Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Optimizing Electrodialytic Recovery of Mineral Ions from Bittern Wastewater Using D-Optimality Design

Anggrainy Anita Dwi, Sinatria Afrah Zhafirah, Bagastyo Arseto Yekti, Mohd-Zaki Zuhaida

Journal of Ecological Engineering

|

2023

|

Vol. 24, nr 10

369--379

EN

Electrodialysis has been proven effective due to its high selectivity for separating monovalent and divalent ions. This study statistically evaluated the simultaneous electrodialytic recovery of mineral ions from bittern wastewater. The objective was to investigate the effect of cell number, anode materials, and applied voltage to optimize mineral ion recovery. A D-optimality design response surface methodology was performed to estimate the model parameter and identify the factors contributing to mineral ions recovery. The effects of independent variables and their interactions on the responses were investigated using ANOVA. All developed models were highly significant, with a p-value of <0.0001. The applied voltage was considered very important for the recovery process of all mineral ions as it affects the driving force of ion migration through the ion-exchange membrane. The optimization analysis (desirability value of 0.967) revealed 12% Cl–, 14% SO4 2–, 0.7% Mg2+, and 21% Ca2+ recovery at the combination of 5-cells configuration, graphite electrode, and 9 V.

2

Computational analysis of electric field effects on electrodialysis for enhanced desalination processes

Matysko Robert, Ochrymiuk Tomasz

Archives of Thermodynamics

|

2023

|

Vol. 44, no 4

653--664

EN

This study elucidates the technologies employed in membranebased water purification processes. The theoretical underpinnings of semipermeable membrane functionalities are expounded upon through the lens of Onsager’s reciprocal relations in non-equilibrium thermodynamics, delineating the fluxes and the driving forces that instigate them. Utilising a simplified Onsager matrix tailored for the ion-exchange membrane electrodialysis process, computational fluid dynamics (CFD) simulations were conducted. The computations presented herein depict the intricacies of both dialysis and electrodialysis in saline water solutions.

3

New approaches to comprehensive electrochemical processing of sulfate-chloride high-mineralized wastewater treatment residues

Shabliy Tetyana, Ivanenko Olena, Plashykhin Sergii, Pavliuk Nonna, Safiants Artem, Sidorov Dmytro

Architecture Civil Engineering Environment

|

2023

|

Vol. 16, no. 3

171--180

EN

The results of electrochemical processing of spent acidic, neutral, and alkaline sulfate-chloride-containing regenerative solutions in two- and three-chamber electrolyzers are presented. It has been determined that the highest current efficiency for the products of electrodialysis can be achieved in the presence of hardness ions when processing acidic sulfate-containing solutions using three-chamber electrolyzers. It has been established that during electrodialysis of alkaline solutions after regeneration of anionites containing chloride ions, accumulation of alkali occurs in the cathodic region, and in the anodic region, chloride ions accumulate due to diffusion through the anion exchange membrane during the first stage, followed by preferential oxidation of chloride ions with liberation of free chlorine during the second stage. It has been shown that electrodialysis can effectively solve the problem of comprehensive processing of neutral, alkaline, and acidic regenerative sulfate-chloride-containing solutions, with the production of alkali and acid at concentrations suitable for reuse in regeneration processes.

4

Production of Potassium-Enriched Fertilizer Using the Complex Sorption and Membrane Technology

Mkheidze Nino, Gotsiridze Raul, Kontselidze Lamzira, Mikeladze Zurab, Kharazi Nino

Ecological Engineering & Environmental Technology

|

2022

|

Vol. 23, iss. 2

199--205

EN

The production of potassium-containing fertilizer using improved, complex method was researched. Cheapness and availability of the raw material (the natural zeolite, clinoptilolite from Dzegvi and Tedzami mines is used as a substrate and seawater – as a source of potassium ions) make this method very interesting and prospective for the countries with clinoptilolite stocks, located in the seaside regions and engaged in agrarian industry (Georgia, Greece, Romania, Bulgaria). It includes two technological processes: sorption and membranes ones. At the first stage, for intensification purpose electrodialysis was used for concentration of sea water. The optimal parameters for concentration of sea water were matched using the electrodialysis apparatus produced in the Institute workshop. In the produced concentrate of sea water, the index of potassium-ion concentration exceeds 4, being twice higher than the natrium-ion concentration index. At the second stage, selection of sea water ions was provided on the natural zeolite by so called dual-temperature ion exchange method: during sorption of potassium by clinoptilolite at low temperature the other ions pass into filtrate. The received potassium-enriched zeolite is a new type fertilizer: potassium containing therein passes into soil "as needed", when soil is impoverished.

5

The use of electrotechnical equipment for food production wastewater treatment

Zaiets Nataliia, Shtepa Vladimir, Kondratenko Ihor, Zhyltsov Andrii, Rogovik Andrii

Przegląd Elektrotechniczny

|

2021

|

R. 97, nr 9

106--109

EN

The wastewater ecological danger has been established on the example of a meat processing enterprise, systematic exceedances of normative maximum permissible concentrations of contaminants and unpredictable fluctuations of their values have been registered. The design of thesewage treatment electroflotocoagulation module is developed. Wastewaters from a dairy plant, a bakery, a distillery and a sugar plant were treated at the electrotechnical complex. Analytical dependencies are established to determine the energy consumption for counteraction of potential emergencies.

PL

Zagrożenie ekologiczne ścieków określono na przykładzie zakładu przetwórstwa mięsnego, zarejestrowano systematyczne przekraczanie normatywnych maksymalnych dopuszczalnych stężeń zanieczyszczeń oraz nieprzewidywalne wahania ich wartości. Opracowuje się projekt modułu elektroflotokoagulacji do oczyszczania ścieków. W kompleksie elektrotechnicznym oczyszczano ścieki z mleczarni, piekarni, gorzelni i cukrowni. Ustalono zależności analityczne w celu określenia zużycia energii na przeciwdziałanie potencjalnym awariom.

6

Improvement of Technological Modes of Electrodialysis Apparatus for Treatment of Chromium-Containing Waste Waters

Mkheidze Nino, Gotsiridze Raul, Kontselidze Lamzira, Mkheidze Svetlana, Davitadze Ruslan

Ecological Engineering & Environmental Technology

|

2021

|

Vol. 22, iss. 5

47--54

EN

The wastewaters of galvanizing plants contain toxic heavy metals, which causes pollution of the environment and endangers it. The aim of the present study includes concentration of chromium (VI) ions from chromium plating wastewaters, purification of wastewater and its reuse for development of waste-free technological cycle. This study was carried out with the pilot electrodialysis apparatus designed by the authors and produced in the Institute engineering workshop using real plating rinse water of the plating shop. The authors obtained desalinated water which may be recirculated in rinsing bath and chromium salts concentrate that can be applied in chromium plating bath after correction. As a result of the conducted experiment, the ion-exchange membranes resistant to "poisoning" with chromium (VI) ions and stable in the process of regeneration were selected and the technological modes for stable operation of apparatus matched.

7

Electrodialytic Recovery of Ammonium and Phosphate Ions in Fertilizer Industry Wastewater by Using a Continuous-Flow Reactor

Hikmawati Desiana Nurul, Bagastyo Arseto Yekti, Warmadewanthi IDAA

Journal of Ecological Engineering

|

2019

|

Vol. 20, nr 6

255--263

EN

The wastewater stream generated from fertilizer industries generally contains high concentrations of ammonium and phosphate ions. This stream offers an opportunity for the electrodialytic process to treat and recover these concentrated nutrients before releasing them to the environment. Therefore, this study aims at evaluating the performance of a continuous-flow electrodialysis reactor for ionic recovery of ammonium and phosphate. The results show that the pH and phosphate mass loading affected the overall performance of the reactor. Magnesium was added to the recovered ammonium and phosphate with the lowest concentration of impurity ions. The molar ratio of magnesium:ammonium:phosphate at 2.5:13:1 produced 57.3% of struvite (by mass) and 42.7% of other precipitate products, i.e., most likely fluorapatite and MgF2.

8

Recovery of Nutrients from Wastewater via Electrodialysis

Calabkova Katrin, Cervenkova Michaela

Inżynieria Mineralna

|

2019

|

R. 21, nr 1

31--34

EN

The need to treat wastewater in a sustainable way to minimalize contamination and maximize the recovery of nutrients is widely recognized. The focus is mainly on the removal and recovery of nutrients because of eutrophication problems in receiving waters, limitations of mining resources and high costs affiliated with nutrient production. Removal of nutrients is also a growing problem for water authorities, as authorities often tighten standards of discharged waters to avoid unnecessary discharge of nutrients into water bodies. The universally used technologies for nitrogen and phosphorus removal involve biological nitrification and denitrification and metal salt precipitation. However, applying these technologies nutrients are made unrecoverable for fertilizing. Electrodialysis (ED) is a membrane process capable of concentrating and separating ions from wastewater. Thanks to the applied current, the migration of ions occurs, and ions are concentrated in the concentrate solution. Laboratory scale ED showed the potential of nutrient recovery from wastewater sources. In this study, nutrients were recovered in concentrate solution from wastewater sludge liquid discharge by using electrodialysis. Calcium and sodium values in concentrated solution increased 10 times, values of potassium and chloride 5 times. The amount of ammonia nitrogen raised from 60 mg/l to 1700 mg/l. The concentrate enriched by nutrients may be used in further processes, e.g. phosphorus and ammonia nitrogen can be precipitated into the form of struvite.

PL

Powszechnie uznaje się potrzebę oczyszczania ścieków w zrównoważony sposób w celu zminimalizowania zanieczyszczenia i maksymalizacji odzysku składników odżywczych. W artykule skupiono się na usuwaniu i odzyskiwaniu składników odżywczych ze względu na problemy z eutrofizacją w wodach, ograniczenia zasobów górniczych i wysokie powiązania z produkcją składników nawozowych. Usunięcie składników nawozowych jest również coraz większym problemem dla gospodarki wodnej z uwagi na coraz bardziej rygorystyczne wymagania prawne i zaostrzające się standardy. Powszechnie stosowane technologie usuwania azotu i fosforu to biologiczna nitryfikacja i denitryfikacja i strącanie soli. Jednakże tak uzyskane składniki stają się niezdatne dla nawożenia. Elektrodializa (ED) jest procesem membranowym służącym do koncentracji i wydzielania jonów ze ścieków. Dzięki zastosowanemu prądowi następuje migracja jonów i są one skoncentrowane w roztworze. Badania w skali laboratoryjnej wykazały potencjał odzysku składników odżywczych ze ścieków za pomocą elektrodializy. W przeprowadzonych badaniach wykazano efektywność odzysku składników odżywczych w procesie elektrodializy. Zawartości wapnia i sodu w stężonym roztworze wzrosły 10 razy, zawartości potasu i chlorku 5 razy. Ilość azotu amoniakalnego wzrosła z 60 mg/l do 1700 mg/l. Koncentrat wzbogacony w składniki odżywcze można stosować w dalszych procesach, np. azotan fosforu i amoniaku można wytrącić do postaci struwitu.

9

Is Sludge Water Diluate Stream from Electrodialysis Suitable for Agricultural Purposes?

Cervenkova Michaela, Calabkova Katrin

Inżynieria Mineralna

|

2019

|

R. 21, nr 1

79--82

EN

Sludge water, a product of drainage of primary and activated sludge from the municipal wastewater treatment process, is rich in nutrients, particularly nitrogen and phosphorus. Nitrogen and phosphorus are inorganic biogenic substances suitable for plant nutrition. Sludge water can be treated via electrodialysis. This process leads to two products, one is a diluate stream (solution less concentrated than the input, contains some nutrients) and the other is concentrate stream (solution in which nutrients are concentrated against the input). There is abundant research in nitrogen and phosphorus recovery from the concentrate stream, for example in the form of struvite used for fertilizing. However, little attention has been paid to the huge volumes of diluate stream. The diluate stream can be used in agriculture as water suitable for irrigation, where the bonus of this product is a partial fertilizing capacity. This way, wastewater can be used for irrigation and fertilizing having subjected the wastewater to agrochemical analyses. An important condition for the use of sludge water or diluate stream for irrigation is the absence of heavy metals and toxic substances. Still, if the water contains heavy metals, they can be removed with a relatively high success, for example by precipitation. Using wastewaster as water for agricultural purposes for irrigation is one of the new options to find new secondary sources of water. This theme is highly topical as it is important to reduce the consumption of quality water resources. These must primarily serve for drinking purposes, and therefore it is necessary to search for alternative water resources.

PL

Woda ze szlamów, produkt drenażu osadu pierwotnego i aktywnego z procesu oczyszczania ścieków komunalnych, jest bogata w składniki odżywcze, w szczególności azot i fosfor. Azot i fosfor to nieorganiczne substancje biogenne nadające się do żywienia roślin. Woda szlamowa może być oczyszczana przez elektrodializę. Proces ten prowadzi do powstania dwóch produktów, jeden to strumień rozcieńczony (roztwór mniej skoncentrowany niż wsad, zawiera pewne składniki odżywcze), a drugi to strumień skoncentrowany (roztwór, w którym składniki odżywcze są skoncentrowane). Istnieje wiele badań nad odzyskiwaniem azotu i fosforu ze strumienia koncentratu, na przykład w postaci struwitu (fosforan magnezowo-amonowy) używanego do nawożenia. Jednak niewiele uwagi poświęcono ogromnym ilościom strumienia rozcieńczalnika. Strumień rozcieńczony może być wykorzystywany w rolnictwie jako woda do nawadniania, gdzie wartością dodaną tego produktu jest częściowa zdolność nawożenia. W ten sposób ścieki można wykorzystać do nawadniania i nawożenia, poddając ścieki analizom agrochemicznym. Ważnym warunkiem stosowania wody z szlamu lub strumienia rozcieńczonego do nawadniania jest brak metali ciężkich i substancji toksycznych. Jeśli woda zawiera metale ciężkie, można je usunąć ze stosunkowo dobrym powodzeniem, na przykład przez strącanie. Wykorzystanie wody odpadowej do celów rolniczych do nawadniania jest jedną z nowych opcji w poszukiwaniu nowych wtórnych źródeł wody. Temat ten jest bardzo aktualny, ponieważ ważne jest zmniejszenie zużycia wysokiej jakości zasobów wodnych. Woda czysta musi służyć do picia, dlatego konieczne jest poszukiwanie alternatywnych zasobów wody do celów rolnych.

10

The effect of nitrate on fluoride removal by batch electrodialysis

Ahmed Arif Eftekhar, Grzegorzek Martyna, Majewska-Nowak Katarzyna

Environment Protection Engineering

|

2019

|

Vol. 45, nr 4

87--101

EN

Fluoride and nitrate are common pollutants in drinking water and their presence deteriorates the quality of drinking water. According to WHO guidelines, the fluoride content in drinking water cannot be higher than 1.5 mg F–/dm3. The purpose of this paper was to evaluate the efficiency of fluoride removal from model aqueous solutions under the presence of nitrate. The experiments were conducted with the use of laboratory installation PCCell BED-1 System at a constant current density (0.78, 1.72, and 2.34 mA/cm2) with the use of monovalent selective ion-exchange membranes. The influence of initial nitrate concentration (15, 30, 45 mg NO3 – /dm3) and initial fluoride concentration (5, 10, 15 mg F–/dm3) on the process performance was studied. The degree of desalination varied from 85 to 91.7% depending on the solution composition and the applied current density, whereas the fluoride removal was in the range of 70–90%. The presence of coexisting NO3 –ions in fluoride solutions improved process efficiency in view of fluoride removal by batch electrodialysis.

11

Przegląd badań elektrodialitycznego odzysku kwasu chlorowodorowego i skoncentrowanego strumienia jonów metali z roztworów odpadowych

Wolska M., Mrozowski J.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2017

|

R. 62, nr 3

19--24

PL

Problem zagospodarowania odpadowych roztworów kwasów mineralnych oraz odzysku metali, budzi coraz większe zainteresowanie technologiczne. W artykule dokonano przeglądu procesów elektrodialitycznego odzysku kwasu chlorowodorowego oraz koncentratu metali. Przedstawiono przykłady aplikacji procesów membranowych: elektrodializy oraz złożonych układów technologicznych typu elektrodializa i wymiana jonowa, elektrodializa i dializa dyfuzyjna w instalacjach recyklingu kwasu chlorowodorowego. Przykłady zostały omówione zarówno pod kątem technologicznym, jak i ekonomicznym.

EN

TThe problem of waste management solutions of minerał acids and metal recovery is a growing interest in the technology. In this paper, a review of processes electrodialytic recovery of hydrochloric acid and concentrated metals was presented. The examples of the application of membranę pro-cesses, ie. electrodialysis and complex technological systems such electrodialysis and ion exchange, electrodialysis and diffusion dialysis in recycling installations of hydrochloric acid was presented. The examples was discussed both in terms of technological and economic.

12

Electrodialysis Process to Reduce the Concentration of Nitrates in Waters

Hrbacova P., Heviankova S., Chromikova J., Thomas J.

Inżynieria Mineralna

|

2017

|

R. 18, nr 1

125--130

EN

Nitrates and nitrites are natural components of the environment and contribute to the nitrogen cycle on Earth. Although nitrogen is essential for life, nitrogen compounds are among the main pollutants in the ecosystem. High concentrations of nitrogen compounds in the groundwater are primarily caused by human activity mostly in the use of chemical fertilizers in agriculture. Common health risks associated with higher concentrations of nitrates give rise to methemoglobin, which negatively affects mainly infants, and the potential formation of carcinogenic nitrosamines. This paper summarizes the results of laboratory tests of electrodialysis to remove nitrates from the model water. For the model solutions we used NaNO3 and NaNO3 with NaCl with a concentration of nitrates of approximately 1000 mg/l. The aim of the test was to achieve a concentration of nitrates corresponding to the limit for drinking water, which is 50 mg/l. The tests were carried out in the batch mode, and semi-continuous mode. All the tests have demonstrated the effectiveness of nitrate removal around 90%.

PL

Azotany i azotyny są naturalnymi składnikami środowiska i biorą udział w obiegu azotu na Ziemi. Pomimo tego, że azot jest niezbędny do życia, związki azotu występują wśród głównych składników zanieczyszczeń w ekosystemie. Wysokie stężenia związków azotu w wodach gruntowych są spowodowane głównie działalnością ludzką poprzez stosowanie nawozów w rolnictwie. Powszechne zagrożenia zdrowia związane z wyższymi stężeniami azotanów to wzrost poziomu methemoglobiny, która negatywnie wpływa zwłaszcza na niemowlęta, jak również potencjalne tworzenie się rakotwórczych nitrozoamin. W artykule przedstawiono wyniki testów laboratoryjnych elektrodializy, przeprowadzanych w celu usunięcia azotanów z wody wzorcowej. Jako modelowe roztwory zastosowano NaNO3 oraz NaNO3 z NaCl o stężeniu azotanów na poziomie ok. 1000 mg/l. Celem testu było osiągnięcie stężenia azotanów na poziomie akceptowalnym dla wody pitnej, który wynosi 50 mg/l. Testy zostały przeprowadzone w trybie przedziałowym i pół-ciągłym. Wszystkie testy wskazały efektywność usuwania azotanów na poziomie około 90%.

13

Use of the electrodialysis process for fluoride ion and salt removal from multi-constituent aqueous solutions

Grzegorzek M., Majewska-Nowak K.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2016

|

Vol. 9, no. 4

107--113

EN

Fluorine is a common chemical element. According to WHO guidelines, the F- ion content in drinking water cannot be higher than 1.5 mg/dm3. Excess of fluorine leads to many health problems: Alzheimer’s disease, neurological disorders or fluorosis (dental or skeletal). Fluoride can be removed from aqueous solutions by means of various methods (adsorption, precipitation, ion-exchange or membrane techniques). The aim of this paper was to evaluate the efficiency of electrodialysis in fluoride removal under the presence of organic substances. During experiments solutions containing fluorides (5, 10, 100 and 200 mg F-/dm3), mineral salt (0.5 g NaCl/dm3) and organic matter (5, 10 and 15 mg/dm3 of humic acids) were used. The research was conducted with the use of the PC Cell BED-1 System. The current density was equal to 1.72 mA/cm2. It has been shown that electrodialysis is an efficient technique of fluoride removal provided that the initial concentration of F- ions is not higher than 10 mg F-/dm3. The impact of organic matter on the process run and efficiency was dependent on the fluoride content in the treated solution.

PL

Fluor jest powszechnie występującym pierwiastkiem chemicznym. Zgodnie z wytycznymi WHO zawartość fluorków w wodzie do picia nie może być większa niż 1.5 mg/dm3. Nadmiar fluoru prowadzi do licznych problemów zdrowotnych (Alzheimer, problemy neurologiczne, fluoroza zębów lub szkieletu). Fluorki mogą być usunięte z roztworów wodnych z wykorzystaniem różnych metod (adsorpcja, strącanie, wymiana jonowa czy procesy membranowe). Celem pracy była ocena efektywności elektrodializy w usuwaniu jonów fluorkowych w obecności substancji organicznych. W trakcie doświadczeń zostały wykorzystane roztwory zawierające fluorki (5, 10, 100 i 200 mg F-/dm3), sól mineralną (0.5 g NaCl/dm3) oraz substancje organiczne (5, 10 i 15 mg/dm3 kwasów humusowych). Doświadczenia zostały przeprowadzone z wykorzystaniem instalacji PCCell BED-1 System. Gęstość prądu wynosiła 1.72 mA/cm2. Wykazano, że w procesie elektrodializy fluorki są skutecznie usuwane pod warunkiem, że ich początkowe stężenie nie przekracza 10 mg F-/dm3. Wpływ substancji organicznych na przebieg i efektywność procesu zależał od stężenia fluorków w oczyszczanym roztworze.

14

Chronopotentiometric characterization of electrodialysis module

Koter S., Guler C., Koter I.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2016

|

Vol. 9, no. 3

129--133

EN

Classical and chronopotentiometric characterization of the electrodialysis module at the same concentrations of diluate and concentrate was performed. Limiting current was determined from the Cowan-Brown plot, the current efficiency and the mean transport number of counterions – from the concentration changes on the exit of the ED module. The electric resistance was determined from the chronopotentiometric curve. For electric currents higher than the limiting one, the transition time (inflection point) was observed. Thus, having such curves for different values of electric current, the limiting current can be roughly estimated. To estimate a mean counterion transport number from the transition time, an equation, analogous to the Sand equation, should be developed which include both types of membrane.

PL

Przedstawiono krzywe chronopotencjometryczne elektrodialitycznego modułu membranowego, Stwierdzono, że na ich podstawie można określić, czy zastosowane natężenie prądu nie przekracza prądu granicznego, a tym samym w przybliżeniu określić wartość tego ostatniego. Oszacowana na podstawie kilku krzywych chronopotencjo-metrycznych wartość prądu granicznego jest zgodna z wyznaczoną wartością na podstawie wykresu Cowana-Browna. Obserwowane na krzywych punkty przegięcia można wykorzystać do wyznaczenia średniej liczby przenoszenia przeciwjonów. W tym celu należy wyprowadzić równanie analogiczne do wzoru Sanda, które by brało pod uwagę oba chronopotencjometryczne pozwoliły na proste i szybkie wyznaczenie oporu elektrycznego modułu.

15

Procesy membranowe w procesie uzdatniania wody

Nawirska-Olszańska A.

Przemysł Spożywczy

|

2015

|

T. 69, nr 6

11--14

PL

Nowoczesne metody usuwania zanieczyszczeń z wody, przy zmniejszających się zasobach wody czystej, stają się coraz bardziej zaawansowane i złożone. Dodatkowo nowoczesne metody analityczne przyczyniają się do wykrywania zanieczyszczeń znajdujących się w wodzie w bardzo niewielkich ilościach, które ze względów zdrowotnych i technologicznych należy z niej usunąć. W przemyśle spożywczym w większości przypadków jest wymagana taka woda, jaka jest przeznaczona do spożycia przez ludzi, której jakość określa rozporządzenie Ministra Zdrowia. Jednak są pewne branże przemysłu spożywczego, które wymagają wody o znacznie wyższym stopniu oczyszczenia. Z tego względu wciąż prowadzone są prace nad jeszcze skuteczniejszymi procesami oczyszczania wody, np. procesami filtracji na membranach, które są m.in. stosowane w procesach doczyszczania wody w zakładach przemysłowych.

EN

Modern methods for removing contaminants from water, with decreasing clean water resources are becoming more and more complicated. In addition, modern analytical methods contribute to detect new contaminants in the water in very small amounts, which for reasons of health and technology should be removed from it. Food in most cases requires water such as that is intended for human consumption, and the quality of which is determined by the regulation of the Minister of Health. There are, however, certain sectors of food industry that require water of much higher quality. Due to this reason, the work is currently conducted on even more effective treatment of water. Such processes include e.g. membrane filtration that is used, among others, in the process of cleaning the water in industrial enterprises.

16

Removal of fluoride ions by batch electrodialysis

Majewska-Nowak K., Grzegorzek M., Kabsch-Korbutowicz M.

Environment Protection Engineering

|

2015

|

Vol. 41, nr 1

67--81

EN

Suitability of conventional batch electrodialysis to fluoride removal from aqueous solutions has been investigated. The experiments were conducted with the use of laboratory installation PCCell BED-1 System at a constant current density (1.56 or 2.34 mA/cm2). The influence of initial fluoride and salt (NaCl) concentration, as well as the presence of organic matter on the process performance was studied. It was found that the separation efficiency increased upon decrease of initial fluoride content in model solutions. Permissible final concentration of fluorides in the product water (1.5 mg/dm3) was obtained for experiments with solutions of initial fluoride concentration equal to 5 mg F–/dm3 and 10 mg F–/dm3. The presence of humic acids in fluoride solutions subjected to electrodialysis treatment has no adverse effect on the defluorization and desalination efficiency. The calculated electrical energy demand depended on composition of fluoride solution and varied from 0.121 to 0.895 kWh/m3.

17

Wykorzystanie metod elektromembranowych do odsalania roztworów zawierających substancje organiczne

Majewska-Nowak K.

Ochrona Środowiska

|

2014

|

Vol. 36, nr 4

33--43

PL

Przedstawiono możliwości procesów elektromembranowych w odsalaniu wodnych roztworów zawierających substancje organiczne. Dyskusję poprzedzono syntetycznym opisem konwencjonalnej elektrodializy, elektrodializy odwracalnej i elektro-dejonizacji. Podkreślono, że zagadnienie odsalania roztworów substancji organicznych jest ważne nie tylko w technologii biochemicznej, ale też w oczyszczaniu wód technologicznych i ścieków przemysłowych. Odsalanie i zatężanie ścieków przemysłowych w układzie mikrofiltracja–elektrodializa pozwala na odzyskanie wody i wartościowych substancji, dając możliwość tworzenia zamkniętych obiegów wody. Wykazano, że usuwanie soli z roztworów zawierających obojętne makrocząsteczki organiczne może być w prosty sposób prowadzone za pomocą konwencjonalnej elektrodializy. Obecność substancji organicznych o jonowym charakterze powoduje intensywne blokowanie membran (fouling) i/lub przenikanie składników organicznych do strumienia koncentratu. Stwierdzono, że w celu wyeliminowania tych problemów należy stosować elektrodializę odwracalną i jonoselektywne membrany jonowymienne.

EN

The potential of electro-membrane processes in salt separation from aqueous solutions containing organic substances was discussed. The discussion was preceded by brief description of conventional electrodialysis, electrodialysis reversal and electrodeionization. It was emphasized that desalination of organic substance solutions was essential not only for biochemical technology, but also for industrial water and wastewater treatment. Desalination and concentration of industrial effluents by microfiltration–electrodialysis system enabled reuse of water and valuable substances, thus providing the possibility of creating water closed-loop systems. It was demonstrated that salt removal from solutions containing neutral organic macroparticles might be a simple procedure when conducted with use of conventional electrodialysis. In contrast, the presence of ionic organic compounds led to intensive fouling and/or leakage of organics into the concentrate stream. It was concluded that to overcome these limitations it was advisable to apply electrodialysis reversal and mono-selective ion-exchange membranes.

18

Application of Membrane Processes for Mine Water Treatment

Chromikova J., Matuskova V., Thomas J., Malikova P., Volavkova L.

Inżynieria Mineralna

|

2014

|

R. 15, nr 2

181--186

EN

In this study, the possibility of using electrodialysis for the treatment of mine water from coal mining is investigated. The research is focused on mine water in the coal mine Československá armáda (ČSA) and Jan Šverma (JŠ). The main contaminants of mine water are sulphates, iron and manganese. Treatment process of this mine water consists of neutralization, oxidation, precipitation of iron and manganese, thickening of the mine water sludge, its flocculation and drainage using the pressure filtration. When compared to conventional technologies of water treatment, membrane technology has a number of advantages (high quality treated water at lower quantities of chemical agents, high selectivity and low energy demands). When considering an application of this technology, it is important to primarily reduce the negative impacts of the raw mine water chemism on the used semipermeable membranes. In particular, it is important to prevent the formation of low soluble (insoluble) salts which would otherwise negatively influence the mine desalination process by electrodialysis. The electrodialysis tests were carried out on the lab-scale units EDR-Z/10-0.8 (Mega a.s., Stráž pod Ralskem). The first part of the research was focused on the determination of specifications and operating parameters for the maximum of desalination rate. The laboratory tests were operated in batch mode and feed and bleed mode. The results show that electrodialysis is suitable for treatment of mine water, with contaminant removal efficiencies 90 %. The second part of the research was focused on the reducing of waste products of electrodialysis (concentrate). In the present work was achieved a reduction of concentrate stream from 50 % to 1 % of the total volume of feed water.

PL

W pracy tej zbadano możliwość zastosowania elektrodializy w obróbce wody kopalnianej z wydobycia węgla. Badania skupiają się na wodzie kopalnianej z kopalni węgla Československáarmáda (ČSA) i Jan Šverma (JŠ). Głównymi zanieczyszczeniami wód kopalnianych są siarczany, żelazo i mangan. Proces oczyszczania wód kopalnianych składa się z neutralizacji, utleniania, wytrącania żelaza i manganu, zagęszczaniu zawiesiny z wód kopalnianych, ich strącaniu w postaci kłaczków i odwadnianiu z użyciem filtracji pod ciśnieniem. W porównaniu z konwencjonalnymi technologiami oczyszczania wody, metoda membranowa ma wiele zalet (wysoka jakość oczyszczonej wody przy mniejszej ilości środków chemicznych, wysoka selektywność i niskie zapotrzebowanie na energię). Biorąc pod uwagę zastosowanie tej technologii, ważnym jest aby najpierw zredukować negatywny wpływ chemizmu nieprzerobionej wody kopalnianej na używanych membranach półprzepuszczalnych. W szczególności ważne jest zapobieganie tworzenia się słabo rozpuszczalnych (nierozpuszczalnych ) soli, które mogły by w przeciwnym razie negatywnie wpłynąć na kopalniany proces odsalania z udziałem elektrodializy. Testy elektrodializy przeprowadzane były na skalę laboratoryjną z użyciem urządzenia EDR-Z/10-0.8 (Mega a. s., Stráž pod Ralskem). Pierwsza część badań skupiała się na określeniu specyfikacji i parametrów operacyjnych w celu uzyskania maksymalnego stopnia odsalania. Testy laboratoryjne operowane były w trybie okresowym i w trybie zasilania i upuszczania. Wyniki pokazują, że elektrodializa jest odpowiednim procesem do oczyszczania wody kopalnianej, z wydajnością usuwania zanieczyszczeń na poziomie 90%. Druga część badań skupiała się na zredukowaniu produktów odpadowych z elektrodializy (koncentratu). W pracy uzyskano redukcję strumienia koncentratu z 50% do 1% objętości całkowitej wody zasilającej.

19

Wydzielanie i zatężanie kwasu bursztynowego z modelowego roztworu pofermentacyjnego po biokonwersji glicerolu

Antczak J., Prochaska K.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2014

|

Nr 4

217--218

PL

Przeprowadzono badania separacji kwasu bursztynowego z modelowych brzeczek pofermentacyjnych techniką nanofiltracji (NF) oraz elektrodializy bipolarnej (EDBM). Stwierdzono, że proces NF można z powodzeniem stosować do zatężania soli kwasu bursztynowego oraz odseparowania kwasu od wyjściowego glicerolu. Natomiast proces EDBM w elektrodializerze ze stosem typu AM-BM może być wykorzystany do dalszego zatężania kwasu bursztynowego i odseparowania go od pozostałych składników płynu pofermentacyjnego.

EN

Studies of succinic acid separation from model post-fermentation broths by nanofiltration (N) and bipolar electrodialysis (EDBM) were performed. It was found that NF process can be successfully used in the succinic acid salt concentration and its separation from initial glycerol. The EDBM process performed in a set-up with the AM-BM electrodialysis stack can be used for further succinic acid concentration and for its separation from the other of post-fermentation liquid ingredients.

20

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

Wiśniewski J. A., Kabsch-Korbutowicz M.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2014

|

Nr 1

30--34

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.