Układ hybrydowy wymiana jonowa – ultrafiltracja w oczyszczaniu wód w reaktorze membranowym

• Autorzy: Rajca M.

Warianty tytułu

EN

Hybrid system ion exchange – ultrafiltration in water treatment in membrane reactor

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Reaktory membranowe z zanurzeniowym modułem kapilarnym są praktycznym rozwiązaniem w technologii uzdatniania wody. W pracy przedstawiono badania usuwania naturalnych związków organicznych (kwasy humusowe i fulwowe) w hybrydowym reaktorze membranowym, w którym realizowano proces wymiany jonowej MIEX®DOC oraz ultrafiltrację. Przepływowy reaktor membranowy z osadzonym w nim modułem ZeeWeed 1 (ZW1) pracował w podciśnieniu. W badaniach wykorzystano Ŝywicę MIEX® firmy Orica Watercare oraz ultrafiltracyjny (UF) moduł kapilarny zanurzeniowy, wykonany z polifluorku winylidenu (PVDF), firmy GE Power&Water. Badano wpływ żywicy MIEX na poprawę pracy modułu membranowego w jednym urządzeniu (reaktorze) w odniesieniu do skuteczności oczyszczania wody modelowej oraz zmniejszenia niekorzystnego zjawiska foulingu. Stwierdzono wysoką efektywność usuwania związków organicznych tj. obniżenie stężenia rozpuszczonego węgla organicznego, absorbancji UV254, barwy o ok. 90% oraz parametru SUVA (absorbancja specyficzna w nadfiolecie UV254/RWO) do wartości około 1 m3/gC·m. Wykazano, iż testowany reaktor z ultrafiltracyjną membraną zanurzeniową, do którego dodawano Żywicę MIEX®, nadaje się do praktycznego zastosowania w technologii uzdatniania wody, ze względu na efektywne oczyszczanie wód i poprawę pracy modułu membranowego. Kompaktowość zastosowanego urządzenia (reaktora) zachęca do modernizacji istniejących, zwłaszcza małych, stacji uzdatniania wód.

EN

Membrane reactors with submerged capillary modules are practical technology for water treatment. This paper presents a investigation on removal of natural organic compounds (humic and fulvic acids) in the hybrid membrane reactor, in which the ion exchange MIEX®DOC and ultrafiltration processes was performed. The flowing membrane reactor equipped with module ZeeWeed 1 (ZW1) was operated at vacuum. MIEX® resin by Orica Watercare and immersed ultrafiltration (UF) polyvinylidene fluoride (PVDF) capillary module by GE Power&Water were used.The impact of MIEX® resin on the module performance, while bothprocesses combined in one device (reactor), basing on the effectiveness of simulated water treatment as well as membrane fouling decrease was evaluated. It was highly effectivenes for removing organic compounds, i.e. reducing the concentration of dissolved organic carbon, UV254 absorbance, color by 90% and SUVA parameter (specific ultrafiolet absorbance UV254/DOC) by 1 m3/gC·m. It was shown that the investigated reactor with the submerged ultrafiltration membrane into which MIEX® resin was added could be practically used in water treatment technology as it assured effective water purification as well as membrane module operation improvement. Moreover, the compactness of the device enables the simple modernization of especially small water treatment plants.

Słowa kluczowe

PL

oczyszczanie wód; ultrafiltracja; reaktor membranowy; wymiana jonowa; system hybrydowy

EN

water purification; ultrafiltration; membrane reactor; ion exchange; hybrid system

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2013
• Tom: z. 60, nr 3
• Strony: 91--100
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., il.

Twórcy

autor

Rajca M.

• Politechnika Śląska

Bibliografia

• [1] Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dn. 29 marca 2007 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi, Dz. U. z 2007 r. Nr 123, poz. 858 i zmieniające rozporządzenie w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi z dnia 20 kwietnia 2010 r.
• [2] www.miexresin.com [dostęp: 10 kwietnia 2013].
• [3] Li CH – W., Chen Y – S.: Fouling of UF membrane by humic substance: Effects of molecular weight and powder – activates carbon (PAC) pre – treatment, Desalination, no 170, 2004, pp. 59 – 67.
• [4] Yoon Y., Amy G., Cho J., Her N.: Effects of retained natural organic matter (NOM) on NOM rejection and membrane flux decline with nanofiltration and ultrafiltration, Desalination, no 173, 2005, pp. 209 – 221.
• [5] Laine J., Campos C., Baudin I., Janex M.: Understanding membrane fouling: A review of over a decade of research, w: Proceedings of “Membranes in Drinking and Industrial Water Production MDIW 2002”, Mulheim an der Ruhr, Germany, no 37a, 2002, pp. 351 – 361.
• [6] Lee N., Amy G., Lozier J.: Understanding natural organic matter fouling in low-pressure membrane filtration, Desalination, no 178, 2005, pp. 85-93.
• [7] Rajca M., Bodzek M.: Wpływ naturalnych substancji organicznych w wodzie powierzchniowej na fouling w procesie ultrafiltracji, Monografia Komitetu Inżynierii Środowiska PAN, nr 58, 2009, s. 251-258.
• [8] Rajca M., Bodzek M., Konieczny K.: Application of mathematical models to the calculation of ultrafiltration flux in water treatment, Desalination, no 239, 2009 pp. 100-110.
• [9] Rajca M.: NOM fouling mechanism during ultrafiltration, Architecture, Civil Engineering, Environment, no 4 (1), 2011, pp. 113-119.
• [10] Pikkarainen A.T., Judd S.J., Jokela J., Gillberg L.: Pre-coagulation for mikrofiltration of an upland surface water, Water Research, no 38, 2004, pp. 455-465.