzy: Urbanowska Agnieszka , Kabsch-Korbutowicz Małgorzata

Identyfikatory

DOI

10.24425/aep.2019.127978

Warianty tytułu

PL

Proces nanofiltracji jako efektywna metoda odzysku NaOH z roztworów poregeneracyjnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The objective of this study was to determine the suitability of the nanofiltration (NF) process to recover the regenerating agent (NaOH) from spent solutions contaminated with organic compounds. NaOH recovery from 2 spent regenerant solutions after cleaning ultrafiltration (UF) membranes (polymeric 30 kDa, ceramic 300 kDa) fouled with natural humic water was carried out using 2 types of NF membranes: NP010P (Na₂SO₄ rejection: 35–75%) and NP030P (Na₂SO₄ rejection: 80–95%). It has been shown that the use of the NP030P membrane allows for very high separation efficiency of organic compounds (up to 97% of color intensity reduction) from the tested solutions. It was also observed that the effectiveness of the process, in addition to the type of membrane used, also depends on the time of NF process – along with the elapsed time of the process, the hydraulic and separation properties of the tested membranes deteriorated. The obtained results showed that the use of both tested NF membranes allows for the recovery of NaOH to a degree that allows its re-use.

PL

W przeprowadzonych badaniach określono przydatność procesu nanofiltracji (NF) do odzysku czynnika regenerującego (NaOH) z roztworów poregeneracyjnych zanieczyszczonych związkami organicznymi. Uzyskane wyniki pokazały, że użycie obu testowanych membran nanofiltracyjnych (NP010P oraz NP030P) pozwala na odzysk NaOH w stopniu pozwalającym na jego ponowne użycie. Wykazano, że zastosowanie membrany NP030P pozwala na uzyskanie bardzo wysokiej skuteczności separacji związków organicznych (do 97% usunięcia barwy) z testowanych roztworów. Zaobserwowano również, że skuteczność procesu, oprócz rodzaju użytej membrany, zależała także od czasu prowadzenia nanofiltracji – wraz z upływającym czasem procesu pogarszały się właściwości hydrauliczne i separacyjne testowanych membran.

Słowa kluczowe

EN

recovery; nanofiltration; NaOH solution; chemical cleaning; pressure-driven membrane process

PL

poprawa; nanofiltracja; roztwór NaOH; czyszczenie chemiczne; procesy membranowe ciśnieniowe

• Wydawca: Institute of Environmental Engineering, Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Environmental Protection
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 45, no. 2
• Strony: 31--36
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Urbanowska Agnieszka

• Wroclaw University of Science and Technology, Poland

autor

Kabsch-Korbutowicz Małgorzata

• Wroclaw University of Science and Technology, Poland

Bibliografia

• 1. Arkell, A., Krawczyk, H., Thuvander, J. & Jönsson, A.-S. (2013). Evaluation of membrane performance and cost estimates during recovery of sodium hydroxide in a hemicellulose extraction process by nanofiltration, Separation and Purification Technology, 118, pp. 387-393.
• 2. Bodzek, M., Konieczny, K. & Rajca, M. (2019). Membranes in water and wastewater disinfection - review, Archives of Environmental Protection, 45, 1, pp. 3-18.
• 3. Bond, T., Templeton, M.R., Rifai, O., Ali, H. & Graham, N.J.D. (2014). Chlorinated and nitrogenous disinfection by-product formationfrom ozonation and post-chlorination of natural organic matter surrogates, Chemosphere, 111, pp. 218-224.
• 4. Córdova, A., Astudill, C., Giorno, L., Guerrero, C., Conidi, C., Illanes, A. & Cassano, A. (2016). Nanofi ltration potential for the purification of highly concentrated enzymatically produced oligosaccharides, Food and Bioproducts Processing, 98, pp. 50-61.
• 5. Grefte, A., Dignum, M., Cornelissen, E.R. & Rietveld, L. (2013). Natural organic matter removal by ion exchange at different positions in the drinking water treatment lane, Drinking Water Engineering and Science, 6, pp. 1-10.
• 6. Gésan-Guiziou, G., Alvarez, N., Jacob, D. & Daufin, G. (2007). Cleaning-in-place coupled with membrane regeneration for re-using caustic soda solutions, Separation and Purification Technology, 54, pp. 329-339.
• 7. Kovács, Z. & Samhaber, W. (2008). Characterization of nanofiltration membranes with uncharged solutes, Membrántechnika, 12, pp. 22-36.
• 8. Lee, S.-J. & Kim, J.-H. (2014). Differential natural organic matter fouling of ceramic versus polymeric ultrafiltration membranes, Water Research, 48, pp. 43-51.
• 9. Lin, J.C.-T., Lee, D.-J. & Huang, C. (2009). Membrane fouling mitigation: membrane cleaning, Separation Science and Technology, 45, 7, pp. 858-872.
• 10. Matilainen, A. & Sillanpää, M. (2010). Removal of natural organic matter from drinking water by advanced oxidation processes, Chemosphere, 80, 4, pp. 351-365.
• 11. Matilainen, A., Gjessing, E.T., Lahtinen, T., Hed, L., Bhatnagar, A. & Sillanpää, M. (2011). An overview of the methods used in the characterisation of natural organic matter (NOM) in relation to drinking water treatment, Chemosphere, 83, 11, pp. 1431-1442.
• 12. Microdyn Nadir Product Catalogue, (http://www.microdyn-nadir.com/fileadmin/user_upload/downloads/catalogue.pdf (20.10.2018)).
• 13. Nebbioso, A. & Piccolo, A. (2013). Molecular characterization of dissolved organic matter (DOM): a critical review, Analytical and Bioanalytical Chemistry, 405, 1, pp. 109-124.
• 14. Porcelli, N. & Judd, S. (2010). Chemical cleaning of potable water membranes: A review, Separation and Purification Technology, 1, pp. 137-143.
• 15. Sillanpää, M. (2015). Natural Organic Matter in Water: Characterization and Treatment Methods, Butterworth-Heinemann, Oxford, United Kingdom 2015.
• 16. Sutzkover-Gutman, I., Hasson, D. & Semiat, R. (2010). Humic substances fouling in ultrafiltration processes, Desalination, 261, pp. 218-231.
• 17. Tami Industries Ceram INSIDE Product Catalogue, (https://www.sepra.it/en/ceramic-tubular-membranes-p-47-s-18.html (20.10.2018)).
• 18. Urbanowska, A. & Kabsch-Korbutowicz, M. (2016). The properties of NOM particles removed from water in ultrafiltration, ion exchange and integrated processes, Membrane Water Treatment, 7, 1, pp. 1-10.
• 19. Yunos, M.Z., Harun, Z., Basri, H. & Ismail, A.F. (2014). Studies on fouling by natural organic matter (NOM) on polysulfone membranes: Effect of polyethylene glycol (PEG), Desalination, 333, 1, pp. 36-44.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).