Przydatność membran ceramicznych do usuwania naturalnych substancji organicznych z wody

• Autorzy: Kabsch-Korbutowicz M. , Urbanowska A.

Warianty tytułu

EN

Applicability of ceramic membranes to the removal of natural organic matter from water

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Skuteczność usuwania z wód powierzchniowych naturalnych substancji organicznych, powszechnie występującego mikrozanieczyszczenia, zależy między innymi od właściwości użytych membran, w tym od ich granicznej rozdzielczości (cut-off) oraz materiału, z którego zostały wytworzone. W ostatnich latach membrany wytwarzane z materiałów nieorganicznych są coraz częściej stosowane do oczyszczania wody i ścieków. W pracy określono przydatność membran ceramicznych do oczyszczania wody, ze szczególnym uwzględnieniem możliwości usuwania naturalnych substancji organicznych. Badano skuteczność oczyszczania wody z Odry oraz roztworów modelowych na membranach o granicznej rozdzielczości 15 kDa i 50 kDa. Zastosowano ciśnienie transmembranowe z przedziału 0,2÷0,5 MPa. Uzyskane wyniki badań wykazały istotny wpływ ciśnienia transmembranowego oraz granicznej rozdzielczości na hydrauliczną wydajność membran. Wzrost siły napędowej lub granicznej rozdzielczości membran skutkował większą wartością strumienia permeatu. Wykazano, że zastosowane membrany były podatne na blokowanie, jednakże intensywność tego zjawiska była większa w przypadku membrany o granicznej rozdzielczości 50 kDa. Efektem blokowania membran był stwierdzony wzrost całkowitych oporów membrany. Badania wykazały, że membrany ceramiczne pozwalają na skuteczne usuwanie naturalnych substancji organicznych z wód powierzchniowych. Stwierdzono, że skutkiem silniejszego blokowania mniej zwartych membran (50 kDa) była większa, niż obserwowana w przypadku membran 15 kDa, skuteczność separacji makrocząsteczek organicznych.

EN

The efficiency of removing natural organic matter (NOM), one of the major micropollutants of surface waters, depends to a great extent on the properties of the membranes used, such as the cut-off and the material of which they have been made. In the past decade the use of membranes manufactured from inorganic materials has become increasingly frequent in water and wastewater treatment. The aim of the study was to assess the applicability of ceramic membranes to water treatment, particular consideration being given to NOM removal. The efficiency of the treatment process was examined by experiments using samples of riverine water (from the river Odra) and model solutions, and two ceramic membranes (with a cut-off equal to 15 kDa and 50 kDa, respectively), at transmembrane pressure varying from 0.2 to 0.5 MPa. The results obtained have substantiated the significant influence of transmembrane pressure and membrane cut-off on the hydraulic efficiency of the membranes. The rise in transmembrane pressure or membrane cut-off accounted for the increase in the value of the permeate flux. The membranes used were found to be prone to fouling, but this proneness was more pronounced in the case of the 50 kDa membrane. The fouling effect was concomitant with the rise in the total resistance of the membranes. The study has demonstrated that the use of ceramic membranes provides efficient NOM removal from surface water. As a result of the stronger fouling observed in the case of the less compact 50 kDa membrane, the efficiency of organic macromolecule separation with this membrane was higher than the one obtained with the 15 kDa membrane.

Słowa kluczowe

PL

ultrafiltracja; membrana nieorganiczna; blokowanie membran; oczyszczanie wody; substancja organiczna; substancja naturalna

EN

ultrafiltration; inorganic membrane; fouling; water treatment; organic matter; natural matter

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 31, nr 1
• Strony: 15--19
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kabsch-Korbutowicz M.

autor

Urbanowska A.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Inżynierii Środowiska, Instytut Inżynierii Ochrony Środowiska, Wybrzeże S. Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław,

Bibliografia

• 1. H.VERWEIJ: Ceramic membranes: Morphology and transport. Journal of Materials Science 2003, Vol. 38, pp. 4677–4695.
• 2. http://memship.98866.net.
• 3. U.MUELLER, M.WITTE: Ceramic membrane applications for filter backwash water treatment. TECHNEAU 2008, 17/01/08.
• 4. R.SONDHI, R.BHAVE, G.JUNG: Applications and benefits of ceramic membranes. Membrane Technology 2003, 11, pp. 5–8.
• 5. T.MELIN, R.RAUTENBACH: Membranverfahren: Grundlagen der Modul- und Anlagenauslegung. Springer 2003.
• 6. H.A.MEINEMA, R.W.J.DIRRIX, H.W. BRINKMAN, R.A. TERPSTRA, J. JEKERLE, P.H.KÖSTERS: Ceramic membranes for gas separation – recent developments and state of the art. Interceram 2005, Vol. 54 (2), pp. 86–91.
• 7. Membrane Separation Technologies to 2012. The Freedonia Group Report. Report FR2307, March 2008.
• 8. U.MUELLER, M.WITTE: Ceramic membranes – case related protocol for optimal operational conditions to treat filter backwash. TECHNEAU 2007, 05/02/07.
• 9. Y.MATSUI, T.MATUSHITA, T.INOUE, M.YAMAMOTO, Y.HAYASHI, H.YONEKAWA, Y.TSUTSUMI: Virus removal by ceramic membrane microfiltration with coagulation pretreatment. Water Supply 2003, No. 3(5), pp. 93–99.
• 10. H.YONNEKAWA, Y.TOMITA, Y.WATANABE: Behavior of macroparticles in monolith ceramic membrane filtration with pre-treatment. Water Sci. Technol. 2004, Vol. 50(12), pp. 317–325.
• 11. T.MATSUSHITA, Y.MATSUI, N.SHIRASAKI, Y.KATO: Effect of membrane pore size, coagulation time, and coagulant dose on virus removal by a coagulation–ceramic microfiltration hybrid system. Desalination 2005, Vol. 178, pp. 21–26.
• 12. A.LERCH, S.PANGLISCH, R.GIMBEL: Research experiences in direct potable water treatment using coagulation/ultrafiltration. Water Sci. Technol. 2005, Vol. 51 (6–7), pp. 221–229.
• 13. K.KONIECZNY, M.BODZEK, M.RAJCA: A coagulation–MF system for water treatment using ceramic membranes. Desalination 2006, Vol. 198, pp. 92–101.
• 14. http://www.ngk.co.jp/news/2006.
• 15. K.KONIECZNY, M.RAJCA, M.BODZEK, B.GEMBOŁYŚ: Wpływ właściwości substancji organicznych na blokowanie membran ultrafiltracyjnych. Ochrona Środowiska 2008, vol. 30, nr 3, ss. 3–8.