Usuwanie jonów bromkowych z roztworów wodnych w procesie dializy Donnana

• Autorzy: Łakomska S. , Wiśniewski J.

Warianty tytułu

EN

Bromide ion removal from water solutions by Donnan dialysis

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zastosowano membranowy proces wymiany anionów do usuwania bromków z roztworów wodnych. Wykorzystano dwa rodzaje membran anionowymiennych: Selemion AMV i Neosepta ACS oraz różne stężenia roztworu odbierającego (NaCl). Układ ba-dawczy zasilano roztworem modelowym lub wodą naturalną o różnym składzie jonowym. Najlepszą skuteczność usuwania jonów bromkowych z roztworu modelowego uzyskano na membranie Selemion AMV - 78%, przy stężeniu NaCl w roztworze odbierającym równym 300 mol/m3. Za membranę o najlepszych właściwościach do usuwania jonów bromkowych z wody naturalnej uznano membranę Neosepta ACS - uzyskano 90% usunięcia bromków przy względnie małym stężeniu soli w koncentracie (100 mol/m3). W dalszej kolejności badano skuteczność odzyskiwania w procesie elektrodializy chlorku sodu z odpadowego koncentratu po dializie Donnana. Odzyskany w ten sposób koncentrat zastosowano do ponownego usuwania jonów bromkowych z wody naturalnej w procesie dializy Donnana z membraną Neosepta ACS. Otrzymana skuteczność usuwania bromków z wody naturalnej w procesie wymiany jonów z wykorzystaniem odzyskanego koncentratu była stosunkowo duża (78%).

EN

The primary objective of this experimental study was to remove bromide ions from water by an anion-exchange membrane process. The experiments involved Donnan dialysis, which was carried out with two types of anion-exchange membranes, Selemion AMV or Neosepta ACS, at various NaCl concentrations in the receiver. The experimental set-up was fed with a model solution or natural water varying in ionic composition. The highest efficiency of bromide removal from the model solution amounted to 78% and was achieved with Selemion AMV at an NaCl concentration in the receiver of 300 mol/m3. The most efficient bromide removal from natural water totaled 90% and was obtained with Neosepta ACS at a relatively low NaCl concentration in the receiver, which amounted to 100 mol/m3. Another major objective of the experiments was to assess the potential for recovering sodium chloride from the spent concentrate (after Donnan dialysis) by the electrodialysis process. The concentrate recovered via this route was reused for bromide ion removal from natural water in the Donnan dialysis process involving Neosepta ACS. The extent of bromide removal from natural water in the ion exchange process combined with the reuse of the concentrate recovered was comparatively high amounting to 78%.

Słowa kluczowe

PL

bromki; dializa Donnana; membrana anionowymienna; elektrodializa

EN

Donnan dialysis; anion-exchange membrane; electrodialysis

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 34, nr 1
• Strony: 33--39
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Łakomska S.

autor

Wiśniewski J.

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

Bibliografia

• 1. R.S. MAGAZINOVIC, B.C. NICHOLSON, D.E. MULCAHY, D.E. DAVEY: Bromide levels in natural waters: Its relationship to levels of both chloride and total dissolved solids and the implications for water treatment. Chemosphere 2004, Vol. 57, No. 4, pp. 329–335.
• 2. A. GIERAK, R. LEBODA: Analiza azotanów i bromianów powstających podczas dezynfekcji wody ozonem. Ochrona Środowiska 1999, vol. 21, nr 4, ss. 13–16.
• 3. T. MYLLYKANGAS, T.K. NISSINEN, A. HIRVONEN, P. RANTAKOKKO, T. VARTIAINEN: The Evaluation of ozonation and chlorination on disinfection by-product formation for a high-bromide water. Ozone: Science and Engineering 2005, Vol. 27, pp. 19–26.
• 4. J. SOHN, G. AMY, Y. YOON: Bromide ion incorporation into brominated disinfection by-products. Water, Air & Soil Pollution 2006, Vol. 174, No. 1–4, pp. 265–277.
• 5. T. MYLLYKANGAS, T.K. NISSINEN, J. MAKI-PAAKKANEN, A. HIRVONEN, T. VARTIAINEN: Bromide affecting drinking water mutagenicity. Chemosphere 2003, Vol. 53, No. 7, pp. 745–756.
• 6. E. AGUS, N. VOUTCHKOV, D.L. SEDLAK: Disinfection by-products and their potential impact on the quality of water produced by desalination systems: A literature review. Desalination 2009, Vol. 237, pp. 214–237.
• 7. A.K. BIŃ, W. MOŻARYN: Problem bromianów – współczesny stan badań oraz modyfikacje technologii uzdatniania wody do picia. Ochrona Środowiska 1999, vol. 21, nr 3, ss. 49–56.
• 8. E. ZBIEĆ, J.R. DOJLIDO: Uboczne produkty dezynfekcji. Ochrona Środowiska 1999, vol. 21, nr 3, ss. 37–44.
• 9. J. NAWROCKI: Uboczne produkty utleniania i dezynfekcji wody – doświadczenia ostatnich 30 lat. Ochrona Środowiska 2005, vol. 27, nr 4, ss. 3–12.
• 10. F. GE, L. ZHU: Effects of coexisting anions on removal of bromide in drinking water by coagulation. Journal of Hazardous Materials 2008, Vol. 151, pp. 676–681.
• 11. T.H. BOYER, P.C. SINGER: Bench-scale testing of a magnetic ion exchange resin for removal of disinfection by-product precursors. Water Research 2005, Vol. 39, No. 7, pp. 1265–1276.
• 12. K.M. WALKER, T.H. BOYER: Long-term performance of bicarbonate-form anion exchange: Removal of dissolved organic matter and bromide from the St. Johns River, FL, USA. Water Research 2011, Vol. 45, No. 9, pp. 2875–2886.
• 13. K. LISTIARINI, J.T. TOR, D.D. SUN, J.O. LECKIE: Hybrid coagulation–nanofiltration membrane for removal of bromate and humic acid in water. Journal of Membrane Science 2010, Vol. 365, pp. 154–159.
• 14. J. WIŚNIEWSKI: Ion exchange by means of Donnan dialysis as a pretreatment process before electrodialysis. Environment Protection Engineering 2006, Vol. 32, No. 2, pp. 47–66.
• 15. J. WIŚNIEWSKI, S. KLIBER: Donnan dialysis – A useful method of troublesome anion removal from water. Environment Protection Engineering 2008, Vol. 34, No. 2, pp. 95–104.
• 16. K. MAJEWSKA-NOWAK, J. KAWIECKA-SKOWRON: Skuteczność odsalania roztworów barwników organicznych w procesie elektrodializy. Ochrona Środowiska 2011, vol. 33, nr 2, ss. 11–15.
• 17. M. KABSCH-KORBUTOWICZ, J. WIŚNIEWSKI, S. ŁAKOMSKA, A. URBANOWSKA: Elektrodialityczne oczyszczanie solanki po regeneracji jonitów wykorzystywanych do usuwania naturalnych substancji organicznych z wody. Ochrona Środowiska 2011, vol. 33, nr 2, ss. 35–38.
• 18. Asahi Glass Company: Selemion ion-exchange membranes (katalog firmowy).
• 19. Tokuyama Corporation: Neosepta® – Grades and properties of ion-exchange membrane (katalog firmowy).
• 20. E.R. NIGHITINGALE: Phenomenological theory of ion solvation. Effective radii of hydrated ions. Journal of Physical Chemistry 1959, Vol. 63, pp. 1381-1387.