Uzdatnianie wód z wykorzystaniem mikrofiltracją i adsorpcji na węglu aktywnym

• Autorzy: Konieczny K. , Klomfas G.

Warianty tytułu

EN

Water treatment using microfiltration and adsorption on the activated carbon

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki badań usuwania substancji organicznych oraz wybranych zanieczyszczeń z wód w procesie jednostkowym mikrofiltracji oraz hybrydowym: mikrofiltracji i adsorpcji na węglu aktywnym. Analizowano wpływ dodatku węgla aktywnego na przebieg procesu oczyszczania. W pracy zastosowano mikrofiltracyjne membrany ceramiczne francuskiej firmy Orelis. Moduł membranowy umieszczony był w instalacji badawczej, która pracowała w systemie szarżowym. Medium badawczym był roztwór modelowy o podwyższonej zawartości związków organicznych oraz woda powierzchniowa pobierana z rzeki Wisły. Efektywność procesu jednostkowego (mikrofiltracji) i hybrydowego oceniano na podstawie objętościowego strumienia permeatu w czasie. Wykonano analizy fizyczno-chemiczne wody surowej i permeatów. Oceniono przydatność modeli procesu filtracji membranowej i procesu hybrydowego, filtracji połączonej z adsorpcją na węglu aktywnym. Wykorzystano dwa modele: model filtracji w warunkach stałego ciśnienia oraz model filtracji membranowej w procesie niestacjonarnym - model "relaksacyjny".

EN

The researches on the microfiltration of natural and model waters in unit and hybrid processes with activated carbon (MF/AC) were carried out. Ceramic membranes were applied and granulated activated carbon type TL 830 of the firm Chemviron Carbon and powdered activated carbon type CWZ-30 from Hajnowka were used. Changes of volumetric permeate flux in time were estimated and the efficiency of the unit process was compared with the hybrid one, analysing the physicochemical indexes of raw water and permeate. Three doses of an activated carbon were used to support the membrane filtration process, i.e.: 25 mg/dm³, 100 mg/dm³ and 200 mg/dm³. In the studies involving the removal of natural organic substance humic acid of the firm Sigma-Aldrich Chemie GmbH was applied. The investigation studies were carried out using the feed and bleed system, which consisted in returning the permeate to the raw water tank. The testing cycle for one membrane was 15 or 17 hours and it was divided into three stages: filtration of deionized water for a new membrane, proper cycle - filtration of the solutions of humic substances or natural water, filtration of deionized water directly after the proper investigation studies. The process was carried out under pressure 0.1 MPa, with linear velocity of water over the membrane 4 m/s and temperature 291 ÷ 294 K. Article presents exemplary results involving the yield of the ceramic membrane during the filtration of model and natural waters in unit and hybrid processes. Two different methods have been proposed for the mathematical description of hybrid process of natural and model waters, which are: the model describing the changes of permeate flux in time, the "relaxation" model, and the Hermia model. Analyzing the obtained results involving the matching of the model described by the equation to the experimental results it was ascertained that the correlation coefficients are at a very high level.

Słowa kluczowe

PL

mikrofiltracja; węgiel aktywny; adsorpcja; proces hybrydowy; modelowanie

EN

microfiltration; activated carbon; adsorption; hybrid processes; modeling

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2003
• Tom: T. 6, nr 1
• Strony: 55--73
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz.

Twórcy

autor

Konieczny K.

• Politechnika Śląska, Instytut Inżynierii Wody i Ścieków, ul. Akademicka 2, 44-100 Gliwice

autor

Klomfas G.

• Politechnika Śląska, Instytut Inżynierii Wody i Ścieków, ul. Akademicka 2, 44-100 Gliwice

Bibliografia

• [1] Malleviale J., Anselme C., Marsigny O., Aquatic humic substances: Influence on fate and treatment of pollutants, American Chemistry Society, Washington 1989, 749-767.
• [2] Bersillon J., Future industrial prospects of membrane processes, Elsevier, Oxford 1988, 234-247.
• [3] Lahoussine-Turcaud V., Wiesner M.R., Bottero J.Y., Fouling in tangential-flow ultrafiltration: the effect of colloid size and coagulation pretreatment, Journal of Membrane Science 1990, 52, 173-190.
• [4] Kaiya Y., Itoh Y., Fujita K., Takizawa S., Study on fouling materials in the membrane treatment process for potable water, Desalination 1996, 106, 71-77.
• [5] Bodzek M., Bohdziewicz J., Konieczny K., Techniki membranowe w ochronie środowiska, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 1997.
• [6] Yuan W., Zydney A., Humic acid fouling during ultrafiltration, Environmental Science and Technology 2000, 34(23), 5043-5050.
• [7] Campos C., Laine J.M., Adsorption performance of powdered activated carbon-ultrafiltration, Proceeding and engineering with membranes, Granada 2001, 1, 218-223.
• [8] Konieczny K., Klomfas G., Oczyszczanie wód powierzchniowych w procesie mikrofiltracji oraz w procesie zintegrowanym: adsorpcji na węglu aktywnym-mikrofiltracji, Inżynieria i Ochrona Środowiska 1999, 2(2), 205-220.
• [9] Rautenbach R., Membranverfahren. Grundlagen der Modul- und Anlagenauslegung, Berlin, Springer 1996.
• [10] Campos C., Marinas B.J., Snoeyink V.L., Baudin I., Laine J.M., PAC-membrane filtration process. I: Model development, Journal of Environmental al Engineering ASCE 2000, 126(2), 97-103.
• [11] Clark M., Baudin I., Anselme C., Membrane-powdered activated carbon reactors, (w:) Water Treatment Membrane Processes, Eds. J. Mallevialle, P.E. Odendaal, M.R. Wiesner, McGraw- Hill, 1996, 15.1-15.22.
• [12] Konieczny K., Ultrafiltracja i mikrofiltracja w uzdatnianiu wód do celów komunalnych, Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej nr 42, Gliwice 2000.
• [13] Konieczny K., Modelowanie wydajności procesu filtracji membranowej wód naturalnych, Materiały IV Międzynarodowej Konferencji Naukowo-Technicznej nt. Zaopatrzenie w wodę jakość i ochrona wód, red. M.M. Sozański, Kraków-Poznań, 10-13 września 2000, 433-444.
• [14] Konieczny K., Rafa J., Modeling of the membrane filtration process of natural waters, Polish Journal Environmental Stud. 2000, 9, 57-63.
• [15] Konieczny K., Modelling of membrane filtration of natural water for potable purposes, Desalination 2002, 143, 123-139.
• [16] Hermia J., Constant presure blocking filtration laws-application to powe-law Non-New-tonian fluids, Trans IChemE. 1982, 60, 183-187.
• [17] Konieczny K., Klomfas G., Using activated carbon to improve natural water treatment by porous membranes, Desalination 2002, 147, 109-116.