Zatężanie wody geotermalnej w procesie nanofiltracji. Wstępna ocena wpływu zastosowania wybranego antyskalanta na właściwości koncentratu

• Autorzy: Tomaszewska B. , Tyszer M.

Warianty tytułu

EN

Geothermal waters concentration in the nanofiltration process. Preliminary assessment of the impact of use of selected antiscalants on the concentrate properties

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zatężanie odpadowych wód geotermalnych z wykorzystaniem technik membranowych rozpatrywane jest jako rozwiązanie dla pozyskania produktów o szczególnym znaczeniu użytkowym między innymi w przemyśle kosmetycznym i balneologii. Przedstawione prace badawcze ukierunkowane były na określenie wpływu zastosowania środka chemicznego przeciwdziałającego zjawisku scalingu membran (antyskalanta), na właściwości pozyskanego koncentratu. Testy zostały przeprowadzone na bazie wody geotermalnej pozyskanej z odwiertu zlokalizowanego w południowej Polsce. Mineralizacja badanej wody geotermalnej wynosiła ponad 2500 mg/dm3, a w jej składzie chemicznym istotna rolę odgrywała wysoka zawartość kwasu metakrzemowego, 80,31 mg/dm3. Uzyskane wyniki badań wskazują na istnienie związku między zastosowaniem antyskalanta a jakością uzyskanych koncentratów. Otrzymane w procesach nanofiltracji koncentraty, ze względu na znacząco podwyższone stężenie krzemionki oraz relatywnie wysokie stężenie innych składników takich jak: żelazo, jod, magnez, sód, wapń, chlorki i siarczany, wykazują zastosowanie w celach leczniczych, w kuracjach użytku zewnętrznego oraz kosmetologii. Jednakże dozowanie w procesie nanofiltracji antyskalanta znacząco wpływa na stężenia wybranych składników w koncentracie i warunkuje jego dalsze zagospodarowanie.

EN

The concentration of waste geothermal waters with the use of membrane techniques is considered as a solution for obtaining products of special utility, among others in the cosmetic industry and balneology. The presented research work was aimed at examining the impact of the use of a chemical agent counteracting the phenomenon of membrane scaling (anti-scaling) on the properties of the obtained concentrate. The tests were carried out on the basis of geothermal water obtained from a well located in southern Poland. The mineralization of the analyzed geothermal water was over 2500 mg/dm3, and in its chemical composition the high content of metasilicic acid, 80,31 mg/dm, played a significant role. The obtained research results indicate the existence of a relationship between the use of an antiscalant and the quality of obtained concentrates. The concentrates obtained in the nanofiltration processes, due to the significantly elevated silica concentration and the relatively high concentration of other components such as: iron, iodine, magnesium, sodium, calcium, chlorides and sulphates, are used for therapeutic purposes, in external treatment and cosmetology. However, dosing in the process of nanofiltration of the antiscalant significantly affects the concentrations of selected components in the concentrate and determines its further development.

Słowa kluczowe

PL

wody geotermalne; antyskalant; nanofiltracja; balneologia; kosmetologia; koncentrat

EN

geothermal waters; antiscalant; nanofiltration; balneology; cosmetology; concentrate

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Technika Poszukiwań Geologicznych
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 57, nr 2
• Strony: 155--165
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Tomaszewska B.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska, Katedra Surowców Energetycznych, Kraków
• Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN, Kraków

autor

Tyszer M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska, Katedra Surowców Energetycznych, Kraków

Bibliografia

• 1. Chelme-Ayala i in. 2009 – Chelme-Ayala, P., Smith, D.W. i El-Din, M.G. 2009. Membrane concentrate management options: a comprehensive critical review. Can. J. Civil Eng. 36, s. 1107–1119.
• 2. Ciężkowski i in. 2010 – Ciężkowski, W., Chowaniec, J., Górecki, W., Krawiec, A., Rajchel, L. i Zuber, A. 2010. Mineral and thermal waters of Poland. Przegląd Geologiczny 58, s. 762–774.
• 3. DOW FILMTEC NF270 Nanofiltration Element for Commercial System – Karta produktu (Form No. 609-00519-1206 [Online] https://www.lenntech.com/Data-sheets/Dow-Filmtec-NF270-4040.pdf [Dostęp: 10.09.2018].
• 4. Kim, D.H. 2011. A review of desalting process techniques and economic analysis of the recovery of salts from retentates. Desalination 270, s. 1–8.
• 5. Perez-Gonzalez i in. 2015 – Perez-Gonzalez, A., Ibanez, R., Gómez, P., Urtiaga, A.M., Ortiz, I. i Irabien, J.A. 2015. Recovery of desalination brines: separation of calcium, magnesium and sulfate as a pre-treatment step. Desalination and Water Treatment 56, s. 3617–3625.
• 6. Rajca i in. 2017 – Rajca, M., Bodzek, M., Tomaszewska, B., Tyszer, M., Kmiecik, E. i Wątor, K. 2017. Prevention of scaling during the desalination of geothermal water by means of nanofiltration. Desalination and Water Treatment 73, s. 198–207.
• 7. Ren, J. i Rong, W. 2011. Preparation of polymeric membranes: handbook of environmental engineering. Membrane Desalination Technology 13, s. 47–100.
• 8. Rozporządzenie Ministra Zdrowa z dnia 13 kwietnia 2006 r. w sprawie zakresu badań niezbędnych do ustalenia właściwości leczniczych naturalnych surowców leczniczych i właściwości leczniczych klimatu, kryteriów ich oceny oraz wzoru świadectwa potwierdzającego te właściwości (Dz.U. z 2006 r., Nr 80, poz. 565).
• 9. Tomaszewska, B. i Szczepański, A. 2014. Possibilities for the efficient utilisation of spent geothermal waters. Environ. Sci. Pollut. Res. 21, s. 11 409–11 417.
• 10. Tomaszewska i in. 2016 – Tomaszewska, B., Tyszer, M., Bodzek, M. i Bujakowski, W. 2016. Wstępne wyniki badań w kierunku uzyskania koncentratu na bazie wybranych wód zmineralizowanych. Technika Poszukiwań Geologicznych Geotermia, Zrównoważony Rozwój nr 1, s. 103–110.
• 11. Tomaszewska, B. i Tyszer, M. 2017. Assessment of the influence of temperature and pressure on the prediction of the precipitation of minerals during the desalination process. Desalination 424, s. 102–109.
• 12. Tomaszewska i in. 2017 – Tomaszewska, B., Rajca, M., Kmiecik, E., Bodzek, M., Bujakowski, W., Wątor, K. i Tyszer, M. 2017. The influence of selected factors on the effectiveness of pre-treatment of geothermal water during the nanofiltration process. Desalination 406, s. 74–82.
• 13. Tomaszewska i in. 2018 – Tomaszewska, B., Kmiecik, E., Wątor, K. i Tyszer, M. 2018. Use of numerical modelling in the prediction of membrane scaling. Reaction between antiscalants and feedwater. Desalination 427, s. 27–34.
• 14. Tomaszewska i in. 2018 – Tomaszewska, B., Tyszer, M., Bodzek, M. i Rajca, M. 2018. The concept of multivariant use of geothermal water concentrates. Desalination and Water Treatment 1–8, DOI:10.5004/dwt.2018.22632.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).