Usuwanie wybranych form azotu z wody infiltracyjnej przy zastosowaniu odwróconej osmozy

• Autorzy: Piekutin J.

Warianty tytułu

EN

Elimination of select forms of nitrogen from water infiltration by applying a reversed osmosis

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedmiotem artykułu jest rozpatrywanie możliwość usuwania związków azotu z wody infiltracyjnej przy pomocy odwróconej osmozy oraz ich wpływ na pracę osmotycznej membrany wykorzystując do tego modelowanie matematyczne oparte na trzech wybranych modelach stosowanych wcześniej w innych procesach membranowych. W celu zwiększenia efektywności proponowanej techniki usuwania form azotu z wody przeprowadzono rozpoznanie przyczyn zmniejszania się strumienia permeatu w procesie membranowym. Wykazano możliwości zastosowania tych opracowań w określeniu zmian wydajności strumienia permeatu podczas filtracji wody infiltracyjnej z podwyższoną zawartością związków azotu. Na tej podstawie wyznaczono udział oporów warstw będących następstwem różnych rodzajów "foulingu" membran. Zweryfikowano model opisujący zmiany strumienia permeatu w czasie: model "relaksacyjny". Zastosowanie modelu Hermii, opisującego filtrację w warunkach stałego ciśnienia, pozwoliło określić najbardziej prawdopodobny mechanizm blokowania porów membrany i wykorzystując strumień permeatu opisany, jako czasowe zmiany oporów transportu masy w filtracji membranowej. Poszukiwanie optymalnego rozwiązania, uzyskanie maksymalnej jednostkowej ilości permeatu w czasie jednego cyklu sprowadza się do zadania optymalizacji z pojedynczą funkcją celu. Analizowane modele pozwalają na ocenę natury analizowanych zjawisk oraz umożliwiają prognozować zmianę strumienia permeatu mając do czynienia z wodą infiltracyjną zanieczyszczoną formami azotu.

EN

The subject of this article thesis is taking into consideration possibilities of eliminating compounds of nitrogen from infiltation water with a reversed osmosis and their influence on the work of the osmotic membrane by utilizing mathematical modelling based on three selected models applied earlier in the other membranous processes. In order to increase effectives of the suggested technology of eliminating forms of nitrogen from water, the close examination of the reasons of a reduction in the stream of permeate during a membranous process, were conducted. Possibilities of applying selected models in order to describe changes in efficiency of the stream of permeate during filtering of infiltration water of increased amount of nitrogen compounds. The role of resistance of levels as a result of different kinds of "fouling" membranes was described. The model describing changes in the stream of premeate in period of time, called the relaxative model, was verified. The application of the Hermi model, describing the process of filtration in conditions of permanent pressure, let me define the most probable mechanism of blocking the membranous pores and using the stream of permeate described as temporary changes in resistance of mass transport during membranous filtration. Searching the most favourable solution and an acquisition of the maximum unit of quantity of permeate during one cycle is resolved into the purpouse to optimalize. Analysed models consent to assess (describe) the nature of analysing phenomena and they enable to predict the change of stream of permeat in infiltration water contaminated by forms of nitrogen.

Słowa kluczowe

PL

proces membranowy; jon amonowy; infiltracja wody; azotany(III); azotany(IV); osmoza odwrócona

EN

infiltration water; reverse osmosis; nitrate(III); nitrate(IV); ion ammonia; volumetric permeate flux forecasting

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Białostockiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Białostockiej. Inżynieria Środowiska
• Rocznik: 2006
• Tom: Z. 17
• Strony: 125--139
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Piekutin J.

• Politechnika Białostocka, Katedra Technologii Wody Ścieków i Osadów

Bibliografia

• 1. Kowal A. L., Świderska-Bróż M.: Oczyszczanie wody, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa-Wrocław, 1996.
• 2. Kowal A.L.: Wykorzystanie infiltracji w oczyszczaniu wody, Ochrona Środowiska 1999, 3(74), s. 3-7.
• 3. Ясминов A.A., Oрлов A.K., Kaрелин Ф.Н., Рапопoрт Я.Д.: Oбработка воды обработным осмосом и ультрафильтрацией, Moskwa 1978.
• 4. Hermia J.: Constant pressure blocking filtration laws-application to power-law non-newtonian fluids, Trans. IChem. E, 1982, 60, pp. 183-187.
• 5. Howell J.A, Noworyta A.(Eds.): Towards hybrid membrane and biotechnology solutions for polish environmental problems, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 1995, s. 163-175.
• 6. Konieczny K., Bodzek M.: Zaawansowane techniki membranowe–teoria i praktyka, Inżynieria i Ochrona Środowiska, 2001, 4, 3-4, s. 413-457.
• 7. Konieczny K., Rafa J.: Modeling of the membrane filtration process of natural waters, Polish J. Environ. Stud. 2000, 9, pp. 57-64.
• 8. Konieczny K.: Modelowanie procesu filtracji membranowej wód naturalnych, Materiały Konferencyjne Membrany i procesy membranowe w ochronie środowiska, 1999 t. III, s. 301-314.
• 9. Cevaal J.N., Surat W.B., Burke J.E.: Nitrate removal and water quality improvements with reverse osmosis for Brighton, Colorado, Desalination, 1995, 103, 1-2, s. 101-111.
• 10. Schoeman J.J., Steyn A.: Nitrate removal with reverse osmosis in a rural area in South Africa, Desalination, 2003, 155, 1, pp. 15-26.
• 11. Bodzek M., Koter S., Wesołowska K.: Application of membrane techniques in water softening process, Desalination 2001, 145, s. 321 – 327.
• 12. How Y. Ng.: RO membrane solute rejection behavior at the initial stage of colloidal fouling, Desalination, 2005, 147(2), pp. 211-217.
• 13. Howell J.A, Noworyta A.(Eds.): Towards hybrid membrane and biotechnology solutions for polish environmental problems, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 1995, s. 163-175.
• 14. Moresi M., Ceccantoni B. i in.: Modelling of ammonium fumarate recovery from model solution by nanofiltration and reverse osmosis, J. Membr. Sci. 2002, 209(2), pp. 405-420.
• 15. Senthilmurugan S., Ahluwalia A., Gupta S. K.: Modeling of a spiral-wound module and estimation of model parameters using numerical techniques, Desalination, 2005, 173(3), pp. 269-286.