Usuwanie mykoestrogenów z roztworów wodnych w zintegrowanym procesie fotokataliza-mikrofiltracja-nanofiltracja

• Autorzy: Dudziak M.

Warianty tytułu

EN

Removal of mycoestrogens from aqueous solutions in the integrated photocatalysis-microfiltration-nanofiltration process

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wykazano dużą skuteczność (>90%) usuwania zanieczyszczeń, w tym małocząsteczkowych mykoestrogenów (zearalenon i [alfa]-zearalenol w ilości 500 mg/m3) w zintegrowanym procesie oczyszczania wody fotokataliza-mikrofiltracja-nanofiltracja. Skuteczność usuwania mykoestrogenów w tym procesie była znacznie większa niż w samym procesie fotokatalizy. Porównując skuteczność samej nanofiltracji ze skutecznością procesu zintegrowanego stwierdzono, że usunięcie mykoestrogenów w obu przypadkach było zbliżone, jednakże realizacja nanofiltracji w procesie zintegrowanym była korzystniejsza pod względem wydajności hydraulicznej membrany. Rozpatrując skuteczność i wydajność nanofiltracji w procesie zintegrowanym wykazano większą przydatność membran wykonanych z octanu celulozy (CK) niż membran kompozytowych (DK) o poliamidowej warstwie naskórkowej, które były bardziej podatne na blokowanie. Wprowadzenie do układu oczyszczania wody fotokatalizy przed nanofiltracją w zasadniczy sposób ograniczyło występowanie zjawiska blokowania membran. Należy wziąć jednak pod uwagę niebezpieczeństwo pojawienia się w wodzie związków organicznych o mniejszej masie cząsteczkowej niż występujące w wodzie modelowej, co może zmniejszyć skuteczność procesu oczyszczania.

EN

The efficiency of pollutant removal obtained with the integrated photo-catalysis-microfiltration-nanofiltration process exceeded 90%, which includes the removal of low-molecular-weight mycoestrogens (zearalenone and [alfa]-zearalenole, at concentrations of 500 mg/m3). The extent of mycoestrogen removal was significantly higher in the integrated process than in photocatalysis alone. Comparisons have shown that nanofiltration alone produced removal of mycoestrogens similar to that obtained in the integrated process, but when nanofiltration was integrated with photocatalysis and microfiltration, the hydraulic capacity of the membrane was more advantageous. Analysis of the efficiency and capacity of nanofiltration in the integrated process substantiated the advantage of cellullose acetate membranes over composite membranes with polyamide skin, which display greater proneness to clogging. When in the integrated system photocatalysis preceded nanofiltration, the occurrence of membrane clogging was noticeably reduced. Yet, there is still a real risk that surface water may contain organic compounds with lower molecular weight as compared to those present in model solutions, and this may cause the removal efficiency of the treatment process to decline.

Słowa kluczowe

PL

oczyszczanie wody; mykoestrogeny; proces zintegrowany; fotokataliza; nanofiltracja

EN

water treatment; mycoestrogens; integrated process; photocatalysis; nanofiltration

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 34, nr 1
• Strony: 29--32
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Dudziak M.

• Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, Zakład Chemii Środowiska i Procesów Membranowych, ul. S. Konarskiego 18, 44-100 Gliwice,

Bibliografia

• 1. P. BURKHARDT-HOLM: Endocrine disruptors and water quality: A state-of-the-art review. International Journal of Water Resources Development 2010, Vol. 26, pp. 477–493.
• 2. N. HARTMANN, M. ERBS, F.E. WETTSTEIN, C.C. HÖRGER, S. VOGELGSANG, H.-R. FORRER, R.P. SCHWARZENBACH, T.D. BUCHELI: Environmental exposure to estrogenic and other myco- and phytotoxins. Chimia 2008, Vol. 62, pp. 364–367.
• 3. T. KUIPER-GOODMAN, P.M. SCOTT, H. WATANABE: Risk assessment of the mycotoxin zearalenone. Regulatory Toxicology and Pharmacology 1987, Vol. 7, pp. 253–306.
• 4. K. GROMADZKA, A. WAŚKIEWICZ, P. GOLIŃSKI, J. ŚWIETLIK: Occurrence of estrogenic mycotoxin – zearalenone in aqueous environmental samples with various NOM content. Water Research 2009, Vol. 43, pp. 1051–1059.
• 5. M. DUDZIAK: The analysis of zearalenone in aqueous environment by GC-MS. Polish Journal of Environmental Studies 2011, Vol. 20, pp. 237–241.
• 6. N. HARTMANN, M. ERBS, F.E. WETTSTEIN, R.P. SCHWARZENBACH, T.D. BUCHELI: Quantification of estrogenic mycotoxins at the ng/L level in aqueous environmental samples using deuterated internal standards. Journal of Chromatography A 2007, Vol. 1138, pp. 132–140.
• 7. A. LAGANÁ, G. FAGO, A. MARINO, D. SANTARELLI: Development of an analytical system for the simultaneous determination of anabolic macrocyclic lactones in aquatic environmental samples. Rapid Communications in Mass Spectrometry 2001, Vol. 15, pp. 304–310.
• 8. W. ADAMSKI, K. MAJEWSKA-NOWAK: Zastosowanie reaktorów wielofunkcyjnych do oczyszczania wody. Ochrona Środowiska 2010, vol. 32, nr 1, ss. 3–8.
• 9. M. RAJCA, M. BODZEK, J. CICHY: Kinetyka degradacji kwasów fulwowych w zintegrowanym procesie fotoutlenianie–ultrafiltracja. Ochrona Środowiska 2011, vol. 33, nr 3, ss. 63–66.
• 10. M. KOWALSKA, M. DUDZIAK, J. BOHDZIEWICZ: Usuwanie kwasów halogenooctowych w zintegrowanym procesie biodegradacja–ultrafiltracja z zastosowaniem enzymatycznych membran kapilarnych. Ochrona Środowiska 2011, vol. 33, nr 4, ss. 49–51.
• 11. M. KABSCH-KORBUTOWICZ, A. URBANOWSKA: Comparison of polymeric and ceramic ultrafiltration membranes for separation of natural organic matter from water. Environment Protection Engineering 2010, Vol. 36, No. 1, pp. 125–135.
• 12. M. DUDZIAK, M. RAJCA: Fotokatalityczne utlenianie zearalenonu oraz wysokocząsteczkowych substancji organicznych w roztworach wodnych. Instal 2011, nr 5, ss. 2–26.
• 13. F. MÉNDEZ-ARRIAGAD, R.A. TORRES-PALMA, C. PÉT-RIERA, S. ESPLUGASD, J. GIMENEZD, C. PULGARIN: Mineralization enhancement of a recalcitrant pharmaceutical pollutant in water by advanced oxidation hybrid processes. Water Research 2009, Vol. 43, pp. 3984–3991.
• 14. M. DUDZIAK, M. BODZEK: A study of selected phytoestrogens retention by reverse osmosis and nanofiltration membranes – the role of fouling and scaling. Chemical Papers 2010, Vol. 64, pp. 139–146.
• 15. M. DUDZIAK, M. BODZEK: Usuwanie mikrozanieczyszczeń estrogenicznych z roztworów wodnych w wysokociśnieniowych procesach membranowych. Ochrona Środowiska 2009, vol. 31, nr 3, ss. 33–36.
• 16. A.W. MOHAMMAD, R. KADIR BASHA, C.P. LEO: Nanofiltration of glucose solution containing salts: Effects of membrane characteristics, organic component and salts on retention. Journal of Food Engineering 2010, Vol. 97, pp. 510–518.
• 17. A.I. SCHÄFER, I. AKANYETI, A.J.C. SEMIĂO: Micropollutant sorption to membrane polymers: A review of mechanisms for estrogens. Advances in Colloid and Interface Science 2011, Vol. 164, pp. 100–117.
• 18. C. BELLONA, M. MARTS, J.E. DREWES: The effect of organic membrane fouling on the properties and rejection characteristics of nanofiltration membranes. Separation and Purification Technology 2010, Vol. 74, p. 44–54.
• 19. C. BELLONA, M. MARTS, J.E. DREWES: Doping of polyethersulfone nanofiltration membranes: Antifouling effect observed at ultralow concentrations of TiO2 nanoparticles. Journal of Materials Chemistry 2011, Vol. 21, pp. 10311–10320.