Skuteczność odsalania roztworów barwników organicznych w procesie elektrodializy

• Autorzy: Majewska-Nowak K. , Kawiecka-Skowron J.

Warianty tytułu

EN

Desalination of organic dye solutions by electrodialysis

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przeprowadzono badania nad możliwością odsalania modelowych roztworów anionowych barwników organicznych metodą elektrodializy. Do tego celu wykorzystano laboratoryjny stos elektrodialityczny zawierający 10 par komór. Odsalaniu poddano roztwory pięciu barwników organicznych różniących się masą cząsteczkową (618÷1060 Da), przy natężeniu prądu w zakresie 0,05÷0,2 A. Podczas procesu elektrodializy, prowadzonego w układzie porcjowym, oznaczono stężenia barwnika i chlorku sodu w koncentracie i diluacie. Wykazano, że proces elektromembranowy pozwolił na odzyskanie barwników i soli mineralnych poprzez otrzymanie z mieszaniny barwnika i chlorku sodu dwóch strumieni - roztworu zawierającego jedynie rozpuszczony barwnik (diluat) oraz solanki pozbawionej substancji organicznych (koncentrat). Stwierdzono, że skuteczność procesu separacji istotnie za-leżała od natężenia prądu i masy cząsteczkowej barwników. Najkorzystniejsze okazało się odsalanie roztworu czerni bezpośredniej - stężenie tego barwnika w diluacie pozostawało praktycznie stałe, a stopień odsolenia roztworu wynosił 98,5%. Końcowe stężenie barwnika w koncentracie było pomijalnie małe. Wykazano, że stężenie barwników o mniejszej masie cząsteczkowej w diluacie systematycznie malało, co spowodowane było adsorpcją cząsteczek barwników w strukturze lub na powierzchni membran.

EN

Laboratory tests were conducted to verify the applicability of electrodialysis (ED) as a method for the desalination of model solutions containing anionic organic dyes. For this purpose use was made of a laboratory ED stack with 10 cell pairs. The tests were per-formed with five anionic organic dyes differing in molecular weight (from 618 to 1060 Da), at a current intensity ranging from 0.05 to 0.2 A. Dye and sodium chloride concentrations in the concentrate and diluate were determined in the course of the ED process performed in the batch system. The study has produced the following findings. The ED process enabled anionic dye and mineral salt recovery by receiving two streams from a salt and dye mixture - one being enriched with dye alone (diluate), and the other one being a salt solution with no organic matter present (concentrate). The efficiency of separation strongly depended on the current intensity applied and the molecular weight of the dye. The most efficient was the de-salination of the direct black solution - the dye concentration in the diluate remained almost constant, and salt removal totalled 98.5%. The final dye concentration in the concentrate was negligibly low. The concentrations of low-molecular-weight dyes in the diluate decreased with operation time, which should be attributed to the adsorption of dye particles in the structure or at the surface of the membrane.

Słowa kluczowe

PL

procesy membranowe; elektrodializa; membrana jonowymienna; odsalanie; barwnik

EN

membrane processes; electrodialysis; ion-exchange membrane; desalination; dye

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 33, nr 2
• Strony: 11--15
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Majewska-Nowak K.

autor

Kawiecka-Skowron J.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Inżynierii Środowiska, Zakład Technologii Oczyszczania Wody i Ścieków, Wybrzeże S. Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław,

Bibliografia

• 1.P. MIKULÁŠEK, V. KOPECKŶ, O. KUŠNIERIK: Characterization of nanofiltration membranes used in the separation of aqueous dye-salt solutions. Environment Protection Engineering 2005, Vol. 31, No. 3–4, pp. 169–176.
• 2.H. PUETTER, E. ROSKE: Concentrating aqueous solutions of organic compounds which contain salts, with simultaneous reduction of salt content. U.S. Patent No. 4802965, 1989.
• 3.H. VOSS: Removal of salts by electrodialysis. U.S. Patent No. 5089102, 1992.
• 4.X. TU: Ion exchange membranes: State of their development and perspective, Journal of Membrane Science 2005, Vol. 263, pp. 1–29.
• 5.R.K. NAGARALE, G.S. GOHIL, V.K. SHAHI: Recent developments on ion-exchange membranes and electro-membrane processes. Advances in Colloid and Interface Science 2006, Vol. 119, pp. 97–130.
• 6.J.A. WIŚNIEWSKI, A. RÓŻAŃSKA: Ekonomiczne aspekty odzyskiwania kwasów i soli metali ze ścieków przemysłowych. Ochrona Środowiska 2007, vol. 29, nr 2, ss. 43–47.
• 7.Y.M. CHAO, T.M. LIANG: A feasibility study of industrial wastewater recovery using electrodialysis reversal. Desalination 2008, Vol. 221, pp. 433–439.
• 8.S.K. NATARAJ, S. SRIDHAR, I.N. SHAIKHA, D.S. REDDY, T.M. AMINABHAVI: Membrane-based microfiltration/electrodialysis hybrid process for the treatment of paper industry wastewater. Separation and Purification Technology 2007, Vol. 57, pp. 185–192.
• 9.M. CHANDRAMOWLEESWARAN, K. PALANIVELU: Treatability studies on textile effluent for total dissolved solids reduction using electrodialysis. Desalination 2006, Vol. 201, pp. 164–174.
• 10.K. MAJEWSKA-NOWAK, J. KAWIECKA-SKOWRON: Badania przydatności membran ceramicznych do usuwania barwników organicznych z roztworów wodnych. Ochrona Środowiska 2009, vol. 31, nr 2, ss. 55–60.
• 11.Y. ZHANG, L. PINOY, B. MEESSCHAERT, B. van der BRUGGEN: Separation of small organic ions from salts by ion-exchange membrane in electrodialysis. AIChE Journal 2010 (wileyonlinelibrary.com), DOI:10.1002/aic.12433.
• 12.Y. ZHANG, B. van der BRUGGEN, L. PINOY, B. MEESSCHAERT: Separation of nutrient ions and organic compounds from salts in RO concentrates by standard and monovalent selective ion-exchange membranes used in electrodialysis. Journal of Membrane Science 2009, Vol. 332, pp. 104–112.
• 13.K. MAJEWSKA-NOWAK: Application of ceramic membranes for separation of dye particles. Desalination 2010, Vol. 254, pp. 185–191.