Nanofiltration as an effective tool of reducing sulphate concentration in mine water

• Autorzy: Preuß V. , Riedel C. , Koch T. , Thűrmer K. , Domańska M.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Mine water typically contains a high concentration of sulphate ions. Conventional mine water treatment by liming operates without a significant decline of this parameter. A discharge of treated mine water into rivers raises their sulphate load. The reduction of sulphate level in the river waters is of particular interest, especially if such waters are to be used for drinking purposes. Nanofiltration, as an applicable technology, is characterized by nearly complete sulphate retention. However, typical mine water quality implies a serious problem by scaling. Therefore, an additional membrane filtration process was developed to improve the conventional mine water treatment. This paper shows the results of process development towards removing sulphate as well as minimizing waste and indicates nanofiltration as an appropriate technology for lowering mine water sulphate concentration.

PL

Wody kopalniane charakteryzują się wysokim stężeniem jonów siarczanowych. Tradycyjne techniki oczyszczania wód kopalnianych przy użyciu wapna nie wpływają znacząco na obniżenie wartości tego parametru. Odprowadzenie tak oczyszczonych wód kopalnianych do rzek zwiększa ładunek siarczanów w ciekach. W związku z tym bardzo ważna jest redukcja poziomu siarczanów w ciekach szczególnie w przypadku stosowania tych wód do produkcji wody pitnej. Zastosowanie procesu nanofiltracji pozwala na niemal całkowite zatrzymanie siarczanów. Jednak typowa jakość wód kopalnianych powoduje w procesie ich oczyszczania poważny problem związany z osadzaniem się nierozpuszczalnych soli na powierzchni membran. W celu usprawnienia tradycyjnej metody oczyszczania wód kopalnianych zastosowano dodatkowy proces filtracji membranowej. W publikacji przedstawiono wyniki udoskonalania procesu oczyszczania wód kopalnianych w kierunku redukcji wysokich stężeń siarczanów oraz ograniczania odpadów, wskazując jednocześnie na efektywność nanofiltracji.

Słowa kluczowe

EN

mine water; sulphate; membrane filtration; nanofiltration

PL

wody kopalniane; siarczan; filtracja membranowa; nanofiltracja

• Wydawca: Silesian University of Technology
• Czasopismo: Architecture Civil Engineering Environment
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 5, no. 3
• Strony: 127--132
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz.

Twórcy

autor

Preuß V.

autor

Riedel C.

autor

Koch T.

autor

Thűrmer K.

autor

Domańska M.

• Institute for Water Management, Urban Water Engineering and Ecology, Coudray-Straße 4, 99423 Weimar, Germany,

Bibliografia

• [1] Abschlussbericht - Durchführung von speziellen Untersuchungen bezüglich Sulfat im brandenburgischen Einzugsgebiet der Spree unter den Bedingungen des Sanierungs - und des aktiven Bergbaus (Final report: Realisation of special investigations concerning sulphate in the Brandenburg subbasin of the Spree river under the terms of mine rehabilitation and lignite mining). G.E.O.S. Freiberg Ingenieurgesellschaft mbH, 2009 (in German)
• [2] Bodzek M., Konieczny K.; Wykorzystanie procesów membranowych w uzdatnianiu wody (Use of membrane processes in water treatment). Projprzem-EKO, ISBN 83-922194-0-6, 2005 (in Polish)
• [3] Galiana-Aleixandre M.V., Iborra-Clar A., Bes-Pia A., Mendoza-Roca J.A.; Nanofiltration for sulfate removal and water reuse of pickling and tanning processes in a tannery'. Desalination, Vol.179, 2005; p. 307-313
• [4] Bergeman G., Steensma M., ten Kate M., Westernik J.B., Demmer R.L.M., Bakkenes H., Manuhutu C.F.H.; Nanofiltration as energy -efficient solution for sulfate waste in vacuum salt production. Desalination, Vol.246, 2009; p.87-95
• [5] Krieg H.M., Modise S.J., Keizer K, Neomagus H. W.J. P.; Salt rejection in nanofiltration for single and binary salt mixtures in view of sulphate removal. Desalination, Vol.171, 2000; p.205-215
• [6] Bertrand S., Lemaître I., Wittntann E.; Performance of nanofiltration plant on hard and highly sulphated water during two years of operation. Desalination, Vol.113, 1997; p.277-281
• [7] Bodzek M., Bohdziewicz J, Konieczny K.; Techniki Membranowe w Ochronie Środowiska (Membrane Technology in Environmental Protection). Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice ISBN 83-85718-97-4, 1997 (in Polish)
• [8] Rautenbach R.; Procesy membranowe. Podstawy projektowania modułów i instalacji (Membrane processes: Principles to the design of modules and installations). WNT Warszawa 1996 (in Polish)
• [9] Košutić K., Novak I., Sipos L., Kunst B.; Removal of sulfates and other inorganics from potable water by nanofiltration membranes of characterized porosity. Separation and Purification Technology, Vol.37, 2004; p. 177-185
• [10] Nawrocki J.; Uzdatnianie wody. Procesy fizyczne, chemiczne i biologiczne. Cześć 2 (Water treatment: Physical, chemical and biological processes. Part 2). Wydawnictwo Naukowe UAM, Warszawa ISBN: 978-83-01.2010 (in Polish)
• [11] Karakatsanis E., Cogho V.E.; Drinking water from mine water using the HiPRO process - optimum coal mine water reclamation plant. Mine water and innovative thinking: International Mine Water Association Symposium. Sydney. Nova Scotia. Canada (CBU Press), 2010; p.135-138
• [12] Kuemmel R., Robert J., Hoffman A.; Untersuchungen zur Stofftrennung in Verfahrenskombinationen aus Membrantrennstufe und Kristallisation (Investigations of separation techniques in the process combination of membrane filtration and crystallisation). Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT, Oberhausen, 1999 (in German)
• [13] Harries R.C.; A field trial of seed reverse osmosis for the desalination of a scaling-type mine water. Desalination, Vol.56, 1985; p.227-236
• [14] Preuss V., Schoepke R., Koch T.; Reduction of Sulphate Load by Nanofiltration - Process Development in Bench Scale. Mine water and innovative thinking: International Mine Water Association Symposium, Sydney, Nova Scotia, Canada (CBU Press), 2010; p.171-175