Zastosowanie hybrydowego układu oczyszczania do separacji substancji powierzchniowo czynnych z roztworów wodnych

• Autorzy: Kowalska I.

Warianty tytułu

EN

Application of hybrid purification system for surfactant separation from water solutions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W celu zwiększenia skuteczności eliminacji mikrozanieczyszczeń z roztworów wodnych techniki membranowe coraz częściej łączy się z innymi jednostkowymi procesami oczyszczania. Odpowiednio zaprojektowane układy pozwalają na wykorzystanie w jak największym stopniu zalet jednostkowych procesów oczyszczania, zarówno klasycznych jak i membranowych, oraz znaczne ograniczenie ich wad [13]. Ze względu na szereg zalet układów hybrydowych wykorzystujących membrany prowadzone są liczne badania dotyczące rozwoju tych metod, w tym do oczyszczania roztworów zawierających substancje powierzchniowo czynne (SPC) [1, 7, 10, 12]. Połączenie procesu ultrafiltracji i wymiany jonowej jest jednym z możliwych rozwiązań problemu separacji anionowych substancji powierzchniowo czynnych (ASPC) z roztworów poniżej krytycznego stężenia micelizacji (CMC). Jak wykazują badania [6, 8] jednostkowy proces ultrafiltracji jest zadowalającą metodą separacji micel SPC z roztwo rów o stężeniu równym lub przekraczającym wartość CMC. W przypadku gdy stężenie SPC jest mniejsze, tzn. roztwór ma charakter monomeryczny, wówczas wysokociśnieniowe techniki rozdziału (nanofiltracja, odwrócona osmoza) są sugerowane jako skuteczny proces separacyjny.

EN

Limitation of individual purification processes resulted in development of so-called hybrid processes. Integration of two purification processes in one working unit may have a synergetic effect resulting in separation improvement. The aim of the study was to determine the effectiveness of ASPCA removal from aqueous solutions below critical micellizsation concentration in a hybrid system that combines ultrafiltration treatment and ion exchange, and its comparison with the effectiveness of individual processes. Effect of pH and the presence of mineral salts on the effectiveness of the proposed treatment system was analysed. Commercial polymer membranes differing with hydrophilichydrophobic properties and strongly and weakly basic ion exchange resins with different structure of the polymer were used. Unit process of ultrafiltration and simultaneous purification process were carried out under conditions of unidirectional flow (dead-end) in the Amicon chamber 8400. During studies ultrafiltration membranes of Microdyn-NadirŽ company made of poliethersulphone and regenerated cellulose with cut-off value of 10 kDa were used. The characteristics of the tested membranes are presented in Table 1. Separation properties of polymers were tested in the laboratory installation, which main element is the Amicon 8400 ultrafiltration chamber. During studies five anionexchange resins which characteristics are presented in Table 2 were used. Apart from the classic anionexchange resin (A100, A200, A400 and SBW) MIEX resin was applied with a magnetic component included in the structure of the polymer. Thanks to such modification of the polymer material single grains of resin behave like magnets, they are capable of forming heavy agglomerates and are effectively separated from water. It was stated that hybrid processes with strong-base resins were very effective (above 95%) in surfactant separation from water solutions below its critical micelle concentration. The efficiency of the hybrid processes was also found to largely depend on the type of the anion exchange resin. The presence of mineral salt in the treated solution resulted in a few percentage decreasing of surfactant retention. The effectiveness of the process in the applied pH range (pH=5-11) was stable for strong-base resins (MIEX, A200, A400 and SBW). However, at pH=11 significant deterioration in surfactant retention was noticed for the hybrid process with the weak-base A100 resin.

Słowa kluczowe

PL

roztwór wodny; hybrydowe układy oczyszczania; separacja substancji powierzchniowo czynnych; osmoza odwrócona

EN

aqueous solution; purification of hybrid systems; separation of surfactants; reverse osmosis

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2010
• Tom: Tom 12
• Strony: 773--784
• Opis fizyczny: bibliogr. 15 poz.

Twórcy

autor

Kowalska I.

• Politechnika Wrocławska

Bibliografia

• 1. Akbil Basar C., Karagunduz A., Cakici A., Keskinler B.: Removal of surfactants by powdered activated carbon and microfiltration, Water Research 38, 2117–2124, 2004.
• 2. Dane katalogowe producenta: Microdyn-Nadir® GmbH.
• 3. Dane katalogowe producenta: Purolie®.
• 4. Dane katalogowe producenta: Sigma.
• 5. Dane katalogowe producenta: Wofatit.
• 6. Goers B., Mey J., Wozny G.: Optimised product and water recovery from batch-production rinsing waters, Waste Management 20, 651-658, 2000.
• 7. Gonzalez S., Petrovic M., Barcelo D.: Evaluation of two pilot scale membrane bioreactors for the elimination of selected surfactants from municipal wastewaters, Journal of Hydrology 356, 46-55, 2008.
• 8. Kowalska I.: Surfactant separation in pressure-driven membrane processes, Environment Protection Engineering 2, 105-113, 2008.
• 9. Kowalska I.: Usuwanie anionowych substancji powierzchniowo czynnych w procesie wymiany jonowej, Ochrona Środowiska 1, 25-29, 2009.
• 10. Seo G.T., Lee T.S., Moon B.H., Lim J.H.: Ultrafiltration combined with ozone for domestic laundry wastewater reclamation and reuse, Water Supply 5-6, 387-392, 2001.
• 11. Slunjski M., Cadee K., Tattersall J.: MIEX® resin water treatment, Proc. Aquatech, Amsterdam 2000, www.miexresin.com.
• 12. Sostar-Turka S., Petrinica I., Simonic M.: Laundry wastewater treatment using coagulation and membrane filtration, Resources, Conservation and Recycling 44, 185-196, 2005.
• 13. Van der Bruggen B., Curcio E., Drioli E.: Process intensification in the textile industry: the role of membrane technology. Journal of Environmental Management 73, 267-274, 2004.
• 14. Yang W. B., Li A., Fan J., Yang L., Zhang Q.: Mechanism and behavior of surfactant adsorption onto resins with different matrices, Reactive and Functional Polymers 67, 609-616, 2007.
• 15. Yang W. B., Xia M., Li A., Yang L., Zhang Q.: Adsorption of branched alkylbenzene sulfonate onto styrene and acrylic ester resins, Chemosphere 64, 984-990, 2006