Ultrafiltracja w usuwaniu toksycznych mikrozanieczyszczeń organicznych z wód naturalnych

• Autorzy: Dudzaik M. , Luks-Betlej K. , Waniek A. , Bodzek M.

Warianty tytułu

EN

Ultrafiltration in Removing Toxic Organic Micropollutants from Natural Waters

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Ultrafiltracja należy do technik membranowych, dla których siłą napędową procesu jest różnica ciśnień po obu stronach membrany o małej wartości (w zakresie 0,1+1,0 MPa). Membrany stosowane do ultrafiItracji zazwyczaj mają graniczną rozdzielczość (cut-off) od kilku do stu tysięcy j.m.at. (Da). Takie membrany mogą zatrzymywać drobne zawiesiny, koloidy, wirusy, bakterie i inne mikroorganizmy oraz naturalną i syntetyczną materię organiczną z wód naturalnych. Z tego też względu ultrafiltracja jako proces jednostkowy mogłaby być włączona do uzdatniania wody. W naszych badaniach zastosowano proces ultrafiltracyjny do usuwania z wody zanieczyszczeń organicznych, takich jak: wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA, PAH), trihalometany (THM) i ftalany. Doświadczenia przeprowadzono na membranach firmy Osmonics Inc. (USA): UF-typ HP09 SEPA CF i UF-typ DSGM SEPA CF oraz membranach wytworzonych w Politechnice Śląskiej: UF-typ PVC1O i UF-typ PSF 17. Celem tej pracy była ocena zdolności separacyjnych i możliwości zastosowania użytych membran ultrafiltracyjnych do oczyszczania wód z wyżej wymienionych zanieczyszczeń. Badane membrany skutecznie usuwały PAH, THM i ftalany - współczynniki retencji mieściły się w zakresie 50,0-99,9%. Zaobserwowano natomiast mniejszy strumień permeatu podczas filtracji zanieczyszczeń w porównaniu z permeatem uzyskiwanym dla wody redestylowanej ok. 30% w zależności od usuwanego składnika. Podjęto próbę scharakteryzowania tych zjawisk, wykorzystując dostępną literaturę oraz badania własne.

EN

Ultrafiltration is one of the membrane techniques, which are based on different values of pressure on the both sides of membrane. These membranes are characterized by law transmembrane pressure in the range of 0.1 - 1.0 MPa. Membranes used in ultrafiltration processes usually have their cut-off from many thousands to 100 000 Da. This kind of membranes can retain small suspension, colloids, viruses, bacterials and other microorganisms and also natural and synthetic organic matter of natural waters. With regard to this function ultratiltration as a unit process could be included in the water treatment processes. In our research we have used the processes of ultrafiltration to remove from water organic pollutants such as polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), trihalometans (TBMs) and phthalates. Our experiments were carried out on membranes produced by Osmonics Inc. (USA): UF-typ BP09 SEPA CF i UF-typ DSGM SEPA CF and membranes produced at Silesian University of Technology in Gliwice: UF-typ PVCIO i UF-typ PSFI7. The aim of this study was the evaluation of removal properties and the possibility of ultrafiltration membranes application in the water treatment. Membranes were tested according to standard procedure and then redistilled water containing organic pollulants were filtrated. Tested membranes removed efficiently PAHs, THMs and phthalates - the retention coefticients were in the range of 50.0-99.9%. It was found that lower permeate flux was detected during the filtration of pollutants in comparison with permeate flux for redistilled water (approximately 30%, depending on removing compounds). We tried to characterize separation mechanism using available literature and data obtained during the experiment.

Słowa kluczowe

PL

toksyczne mikrozanieczyszczenia organiczne; ultrafiltracja; PAH; THM; ftalany

EN

toxic organic micropollutants; ultrafiltration; PAHs; THMs; phthalates

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Chemia i Inżynieria Ekologiczna
• Rocznik: 2003
• Tom: Vol. 10, nr S1
• Strony: 61--71
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Dudzaik M.

• Instytut Inżynierii Wody i Ścieków, Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, Politechnika Śląska w Gliwicach, 44-100 Gliwice, ul. Konarskiego 18, tel./fax [phone]

autor

Luks-Betlej K.

• Katedra i Zakład Chemii, Wydział Lekarski w Zabrzu, ŚląskaAkademia Medyczna w Katowicach, 41-808 Zabrze, ul. H. Jordana 19, tel./fax [phone]

autor

Waniek A.

• Katedra i Zakład Chemii, Wydział Lekarski w Zabrzu, ŚląskaAkademia Medyczna w Katowicach, 41-808 Zabrze, ul. H. Jordana 19, tel./fax [phone]

autor

Bodzek M.

• Instytut Inżynierii Wody i Ścieków, Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, Politechnika Śląska w Gliwicach, 44-100 Gliwice, ul. Konarskiego 18, tel./fax [phone]

Bibliografia

• [1] Bodzek M., Bohdziewicz J. i Konieczny K.: Techniki membranowe w ochronie środowiska. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 1997.
• [2] Anselme C. i Jacobs E. P.: Ultrafiltration [w] Water Treatment Membrane Processes, eds. J. Mallevialle, P. E. Odendaal, M. R. Wiesner, McGraw-Hill, 1996, 10.1-10.88.
• [3] Jacangelo J. G. i Buckley C. A.: Microfiltration [w] Water Treatment Membrane Processes, eds. J. Mallevialle, P. E. Odendaal, M. R. Wiesner, McGraw-Hill, 1996, 11.1-11.39.
• [4] Jacangelo J. G., Demarco J., Owen D. M. i Randtke S. J.: Selected processes for removing NOM: an overview. Journal AWWA, 1995, 65-67.
• [5] Konieczny K.: Zastosowanie membran do wytwarzania wody pitnej [w] Materiały Szkoły Membranowej, Jachranka 2002, 141-154.
• [6] Gueguen C., Gibin R., Arpagaus P., Loizeau J. L. i Dominik J.: Separation and characterisation of colloidal material in natural waters using tangential flow ultrafiltration: example of the Vistula river. Proceedings IV International Conference Water Supply and Water Quality, Kraków-Poznań 2000, 257-261.
• [7] Bodzek M., Luks-Betlej K. i Waniek A.: Membrane techniques for some toxic organic micropollutans removal from natural waters. Desalination, w druku.
• [8] Dudziak M., Luks-Betlej K. i Bodzek M.: Eliminacja mikrozanieczyszczeń organicznych z wód naturalnych przy wykorzystaniu procesów membranowych. Inż. Och. Środow. - praca wysłana do wydawnictwa.
• [9] Waniek A., Bodzek M., Konieczny K. i Luks-Betlej K.: Efektywność uzdatniania wód naturalnych przy użyciu ciśnieniowych technik membranowych. Zesz. Nauk. Politechniki Śląskiej, Ser. Inżynieria Środowiska, 2002, (47), 131-144.
• [10] Waniek A., Bodzek M. i Konieczny K.: Trihalomethanes removal from water using membrane processes. Polish J. Environ. Stud. 2002, 11, 171-178.
• [11] Waniek A. i Bodzek M.: Eliminacja trihalomelanów z wód naturalnych przy wykorzystaniu procesów membranowych. Zesz. Nauk. Politechniki Śląskiej, Ser. Inżynieria Środowiska, 2002, (47), 201-210.
• [12] Luks-Betlej K., Bodzek D.: Usuwanie mikrozanieczyszczeń organicznych z wód naturalnych za pomocą procesów membranowych. Metodyka kontroli zawartości ftalanów w wodach. Zesz. Nauk. Politechniki Śląskiej, Ser. Inżynieria Środowiska, 2002, (47), 121-130.
• [13] Rautenbach R.: Procesy membranowe. WNT, Warszawa 1996.
• [14] Waters A. G., Fane A. G.: Initial flux and rejection characteristic of partially permeable ultrafiltration membranes. J. Appl. Polymer Sci., 1981, 26, 3002-3014.