Effectiveness of Water Treatment by means of Integrated Photocatalysis and Ultrafiltration Processes

• Autorzy: Rajca M.

Warianty tytułu

PL

Efektywność oczyszczania wód w zintegrowanym procesie fotokataliza-ultrafiltracja

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In water treatment, photocatalysis is an advanced oxidation method which is becoming an alternative to classical processes. Its application results in the total degradation of contaminants present in water which are decomposed to carbon dioxide and water. The results of the study presenting the dependence of a catalyst dose, exposure time and feed water quality on the effectiveness of natural organic matter (NOM) photodegradation are discussed in this article. The research involved the treatment of surface water taken from a lake in Chelm Slaski area (southern Poland) and synthetic water which contained fulvic and humic acids. Photocatalysis was carried out using three catalyst (TiO2) doses of 0.25, 0.5, 0.75 g/dm3 and an exposure time of 30–180 min. It has been found that it exhibited high effectiveness in removing NOM which increased with prolonged exposure time and depended on a catalyst dose and composition of treated waters. The choice of combined photocatalysis and ultrafiltration was fully justified, because ultrafiltration enabled the separation of catalyst particles from clean water.

PL

Alternatywną metodą uzdatniania wody w stosunku do metod klasycznych jest zaawansowana technika utleniania - fotokataliza, w której dochodzi do degradacji zanieczyszczeń, w efekcie otrzymuje się ditlenek węgla i wodę. W pracy omówiono wyniki badań wpływu dawki katalizatora, czasu ekspozycji oraz jakości wody na efektywność fotodegradacji naturalnych substancji organicznych (NOM). W badaniach oczyszczano wodę modelową zawierającą kwasy fulwowe i humusowe oraz wodę powierzchniową z jeziora na terenie Chełmu Śląskiego. W procesie fotokatalizy zastosowano trzy dawki katalizatora (TiO2) 0,25; 0,5 i 0,75 g/dm3 oraz czas naświetlania 30-180 minut. Stwierdzono wysoką efektywność usuwania NOM w procesie fotokatalizy, która rosła z wydłużaniem czasu naświetlania oraz zależała od dawki katalizatora i składu oczyszczanych wód. Połączenie procesu fotokatalizy z ultrafiltracją było w pełni uzasadnione, ponieważ ultrafiltracja pozwoliła oddzielić cząstki katalizatora od czystej wody.

Słowa kluczowe

EN

NOM; fulvic and humic acids; photocatalysis; ultrafiltration; water treatment

PL

NOM; kwasy fulwowe i humusowe; fotokataliza; ultrafiltracja; oczyszczanie wód

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. A
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 19, nr 7
• Strony: 771--778
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Rajca M.

• Department of Environmental and Energy Engineering, Institute of Water and Wastewater Engineering, Silesian University of Technology, ul. J. Konarskiego 18, 44–100 Gliwice, phone: [phone],

Bibliografia

• [1] Mozia S. Photocatalytic membrane reactors (PMRs) in water and wastewater treatment. A review. Sep Purif Technol. 2010;73:71-91.
• [2] Bodzek M, Rajca M. Fotokataliza w oczyszczaniu i dezynfekcji wody. Część I. Podstawy teoretyczne. Technol Wody. 2011;4:18-33.
• [3] Rajca M, Bodzek M. Usuwanie kwasów fulwowych z wody metodami fotokatalitycznymi wspomaganymi ultrafiltracją. Inż Ochr Środow. 2011;14(2):101-110.
• [4] Erdim E, Soyer E, Tasiyici S, Koyuncu I. Hybrid photocatalysis/submerged microfiltration membrane system for drinking water treatment. Desal Water Treatm. 2009;9:165-174.
• [5] Choo KH, Tao R, Kim MJ. Use of a photocatalytic membrane reactor for the removal of natural organic matter in water: Effect of photoinduced desorption and ferrihydrite adsorption. J Membr Sci. 2008;322:368-374.
• [6] Chong MN, Jin B, Chow CWK, Saint C. Recent developments in photocatalytic water treatment technology: A review. Water Res. 2010;44:2997-3027.
• [7] Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 20 kwietnia 2010 roku zmieniające rozporządzenie w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi z dnia 29 marca 2007 r (DzU Nr 61, poz 417).
• [8] Mołczan M, Szlachta M, Karpińska A, Biłyk A. Zastosowanie absorbancji właściwej w nadfiolecie (SUVA) w ocenie jakości wody. Ochr Środow. 2006;28:11-16.
• [9] Fu J, Ji M, Wang Z, Jin L, An D. A New submerged membrane photocatalysis reactor (SMPR) for fulvic acid removal using a nano-structured photocatalyst. J Hazard Mater. 2006;B131:238-242.
• [10] Fu J, Ji M, Zhao Y, Wang L. Kinetics of aqueous photocatalytic oxidation of fulvic acids in a photocatalysis – ultrafiltration reactor (PUR). Sep Purif Techn. 2006;50:107-113.
• [11] Rajca M, Bodzek M, Cichy J. Kinetyka degradacji kwasów fulwowych w zintegrowanym procesie fotoutlenianie-ultrafiltracja. Ochr Środow. 2011;33:63-66.