Wykorzystanie technik membranowych w uzdatnianiu wody do picia Część I. Usuwanie związków nieorganicznych

• Autorzy: Bodzek M. , Konieczny K.

Warianty tytułu

EN

Utilization of membrane techniques in the treatment of drinking water Part I. Removal of inorganic compounds

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wprowadzenie i rozwój technik membranowych w produkcji wody do picia, w ostatnich 30 latach, jest uważane jako znaczący krok w dziedzinie skuteczności uzdatniania wody, porównywalny z wprowadzeniem filtrów piaskowych na początku XX. wieku. Szczególną rolę odegrały w tym zakresie wysoko- jak i niskociśnieniowe procesy membranowe oraz elektrodializa. Odsalanie wody morskiej i zasolonych wód podziemnych jest częstym sposobem otrzymywania wody do picia. Znaczne ulepszenia w technologii i projektowaniu procesu odwróconej osmozy, dostępności alternatywnych źródeł energii, możliwości wstępnego oczyszczania stosowanych materiałów spowodowały, że proces stał się przyjaznym ekologicznie źródłem wody słodkiej w wielu regionach świata, szczególnie w tych, gdzie ich źródła są ograniczone. W chwili obecnej koszty inwestycyjne dużych instalacji do odsalania są w przybliżeniu porównywalne do kosztów inwestycyjnych nowoczesnej konwencjonalnej stacji uzdatniania wody słodkiej. W latach 80. wzrosło zainteresowanie nanofiltraeją i w pewnym zakresie odwróconą osmozą jako metodami zmiękczania wody, natomiast w latach 90. zaczęto je stosować do usuwania mikro-za- nieczyszczeń, w tym nieorganicznych. Do usuwania jonów azotanowych i fluorkowych, boru oraz metali (Fe, Mn i As) z powodzeniem stosuje się odwróconą osmozę, nanofiltrację i elektrodializę, jak również bioreaktory membranowe oraz ultrafiltrację wspomaganą koagulacją i utlenieniem.

EN

Introduction and development of membrane technology in the production of drinking water, in the last 30. years, is considered as a significant step in the field of water treatment effectiveness, comparable with the introduction of sand filters at the beginning of 20. age. The special role played the high- and low- pressure-driven membrane processes as well as electrodialysis. Desalination of seawater and brackish groundwater is often the way to obtaining drinking water. Significant improvements in technology and design of reverse osmosis, the availability of alternative energy sources, the possibility of pretreatment and applied materials have caused the process to become environmentally-friendly source of fresh water in many regions of the world, particularly in those where their sources are limited. At the moment investment costs for large desalting installations are roughly compa-rable to the cost of investment of modern conventional water treatment plants. In the 1980s. increased interest of nanofiltration and to some extent the reverse osmosis as the methods of water softening, while in the 1990s. they start to be applied to remove micro-pollutants, also inorganic. To remove nitrate ions and fluoride, boron and metals (Fe, Mn and As) is successfully applied reverse osmosis, nanofiltration and electrodialysis, as well as bioreactors and ultrafiltration integrated with coagulation and oxidation.

Słowa kluczowe

PL

uzdatnianie wody; techniki membranowe

EN

water treatment; membrane techniques

• Wydawca: Wydawnictwo 2K TECHNOLOGIE s.c.
• Czasopismo: Technologia Wody
• Rocznik: 2011
• Tom: Nr 1 (9)
• Strony: 9--26
• Opis fizyczny: Bibliogr, 55 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Bodzek M.

autor

Konieczny K.

• Politechnika Śląska Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki instytut Inżynierii Wody i Ścieków,

Bibliografia

• [1] Bodzek M., Konieczny K., Wykorzystanie procesów membranowych w uzdatnianiu wody, Oficyna Wydawnicza Projprzem- Eko, Bydgoszcz 2005.
• [2] Kabsch-Korbutowicz M., Ciśnieniowe procesy separacji membranowej (MF/ UF/NF/RO) w uzdatnianiu wód do celów pitnych, IX Szkoła membranowa organizowana przez Politechnikę Śląską, Instytut Inżynierii Wody i Ścieków, Gliwice- Pyskowice, 6-9 maja 2007, materiały: CD-ROM.
• [3] Mariolakos I., Water resources management in the framework of sustainable development, Desalination, 213 (2007) 147-151.
• [4] Bodzek M., Konieczny K., Membrane processes in water treatment - State of art, Inżynieria i Ochrona Środowiska, 9 (2006) 129-159.
• [5] Bodzek M., Konieczny K., Skojarzone systemy membranowe w uzdatnianiu wody - stan wiedzy, Materiały VII Międzynarodowej Konferencji: „Zaopatrzenie w wodę, jakości ochrona wód”, Zakopane, czerwiec, tom I (2006) 43-61.
• [6] Van der Bruggen B., Vandecasteele C., Distillation vs. membrane filtration: Overview of process evolutions in seawater desalination, Desalination 143 (2002) 207-218.
• [7] Wilf M., The Guidebook to Membrane Desalination Technology, Balaban Desaination Publications, L’Aquila 2007.
• [8] Fritzmann C., Lôwenberg J., Wintgens T., Melin T., State-of-the-art of reverse osmosis desalination, Desalination, 216 (2007) 1-76.
• [9] Hamed O. A., Overview of hybrid desalination systems - current status and future prospects, Desalination, 186 (2005) 207-214.
• [10] Matsuura T., Progress in membrane science and technology for seawater desalination - a review, Desalination, 134 (2001) 47-54
• [11] Karagiannis I.C., G.Soldatos P., Water desalination cost literature: review and assessment, Desalination, 223 (2008) 458-466.
• [12] Turek M., Gonet M., Nanofiltration in the utilization of coal-mine brines, Desalination, 108 (1996) 171-177.
• [13] Alishiri M., The economics of desalination, Desalination, 223 (2008) 474-482.
• [14] Van der Bruggen B., Vandecasteele C., Removal of pollutants from surface water and ground water by nanofiltration: overview of possible applications in the drinking water, Environmental Pollution, 122 (2003) 435-445-
• [15] Bergamn R.A., Membrane softening versus lime softening in Florida - a cost comparison update, Desalination, 102 (1995) 11-24.
• [16] Van der Bruggen B., Everaert K., Wilms D., Vandecasteele C., Application of nanofiltration for the removal of pesticides, nitrate and hardness from ground water: retention properties and economic evaluation, Journal of Membrane Sciience, 193 (2001) 239-248.
• [17] Wesołowska K., Bodzek M., Koter S., NF- and RO- membranes in drinking water production, w: Proceedings of Membranes in Drinking and Industrial Water Production MDIW 2002, Mulheim an der Ruhr, Germany, B.37a (2002) 357-363.
• [18] Gorenflo A., Valazquez-Padron D., Frimmel F.H., Nanofiltration of a German groundwater of high hardness and NOM content: performance and costs, Desalination, 151 (2002) 253-265.
• [19] Kołtuniewicz A.B., Drioli E., Membranes In Clean Technologies, Wiley-VchVerlag GmbH, Weinheim 2008.
• [20] Ergas S.J., Rheinheimer D.E., Drinking water denitrification using a membrane bioreactor, Water Research, 38 (2004) 3225-3232.
• [21] Mansell B.O., Schroeder E.D., Hydroge- notropiphic denitrification in a micropo- rous membrane bioreactor, Water Research, 36 (2002) 4683-4690.
• [22] Paugam L., Taha S., Cabon J., Dorange G., Elimination of nitrate ions in drinking waters by nanofiltration, Desalination, 152 (2002) 271-274.
• [23] Wiśniewski J., Różańska A., Usuwanie azotanów z roztworów wodnych metodą elektrodializy, Ochrona Środowiska, 4 (2002) 11-15.
• [24] Heli F., Lahnsteiner J., Frischherz H., Baumgartner G., Experience with full- scale electrodialysis for nitrate and hardness removal, Desalination, 117 (1998) 173-180.
• [25] Bae B., Jung Y., Han W., Shin H., Improved brine recycling during nitrate removal using ion exchange, Water Research, 36 (2002) 3330-3340.
• [26] Schaetzel P., Amang D.N., Nguyen Q.T., Batch ion exchange dialysis to extract nitrate from drinking water: a simplified model for the best membrane selection, Desalination, 164 (2004) 261-268.
• [27] Wisniewski J., Kliber S., Donnan dialysis a useful method of troublesome anion removal from water, EPE, 34 (2008) 95- 104.
• [28] McAdam EJ Judd S J, A review of Kafaav bioreactor potential for nitrate removal from drinking water, Desalination 196 (2006) 135-148
• [29] Tahaikt M, Ait Haddou A., El Habbani R, Amor Z., Elhannouni F., Taky M., Kharif M.. Boughriba A., Hafsi M., Elmidaoui A., Comparison of the performances of three commercial membranes in fluoride removal by nanofiltration. Continuous operations, Desalination, 225 (2008) 209-219.
• [30] Ergun E., Tor A., Cengeloglu Y., Kocak I., Electrodialytic removal of fluoride from water: Effects of process parameters and accompanying anions, Separation and Purification Technology, 64 (2008) 147- 153.
• [31] Hichour M., Persin F., Sandeaux J., Gavach C., Fluoride removal from water by Donnan dialysis, Separation and Purification Technology, 18 (2000) 1-11
• [32] Sehn P., Fluoride removal with extra low energy reverse osmosis membranes: three years of large scale field experience in Finland, Desalination, 223 (2008) 73-84.
• [33] Hu K, Dickson J.M., Nanofiltration membrane performance on fluoride removal from water, Journal of Membrane Science, 279 (2006) 529-538.
• [34] Diawara C.K., Paugam L., Pontie M., Schlumpf J.P., Jaouen P., Quemeneur F., Influence of chloride, nitrate, and sulphate on the removal of fluoride ions by using nanofiltration membranes, Separation Science and Technology, 40 (2005) 3339-3347,
• [35] Tahaikt M., Achary I., Menkouchi Sahli M.A., Amor Z., Taky M., Alami A., Boughriba A., Hafsi M., Elmidaoui A., De- fluoridation of Moroccan ground water by electrodialysis: continuous operation, Desalination, 167 (2004) 357.
• [36] Amor Z., Bariou B., Mameri N., Taky M., Nicolas S., Elmidaoui A., Fluoride removal from brackish water by electrodialysis, Desalination, 133 (2001) 215-223.
• [37] Hichour M., Persin F., Molknat J., Sandeaux J., Gavach C., Fluoride removal from diluted solutions by Donnan dialysis with anion-exchange membranes, Desalination, 122 (1999) 53-62.
• [38] Faigon M., Hefer D., Boron rejection in SWRO at high pH conditions versus cascade design, Desalination, 223 (2008) 10-16.
• [39] Turek M., Usuwanie boru z wody i ścieków, Monografie Wydziału Budownictwa i Inżynierii Środowiska Politechniki Koszalińskiej, nr 149, Seria: Inżynieria Środowiska, Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Koszalińskiej, Koszalin 2008, str.281-289.
• [40] Ózturk N., Kavak D., Kose T.E., Boron removal from aqueous solution by reverse osmosis, Desalination, 223 (2008) 1-9.
• [41] Dydo P., Turek M., Ciba J., Trojanowska J., Kluczka J., Boron removal from landfill leachate by means of nanofiltration and reverse osmosis, Desalination, 185 (2005) 131-137-
• [42] Turek M., Dydo P., Ciba J., Trojanowska J., Kluczka J., Palka-Kupczak B., Electrodialytic treatment of boron-containing wastewater with univalent permselecti- ve membranes, Desalination, 185 (2005) 139-145-
• [43] Ayyildiz H.F., Kara H., Boron removal by ion exchange membranes, Desalination, 180 (2005) 99-108.
• [44] Kabay N., Bryjak M., Schlosser S., Kitis M., Avlonitis S., Matejka Z., Al-Mutaz I., Yuksel M., Adsorption-membrane filtration (AMF) hybrid process for boron removal from seawater: an overview, Desalination, 223 (2008) 38-48.
• [45] Taniguchi M., Fusaoka Y., Nishikawa T., Kurihara M., Boron removal in RO seawater desalination, Desalination, 167 (2004) 419-426.
• [46] Nadav N., Boron removal from seawater reverse osmosis permeatu utilizing selective Ion Exchange resin, Desalination, 124 (1999) 131-135-
• [47] Badruk M., Kabay N., Demircioglu M., Mordogan H., Ipekoglu U., Removal of fouling in nanofiltration (NF)/reverse osmosis (RO) applications, Separation and Purification Technology, 55, 2007, 147-156
• [48] Redondo J., Busch M., DeWitte J.P., Boron removal from seawater using FilmTec high rejection SWRO membranes, Desalination, 156 (2003) 229-238
• [49] Bryjak M., Wolska J., Kabay N., Removal of boron from seawater by adsorption- membrane hybrid process: implementation and challenges, Desalination, 223 (2008) 57-62.
• [50] Kabay N., Arar O., Acar F., Ghazal A., Yuksel U., Yuksel M., Removal of boron from water by electrodialysis: effect of feed characteristics and interfering ions, Desalination, 223 (2008) 63-72.
• [51] Ellis D., Bouchard C., Lantagne G., Removal of iron and manganese from groundwater by oxidation and microfilatration, Desalination, 130 (2000) 255-264.
• [52] Shih M.-C., An overview of arsenic removal by pressure-driven membrane processes, Desalination, 172 (2005) 85-97.
• [53] Han B., Runnells T., Zimbron J. i Wic- kramasinghe R., Arsenic removal from drinking water by flocculation and microfiltration, Desalination, 145 (2002) 293-298.
• [54] Kang M., Kawasaki S., Tamada S., Kamei T., Magara Y., Effect of pH on the removal of arsenic and antimony using reverse osmosis membranes, Desalination, 131 (2000) 293-298.
• [55]Vrijenhoek E.M.,Waypa JJ.Arsenic removal from drinking water by a “loose nanofiltration membranes, Desalination 130 (2000) 265-277.