Nanofiltracja jako metoda usuwania ubocznych produktów utleniania i dezynfekcji oraz ich prekursorów z wód naturalnych

• Autorzy: Konieczny K. , Panek D. , Bodzek M.

Warianty tytułu

EN

Nanofiltration as the method of removal of precursors and by-products of oxidation and Disinfection from Natural Waters

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Procesowi uzdatniania wody towarzyszy powstawanie licznych produktów ubocznych. Poniższy artykuł stanowi próbę przybliżenia czytelnikowi zagrożeń związanych z przedostawaniem się tych związków do wody pitnej, jak również wskazuje na potencjalne metody ich usuwania ze szczególnym wskazaniem na procesy membranowe. Przedstawiono podstawowe parametry przebiegu procesu nanofiltracji oraz główne jego zastosowanie. Omówiono, na podstawie dostępnej literatury światowej i polskiej, osiągnięcia związane z zatrzymywaniem prekursorów ubocznych produktów utleniania - naturalnej substancji organicznej (NSO) z użyciem membran nanofiltracyjnych. Dodatkowo poruszono problem usuwania domieszek i zanieczyszczeń wód naturalnych za pomocą technik membranowych.

EN

For the last dozens years a considerable development of membrane techniques has been observed. At the present time membrane processes are applied in many branches: environmental protection, desalination, water treatment, pharmaceutical and food industry and many others. The special example of membrane techniques is so called pressure - driven membrane process. It includes: microfiltration, ultrafiltration, nanofiltration and reverse osmosis. This paper is the review of literature concerning the tests on the application of nanofiltration in water treatment. It describes the processes of retention of pollutants and other admixtures in natural waters by nanofiltration (NF) membranes, as well as removal of natural organic matter causing formation of disinfecting by-products. A lot of compounds, occurring in water in natural way, bring about some problems during water treatment. They are mainly humus substances (HS), which in natural environment do not pose hazard to human health, but their specific properties decide about the reactivity with different water pollutants and are not indifferent to consumer's health. During oxidation HS react very fast with the oxidants, as the result of which many compounds, usually harmful and carcinogenic are formed. We should mention among others such as halogen derivatives (trihalomethanes, halogenic acids, haloacetonitriles) and others products of oxidation processes (aldehydes, ketones, acids and etc.). The removal of the precursors of this compounds (natural organic substances) or by-products of oxidation in membrane processes could be a breakthrough in conventional methods of water treatment. Applications of nanofiltration can be found in the treatment of surface water as well as groundwater. The possibility of using NF for the removal of hardness, natural organic material (NOM), and micropollutants such as pesticides is discussed. Some of these applications have proven to be reliable and can be considered as known techniques; other applications are still studied on pilot and laboratory scale.

Słowa kluczowe

PL

nanofiltracja; naturalna substancja organiczna; uboczne produkty utleniania; uzdatnianie wody

EN

nanofiltration; NOM; by-products of oxidation; water treatment

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2003
• Tom: T. 6, nr 2
• Strony: 221--238
• Opis fizyczny: Bibliogr. 35 poz.

Twórcy

autor

Konieczny K.

• Politechnika Śląska, Instytut Inżynierii Wody i Ścieków, ul. Konarskiego 18, 44-100 Gliwice

autor

Panek D.

• Politechnika Śląska, Instytut Inżynierii Wody i Ścieków, ul. Konarskiego 18, 44-100 Gliwice

autor

Bodzek M.

• Politechnika Śląska, Instytut Inżynierii Wody i Ścieków, ul. Konarskiego 18, 44-100 Gliwice

Bibliografia

• [1] Van der Bruggen B., Vandecasteele C., Removal of pollutants from surface water and ground water by nanofiltration; overview of possible applications in the drinking water, Environmental Pollution 2003, 122,435-445.
• [2] Żubrowska-Sudoł M., Sudoł M., Pierchuć M., Grabińska-Łaniewska A., Sorpcja i biodegradacja kwasów humusowych na złożach węglowych, GWiTS 2000, 5, 187-195.
• [3] Visvanathan C., Marsono B.D., Basu B., Removal of THMP by nanofiltration: Effect of interference parameters, Wat. Res. 1998, 32, 3527-3538.
• [4] Zbiec E., Dojlido J., Uboczne produkty dezynfekcji wody, Ochrona Środowiska 1999, 3, 37-44.
• [5] Zbiec E., Dojlido J., Kwasy halogenooctowe w wodzie do picia, GWiTS 1998, 5, 221-225.
• [6] Zbiec E., Dojlido J., Oznaczanie halogenoacetonitryli w wodzie do picia, Ochrona Środowiska 2001,4, 27-30.
• [7] Zbiec E., Dojlido J., Aldehydy w wodzie do picia jako uboczne produkty ozonowania, znaczenie, metoda oznaczania, GWiTS 2000, 1,17-20.
• [8] Golfmopoulos S.K., Kostopolou M.N., Lekkas T.D., Volatile halogenated organics in the water supply system in Athens, Greece, Wat. Res. 1998, 32, 1811-1818.
• [9] Hoffmen J.A.M.H., Noij Th.H.M., Schippers J.C., Removal of pesticides and other micropollutants with membrane filtration, Water Supply 1993, 11, 129-139.
• [10] Devitt E.C., Ducellier F., Cote P., Wcisner M.R., Effects of natural organic matter and the raw water matrix on the rejection of atrazine by pressure - driven membranes, Wat. Res. 1998, 32, 2563-2568.
• [11] Turner A.G., Wittman E., Operational experience of nanofiltration plant for pesticide removal, Membrane Technology 1998, 104, 7-9.
• [12] Berg P., Hagmeyer G., Gimbel R., Removal of pesticides and other micropollutants by nanofiltration, Desalination 1997, 113, 139-147.
• [13] Van der Bruggen B., Schaep J., Maes W., Wilms D., Vandecasteele C., Nanofiltration as a treatment method for the removal of pesticides from ground waters, Desalination 1998, 117, 139-147.
• [14] Nghiem L.D., Schafer A.I., Waite T.D., Adsorptive interactions beetwen membranes and trace contaminants, Desalination 2002, 147, 269-274.
• [15] Sozański M.M., Olańczuk-Neyman К., Stan wiedzy i perspektywy rozwojowe technologii uzdatniania wody jako współczesnej dyscypliny nauki, (w:) Inżynieria środowiska - stan obecny i perspektywy rozwoju (red. L. Pawłowski), Monografie Komitetu Inżynierii Środowiska PAN, Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej, Lublin 2002,10, 115-171.
• [16] Roman M., Jakość wody do picia w przepisach Unii Europejskiej i w przepisach polskich, Monografie seria: Wodociągi i kanalizacja nr 8, Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Warszawa 2001.
• [17] Świetlik J., Raczyk-Stanisławiak U., Biłozor S., Ilecki W., Nawrocki J., Effect of oxidation with chlorine dioxide on the adsorption of natural organic matter on granular activated carbon, Polish Journal of Environmental Studies 2002, 11,435-439.
• [18] Zbiec E., Dojlido J., Changes of organic compounds during water treatment in Warsaw, Poland, Env. Prot. Eng. 1998, 24, 53-63.
• [19] Dojlido J.R., Chemia wód powierzchniowych, Wydawnictwo Ekonomia i Środowisko, Białystok 1995.
• [20] Sozański M.M., Jeż-Walkowiak J., Chemiczne utlenianie w uzdatnianiu wody, Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna nt. Zaopatrzenie w wodę miast i wsi, Poznań 1996, 376-399.
• [21] Bilozar S., Dąbrowska A., Raczyk-Tanisławiak U., Świetlik J., Nawrocki J., Wpływ parametrów ozonowania wody podziemnej na charakterystykę substancji organicznych i powstawanie produktów ubocznych, Ochrona Środowiska 2001,3,37-40.
• [22] Dziennik Ustaw RP nr 82 z dnia 04.10.2000 r.
• [23] Bodzek M., Bohdziewicz J., Konieczny K., Techniki membranowe w ochronie środowiska, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 1997.
• [24] Bodzek M., Wesołowska K., Zastosowanie technik membranowych w procesie zmiękczania wody, Inżynieria i Ochrona Środowiska 1999, 3-4, 347-365.
• [25] Aptel P., Buckley C.A., Categories of membrane operations, (w:) Water Treatment Membrane Processes, eds. J. Mallevialle, P.E Odendaal, M.R Wiesner, McGraw-Hill 1996, 1.1-1.10.
• [26] Taylor J.S., Jacobs E.P., Reverse osmosis and nanofiltration, (w:) Water Treatment Membrane Processes, eds. J. Mallevialle, P.E Odendaal, M.R Wiesner, McGraw-Hill 1996, 9.1-9.70.
• [27] Schafer A.I., Fane A.G., Waite T.D.; Nanofiltration of natural organic matter: Removal, fouling and the influence of multivalent ions, Desalination 1998, 118, 109-122.
• [28] Reiss C.R., Taylor J.S., Robert C., Surface water treatment using nanofiltration - pilot testing, results and design considerations, Desalination 1999, 125, 97-112.
• [29] Cho J., Amy G., Pellegrino J., Yoon Y., Characterization of clean and natural organics matter (NOM) fouled NF membranes and foulants characterization, Water Supply 1999, 17, 183-190.
• [30] Wesołowska К., Bodzek M., Warachim Ł., Softening of drinking water by tha use of nanofiltration, (w:) Using membranes to assist of cleaner processes, eds. A. Noworyta, A. Trusek-Hołow- nia, Wydawnictwo Argi, Wroclaw 2001, 21-26.
• [31] Bodzek M., Wesołowska К., Zastosowanie technik membranowych w procesie zmiękczania wody, Materiały III Konferencji nt. Membrany i procesy membranowe w ochronie środowiska, Cz. III, Szczyrk 21-23 października 1999, 141-150.
• [32] Akbekodo K.M., Legube B., Cote P., Organics in NF permeate, Journal AWWA 1996, 88, 67-74.
• [33] Luks-Betlej K., Bodzek D., Szotek A., Bodzek M., Usuwanie mikrozanieczyszczeń z wód za pomocą procesów membranowych Materiały Konferencji nt. Mikrozanieczyszczenia w środowisku w świetle przepisów UE, Politechnika Częstochowska, Częstochowa-Ustroń 8-10 października 2000, 167-176.
• [34] Szotek A., Bodzek D., Bodzek M., Eliminacja chlorowcopochodnych węglowodorów z wód naturalnych przy wykorzystaniu procesów membranowych, Materiały III Konferencji nt. Membrany i procesy membranowe w ochronie środowiska, Cz. III, Szczyrk 21-23 października 1999, 63-76.
• [35] Luks-Betlej K., Bodzek M., Waniek A., PAH removal from water by membrane procesess, (w:) Using membranes to assist of cleaner production, eds. A. Noworyta, A. Trusek-Hołownia, Wydawnictwo Argi, Wrocław 2001, 61-67.