Zastosowanie procesów membranowych do oczyszczania wody. Część 2: Procesy z membranami jonowymiennymi

• Autorzy: Wiśniewski J. A. , Kabsch-Korbutowicz M.

Warianty tytułu

EN

Application of membrane processes in water treatment. Part 2: Ion-exchange membrane processes

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy scharakteryzowano ważniejsze procesy membranowe, które są stosowane do odsalania i usuwania niepożądanych składników jonowych z wody: elektrodializę, elektrodejonizację i dializę Donnana. W procesach tych stosowane są membrany jonowymienne, które umożliwiają selektywny transport określonego rodzaju jonów: anionów (membrany anionowymienne) lub kationów (membrany kationowymienne). W grupie omawianych procesów największe znaczenie aplikacyjne w oczyszczaniu wody ma elektrodializa. Proces ten stosowany jest przede wszystkim do odsalania wód o stosunkowo niskim zasoleniu (do 5 g/ dm3) w celu otrzymania wody do picia. W wyniku zastosowania w elektrodializerze membran monosełektywnych, możliwe jest skuteczne usunięcie z wody szkodliwych anionów: azotanów i fluorków. Elektrodejonizacja jest końcowym procesem demine-ralizacji wody, w którym otrzymuje się wodę wysokiej jakości wymaganą m.in. w energetyce i przemyśle elektronicznym. Dializa Donnana umożliwia, w wyniku wymiany jonów, usunięcie z wody szkodliwych anionów (azotanów i fluorków) lub zmiękczenie wody przed odsalaniem w procesie elektrodializy.

EN

In the paper were characterized prime processes applied for water desalination and undesirable ion removal: electrodialysis, electrodeionization and Donnan dialysis. In these processes ion-exchange membranes are used: anion-exchange membranes, for selective anion transport and cation-exchange membranes, for selective transport of cations. Of the covered processes, electrodialysis is a process of the dominant importance in water treatment. It is applied for desalination of brackish water (with salinity up to 5 g/L) for drinking purposes. When the process involves mono-anion-selective membranes, it makes possible to remove harmful anions from potable water: nitrates and fluorides. Electrodeionization is applied for water demineralization and the process delivers highrquality water that is required in power industry and electronics. Donnan dialysis, the process based on ion exchange, enables harmful anion removal from potable water (nitrates and fluorides) or water softening before electro-dialytic desalination.

Słowa kluczowe

PL

membrana jonowymienna; elektrodializa; elektrodejonizacja; dializa Donnana; odsalanie wody

EN

ion-exchange membrane; electrodialysis; electrodeionization; Donnan dialysis; water desalination

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Gaz, Woda i Technika Sanitarna
• Rocznik: 2014
• Tom: Nr 1
• Strony: 30--34
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wiśniewski J. A.

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

autor

Kabsch-Korbutowicz M.

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

Bibliografia

• [1] Strathmann H.: Ion-exchange membrane separation processes. Membrane Science and Technology Series 9, Elsevier 2004.
• [2] Rautenbach R.: Procesy membranowe, WNT Warszawa 1996.
• [3] Bazinet L., Lamarche F., Ippersiel D.: Bipolar membrane electrodialysis: applications of electrodialysis in the food industry, Trends in Food Sei. and Technol. 1998, 9, 107-113.
• [4] Sata T.: Studies on ion exchange membranes with permselectivity for specific ions in electrodialysis, J. Membr. Sei. 1994, 93, 117-135.
• [5] Firdaous L., Quemeneur F., Schlumpf J.P., Maleriat J.P.: Modification of the ionic composition of salt solutions by electrodialysis, Desalination 2004, 167, 397-402.
• [6] Nagarale R. K., Gohil G.S., Shahi V.K.: Recent developments on ion-exchange membranes and electro-membrane processes, Adv. in Colloid Interface Sei. 2006, 119, 97-130.
• [7] Pilat В.: Practice of water desalination by electrodialysis, Desalination 2001, 139, 385-392.
• [8] Anderson Μ. Α., Cudero A. L., Palma J.: Capacitive deionization as an electrochemical means of saving energy and delivering clean water. Comparison to present desalination practices: Will it compete?, Electrochimica Acta 2010, 55,3845-3856.
• [9] Leitner G., Leitner-Murnay F.: U.S. desalination and membrane softening potable water costs, Desal. Wat. Reuse 1997, 7/2, 44-50.
• [10] Kawahara T.: Industrial applications of ion-exchange membranes. Desal. Wat. Reuse 1995, 2/4, 26-30.
• [11] Hell F., Lahnsteiner J., Frishherz H., Baumgartner G.: Experience with full- scale electrodialysis for nitrate and hardness removal, Desalination 1998, 117, 173-180.
• [12] Elmidaoui Α., Elhannouni F., Menkouchi Sahli M.A., Chay L., Elabbassi H., Hafsi M., Largeteau D.: Pollution of nitrate in Moroccan ground water: removal by electrodialysis, Desalination 2001, 136, 325-332.
• [13] Wiśniewski J., Różańska Α.: Usuwanie azotanów z roztworów wodnych metodą elektrodializy, Ochr. Środ. 2002, 4, 11-15.
• [14] Wisniewski C., Persin F., Cherif T., Sandeaux R., Grasmick Α., Gavach С., Lutin F.: Use of a membrane bioreactor for denitrification of brine from an electrodialysis process, Desalination 2002, 149, 331-336.
• [15] Menkouchi Sahli M.Α., Tahaikt M., Achary I., Taky M., Elhanouni F., Hafsi M., Elmghari M., Elmidaoui Α.: Technical optimization of nitrate removal for groundwater by ED using a pilot plant, Desalination 2006) 189, 200-208.
• [16] Amor Z., Malki S., Taky M., Bariou В., Mameri N., Elmidaoui Α.: Optimization of fluoride removal from brackish water by electrodialysis, Desalination 1998, 120, 263-271.
• [17] Z. Amor, B. Bariou, N. Mameri, Taky M., Nicolas S., Elmidaoui Α.: Fluoride removal from brackish water by electrodialysis, Desalination 2001, 133, 215-223.
• [18] Turek M., Dydo P., Surma Α.: Zero discharge utilization of saline waters from "Wesoła" coal-mine, Desalination 2005, 185, 275-280.
• [19] Turek M., Dydo P., Klimek R.: Salt production from coal-mine brine in ED- evaporation-crystallization system, Desalination 2005, 184, 439^446.
• [20] Bodzek M., Konieczny К.: Wykorzystanie procesów membranowych w uzdatnianiu wody, Projprzem-EKO, Bydgoszcz 2005.
• [21] Schaetzel P., Amang D.N., Nguyen Q.T.: Batch ion-exchange dialysis to extract nitrate from drinking water: a simplified ion transport model for the best membrane selection, Desalination 2004, 164, 261-268.
• [22] Wiśniewski J., Różańska Α.: Donnan dialysis with anion exchange membranes as a pretreatment step before electrodialytic desalination, Desalination 2006, 191,210-218.
• [23] Velizarov S., Reis Μ.Α., Crespo J.G.: Integrated transport and reaction in an ion exchange membrane bioreactor, Desalination 2002, 149, 205-210.
• [24] Matos C.T., Velizarov S., Crespo J.G., Reis Μ.Α.: Simultaneous removal of Perchlorate and nitrate from drinking water using the ion exchange bioreactor concept, Water Res. 2006, 40, 231-240.
• [25] Hichour M., Persin F., Sandeaux J., Gavach C.: Fluoride removal from waters by Donnan dialysis, Sep. Purif. Technol. 2000, 18, 1-11.
• [26] Garmes H., Persin F., Sandeaux J., Pourcelly G., Mountadar M.: Defluoridation of groundwater by a hybrid process combining adsorption and Donnan dialysis, Desalination 2002, 145, 287-291.
• [27] Wiśniewski J., Ion exchange by means of Donnan dialysis as a pretreatment process before electrodialysis, Environ. Prot. Eng. 2006, 32(2), 47-66.