Odzyskiwanie barwników i soli mineralnych z wód poprocesowych w układzie elektrodializy porcjowej z membranami monoanionoselektywnymi

• Autorzy: Majewska-Nowak K.

Warianty tytułu

EN

Recovery of dyes and mineral salts from process waters by batch electrodialysis with monoanion selective ion-exchange membranes

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Określono skuteczności odsalania roztworów anionowych barwników organicznych metodą elektrodializy porcjowej z wykorzystaniem membran monoanionoselektywnych (zamiast standardowych membran anionowymiennych). W badaniach zastosowano zasolone (NaCl) roztwory barwników organicznych różniących się masą cząsteczkową (327÷1060 Da). Gęstość prądu podczas elektrodializy zmieniano w zakresie 0,78÷3,91 mA/cm2. Wykazano, że skuteczność rozdziału anionowych barwników organicznych od soli mineralnych zależała od zastosowanej wartości gęstości prądu, natomiast wpływ masy cząsteczkowej barwników był niewielki. Mając na uwadze odzyskanie jak największej ilości barwników i zakładając 95% stopień odsolenia roztworu, proces elektrodializy należy prowadzić przy gęstości prądu w zakresie 1÷1,4ilim. Przy mniejszych wartościach gęstości prądu dochodziło do zjawiska sorpcji membranowej barwników, zaś przy wartościach większych barwniki przenikały przez membrany do komór koncentratu. Prowadzenie procesu elektrodializy mieszanin barwników z solami mineralnymi przy dużych wartościach gęstości prądu (>2ilim) zdecydowanie prowadziło do skrócenia czasu trwania procesu, jednakże przyczyniło się do znacznego pogorszenia jakości diluatu i zwiększenia zużycia energii.

EN

Laboratory tests were conducted to determine the efficiency of dye solution desalination by batch electrodialysis involving monoanion selective ion-exchange membranes (instead of conventional anion-exchange membranes). In the study use was made of saline (NaCl) organic dye solutions differing in molecular weight (from 327 to 1080 Da). In the course of electrodialysis current density varied from 0.78 to 3.91 mA/cm2. It was found that the efficiency of anionic organic dye separation from mineral salts was strongly influenced by the value of the current density applied, and that the influence of the dye's molecular weight was negligible. Taking into account the need of recovering the highest possible quantity of dyes, and assuming a 95% extent of desalination, it was necessary to conduct the electrodialysis process at the current density of 1-1.4ilim. When the process involved lower current density values, the dyes were adsorbed by the membranes. When the current density values were higher, the dyes penetrated through the membranes into the concentrate. At high current density (>2ilim), the duration of the electrodialysis process was noticeably shorter, but the quality of the diluate deteriorated significantly and energy demand increased.

Słowa kluczowe

PL

elektrodializa; odsalanie; membrana jonowymienna

EN

electrodialysis; desalination; dye; ion-exchange membrane

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 34, nr 4
• Strony: 35--42
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Majewska-Nowak K.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Inżynierii Środowiska, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław,

Bibliografia

• 1. R.W. BAKER: Membrane Technology and Application. McGraw Hill, 2000.
• 2. X. WANG, Y. NIE, X. ZHANG, S. ZHANG, J. LI: Recovery of ionic liquids from dilute aqueous solutions by electrodialysis. Desalination 2012, Vol. 285, pp. 205–212.
• 3. X. TU: Ion exchange membranes: State of their development and perspective. Journal of Membrane Science 2005, Vol. 263, pp. 1–29.
• 4. 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.
• 5. M. BODZEK, K. KONIECZNY: Wykorzystanie procesów membranowych w uzdatnianiu wody. Projprzem-EKO, Bydgoszcz 2005.
• 6. J. WIŚNIEWSKI, S. KLIBER: Usuwanie bromianów z roztworów wodnych w membranowym procesie wymiany jonowej. Ochrona Środowiska 2009, vol. 31, nr 2, ss. 35–39.
• 7. F. VALERO, R. ARBÓS: Desalination of brackish river water using electrodialysis reversal (EDR). Desalination 2010, Vol. 253, pp. 170–174.
• 8. E. ERGUN, A. TOR, Y. CENGELOGLU, I. KOCAK: Electrodialytic removal of fluoride from water: Effects of process parameters and accompanying anions. Separation and Purification Technology 2008, Vol. 64, pp. 147–153.
• 9. M.A. MENKOUCHI SAHLIA, S. ANNOUARB, M. MOUNTADARB, A. SOUFIANEC, A. ELMIDAOUIA: Nitrate removal of brackish underground water by chemical adsorption and by electrodialysis. Desalination 2008, Vol. 227, pp. 327–333.
• 10. A.M. DZIUBEK, J. MAĆKIEWICZ: Removal of nitrates from water by selective ion exchange. Environment Protection Engineering 2009, Vol. 35, No. 1, pp. 172–177.
• 11. F. VALERO, A. BARCELÓ, R. ARBÓS: Electrodialysis technology – theory and applications. In: Desalination, Trends and Technologies [M. SCHORR, Ed.], InTech, Croatia 2011.
• 12. E. SINGLANDE, H.R. BALMANN, X. LEFEVBRE, M. SPERANDIO: Improvement of the treatment of salted liquid waste by integrated electrodialysis upstream biological treatment. Desalination 2006, Vol. 199, pp. 64–67.
• 13. V. MONTIEL, V. GARCIA-GARCIA, J. GONZALEZ-GARCIA, F. CARMONA, A. ALDAZ: Recovery by means of electrodialysis of an aromatic amino acid from a solution with a high concentration of sulphates and phosphates. Journal of Membrane Science 1998, Vol. 140, pp. 243–250.
• 14. 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.
• 15. Y. ZHANG, L. PINOY, B. MEESSCHAERT, B. van der BRUGGEN: Separation of small organic ions from salts by ion-exchange membrane in electrodialysis. American Institue of Chemical Engineering Journal 2011, Vol. 57, pp. 2070–2078.
• 16. R. RAUTENBACH: Procesy membranowe. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1996.