Application of Membrane Processes in Treatment of Slurry from High-Density Pig Farming

• Autorzy: Kwiecińska A. , Konieczny K.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie procesów membranowych w zagospodarowaniu gnojowicy trzody chlewnej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of the study was to determine the effectiveness of integrated system: ultrafiltration and two-step reverse osmosis to recover water from pig slurry. The natural separation ie sedimentation and floatation were used to prepare feed for membrane treatment. Obtained supernatant was introduced to pilot scale installation for membrane filtration equipped with ceramic tubular UF membrane of pore size 5 nm. The cleaned stream was polished on polyamide RO membranes. The capacity of the process and the quality of cleaned streams were used to evaluate the effectiveness of the treatment. Washing of the ceramic membrane via back flushing with water and chemicals ie 0.5 % solutions of sodium hydroxide and nitric acid was also performed. The study revealed that proposed system is suitable to recover water from pig slurry. The final product quality is suitable to reuse it on farms eg for washing animals, farmhouses or in heating/cooling systems. The advantage is also the concentration of organic compounds and nutrients in the form of retentate, which can be still used for fertilization or agricultural biogas production.

PL

Celem przeprowadzonych badań było określenie efektywności zintegrowanego system złożonego z ultrafiltracji i dwustopniowej odwróconej osmozy do odzysku wody z gnojowicy trzody chlewnej. W przygotowaniu nadawy do filtracji membranowej wykorzystano naturalnie zachodzące procesy separacji, tj. sedymentację i flotację. Otrzymaną w ten sposób ciecz nadosadową wprowadzono na instalację pilotową wyposażoną w ceramiczne rurowe membrany ultrafiltracyjne o średnicy porów 5 nm. Otrzymany strumień permeatu doczyszczano na poliamidowych membranach osmotycznych. Do oceny efektywności zastosowanego systemu wykorzystano wydajność procesów filtracji membranowej oraz jakość oczyszczanych strumieni. Dodatkowo, w przypadku membran ceramicznych zbadano wpływ mycia wstecznego wodą oraz środkami chemicznymi, tj. 0,5 % roztworami wodorotlenku sodu oraz kwasu azotowego na przywrócenie początkowej wydajności membran. Badania wykazały, że proponowany system oczyszczania może zostać wykorzystany do odzysku wody z gnojowicy trzody chlewnej. Jakość końcowego produktu pozwala na jego ponowne wykorzystanie na farmie do np. mycia zwierząt i obiektów hodowlanych czy też w systemach chłodząco/grzewczych. Dodatkową zaletą procesu jest zatężenie związków nawozowych i organicznych w postaci retentate, który może zostać wykorzystany do celów nawozowych lub w produkcji biogazu rolniczego.

Słowa kluczowe

EN

pig slurry; ultrafiltration; reverse osmosis; fouling; water recovery

PL

gnojowica trzody chlewnej; ultrafiltracja; odwrócona osmoza; fouling; odzysk wody

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. A
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 20, nr 2
• Strony: 239--249
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., tab., wykr., rys.

Twórcy

autor

Kwiecińska A.

• Division of Environmental Chemistry and Membrane Processes, Institute of Water and Wastewater Engineering, Faculty of Energy and Environmental Engineering, Silesian University of Technology, ul. S. Konarskiego 18, 44–100 Gliwice, Poland

autor

Konieczny K.

• Division of Environmental Chemistry and Membrane Processes, Institute of Water and Wastewater Engineering, Faculty of Energy and Environmental Engineering, Silesian University of Technology, ul. S. Konarskiego 18, 44–100 Gliwice, Poland

Bibliografia

• [1] Lens P, Hamelers B. Resource recovery and reuse in organic solid waste management. London: IWA Publishing; 2004.
• [2] Mengel K, Kirkby EA, Kosegarten H, Appel T. Principles of plant nutrition. Dordrecht: Kluwer Academic Publisher; 2001.
• [3] Kutera J. Slurry management. Wrocław: Agriculture Academy Publisher in Wroclaw; 1994 (in Polish).
• [4] Wilhelm RG, Martens DC, Hallock DL. Water Air Soil Pollut. 1980;14:443-450.
• [5] Buelma G, Dube R, Turgeon N. Desalination. 2008;231:97-304.
• [6] Yetilmezsoy K, Sapci-Zengin Z. J Hazard Mater. 2009;166:260-269.
• [7] Masse L, Masse DI, Pellerin Y. J Membr Sci. 2008;325:914-919.
• [8] Jacangelo JG, Rhodes Trussell R, Watson M. Desalination. 1997;113:119-127.
• [9] Bodzek M. Environ Protec Eng. 1999;25:153-192.
• [10] Van der Bruggen B, Vandecasteele C, Gestel TV, Doyen W, Leysen R. Environ Prog. 2003;22:46-56.
• [11] Pieters JG, Neukermans GGJ, Colanbeen MBA. J Agric Eng Res. 1999;73:403-40.
• [12] Jarusutthirak C, Amy G. Water Sci Technol. 2001;43:225-232.
• [13] Masse L, Masse DI, Pellerin Y. Biosystems Eng. 2007;98:371-380.
• [14] Bodzek M, Konieczny K. The application of membrane processes in water treatment. Bydgoszcz: Projprzem-EKO Publisher; 2005 (in Polish).
• [15] BodzeK M, Płatkowska A. Inż Ochr Środow. 2009;12(1):5-24.
• [16] Nath K. Membrane separation processes. New Delhi: Prentice-Hall of India Private Limited; 2008.