Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

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.

2

Recovery of Alum Sludge by Using Membrane-Based Electrochemical Process

Bagastyo Arseto Yekti, Ayu Adi Puspitarini, Barakwan Rizkiy Amaliyah, Trihadiningrum Yulinah

Journal of Ecological Engineering

|

2020

|

Vol. 21, nr 6

237--247

EN

The use of aluminum sulfate (Al2SO4) coagulant in water treatment plants generates large amount of sludge residues containing the alum hydroxide precipitates and organic matter. Due to its amphoteric characteristic, this sludge by-product offers alum coagulant recovery by using electrochemical process, before safe disposal to the environment. This study is aimed at evaluating the efficiency of membrane-based electrochemical processes to recover aluminum from the filtrate of the acidified sludge. The dried alum sludge was acidified using sulfuric acid at pH 3, and then centrifuged to obtain the filtrate. Organic content of the filtrate was measured by means of Total Organic Carbon (TOC) and Chemical Oxygen Demand (COD), i.e., 295.8 mg/L and 9,666.7±942.81 mg/L, respectively. In addition, the concentration of Al, Fe, Cu, and Cr was 1,194 mg/L, 515 mg/L, 0.559 mg/L, and 0.217 mg/L, respectively. The two-compartment electrochemical reactor was separated by using Cation Exchange Membrane (CEM) and Anion Exchange Membrane (AEM), and operated in a batch system for 10 hours with an electrical current of 300 mA. The results showed that the use of CEM in electrolysis with the electrodes distances of 1 cm increased the aluminum recovery up to 66.74% with the TOC removal of 24.04% compared to the use of AEM. An electrochemical process using CEM can be suggested to obtain organic-free recovery stream containing higher recovery of alum.

3

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.

4

Odzyskiwanie barwników i soli mineralnych z wód poprocesowych w układzie elektrodializy porcjowej z membranami monoanionoselektywnymi

Majewska-Nowak K.

Ochrona Środowiska

|

2012

|

Vol. 34, nr 4

35-42

PL

Określono skuteczności odsalania roztworów anionowych barwników organicznych metodą elektrodializy porcjowej z wykorzystaniem membran monoanionoselektywnych (zamiast standardowych membran anionowymiennych). W badaniach zastosowano zasolone (NaCl) roztwory barwników organicznych różniących się masą cząsteczkową (327÷1060 Da). Gęstość prądu podczas elektrodializy zmieniano w zakresie 0,78÷3,91 mA/cm2. Wykazano, że skuteczność rozdziału anionowych barwników organicznych od soli mineralnych zależała od zastosowanej wartości gęstości prądu, natomiast wpływ masy cząsteczkowej barwników był niewielki. Mając na uwadze odzyskanie jak największej ilości barwników i zakładając 95% stopień odsolenia roztworu, proces elektrodializy należy prowadzić przy gęstości prądu w zakresie 1÷1,4ilim. Przy mniejszych wartościach gęstości prądu dochodziło do zjawiska sorpcji membranowej barwników, zaś przy wartościach większych barwniki przenikały przez membrany do komór koncentratu. Prowadzenie procesu elektrodializy mieszanin barwników z solami mineralnymi przy dużych wartościach gęstości prądu (>2ilim) zdecydowanie prowadziło do skrócenia czasu trwania procesu, jednakże przyczyniło się do znacznego pogorszenia jakości diluatu i zwiększenia zużycia energii.

EN

Laboratory tests were conducted to determine the efficiency of dye solution desalination by batch electrodialysis involving monoanion selective ion-exchange membranes (instead of conventional anion-exchange membranes). In the study use was made of saline (NaCl) organic dye solutions differing in molecular weight (from 327 to 1080 Da). In the course of electrodialysis current density varied from 0.78 to 3.91 mA/cm2. It was found that the efficiency of anionic organic dye separation from mineral salts was strongly influenced by the value of the current density applied, and that the influence of the dye's molecular weight was negligible. Taking into account the need of recovering the highest possible quantity of dyes, and assuming a 95% extent of desalination, it was necessary to conduct the electrodialysis process at the current density of 1-1.4ilim. When the process involved lower current density values, the dyes were adsorbed by the membranes. When the current density values were higher, the dyes penetrated through the membranes into the concentrate. At high current density (>2ilim), the duration of the electrodialysis process was noticeably shorter, but the quality of the diluate deteriorated significantly and energy demand increased.

5

Skuteczność odsalania roztworów barwników organicznych w procesie elektrodializy

Majewska-Nowak K., Kawiecka-Skowron J.

Ochrona Środowiska

|

2011

|

Vol. 33, nr 2

11-15

PL

Przeprowadzono badania nad możliwością odsalania modelowych roztworów anionowych barwników organicznych metodą elektrodializy. Do tego celu wykorzystano laboratoryjny stos elektrodialityczny zawierający 10 par komór. Odsalaniu poddano roztwory pięciu barwników organicznych różniących się masą cząsteczkową (618÷1060 Da), przy natężeniu prądu w zakresie 0,05÷0,2 A. Podczas procesu elektrodializy, prowadzonego w układzie porcjowym, oznaczono stężenia barwnika i chlorku sodu w koncentracie i diluacie. Wykazano, że proces elektromembranowy pozwolił na odzyskanie barwników i soli mineralnych poprzez otrzymanie z mieszaniny barwnika i chlorku sodu dwóch strumieni - roztworu zawierającego jedynie rozpuszczony barwnik (diluat) oraz solanki pozbawionej substancji organicznych (koncentrat). Stwierdzono, że skuteczność procesu separacji istotnie za-leżała od natężenia prądu i masy cząsteczkowej barwników. Najkorzystniejsze okazało się odsalanie roztworu czerni bezpośredniej - stężenie tego barwnika w diluacie pozostawało praktycznie stałe, a stopień odsolenia roztworu wynosił 98,5%. Końcowe stężenie barwnika w koncentracie było pomijalnie małe. Wykazano, że stężenie barwników o mniejszej masie cząsteczkowej w diluacie systematycznie malało, co spowodowane było adsorpcją cząsteczek barwników w strukturze lub na powierzchni membran.

EN

Laboratory tests were conducted to verify the applicability of electrodialysis (ED) as a method for the desalination of model solutions containing anionic organic dyes. For this purpose use was made of a laboratory ED stack with 10 cell pairs. The tests were per-formed with five anionic organic dyes differing in molecular weight (from 618 to 1060 Da), at a current intensity ranging from 0.05 to 0.2 A. Dye and sodium chloride concentrations in the concentrate and diluate were determined in the course of the ED process performed in the batch system. The study has produced the following findings. The ED process enabled anionic dye and mineral salt recovery by receiving two streams from a salt and dye mixture - one being enriched with dye alone (diluate), and the other one being a salt solution with no organic matter present (concentrate). The efficiency of separation strongly depended on the current intensity applied and the molecular weight of the dye. The most efficient was the de-salination of the direct black solution - the dye concentration in the diluate remained almost constant, and salt removal totalled 98.5%. The final dye concentration in the concentrate was negligibly low. The concentrations of low-molecular-weight dyes in the diluate decreased with operation time, which should be attributed to the adsorption of dye particles in the structure or at the surface of the membrane.

6

Elektrodialityczne oczyszczanie solanki po regeneracji jonitów wykorzystywanych do usuwania naturalnych substancji organicznych z wody

Kabsch-Korbutowicz M., Wiśniewski J., Łakomska S., Urbanowska A.

Ochrona Środowiska

|

2011

|

Vol. 33, nr 2

35-38

PL

Skutecznym procesem usuwania z wody naturalnych substancji organicznych o charakterze jonowym jest wymiana jonowa na żywicach anionowymiennych. W procesie tym powstają roztwory poregeneracyjne, których zagospodarowanie nie zostało jeszcze do końca rozwiązane. W omawianych badaniach określono skuteczność procesu elektrodializy w odzyskiwaniu chlorku sodu z solanek poregeneracyjnych zawierających substancje organiczne. Przebieg procesu przeanalizowano stosując dwa typy membran - Neosepta AMX/CMX i Neosepta ACS/CMS, przy różnym stosunku objętości roztworu zasilającego (diluatu) do roztworu odbierającego (koncentratu) - 5:5, 5:4 i 5:3. Przedmiotem badań były roztwory 12% NaCl o różnej zawartości kwasów humusowych (100 g/m3 i 1000g/m3). Uzyskane wyniki wykazały, że zastosowanie procesu elektrodializy pozwoliło na skuteczne oczyszczenie solanki poregeneracyjnej do stanu umożliwiającego ponowne jej użycie. Ponad-to wykazano, że do uzyskania najmniejszej ilości substancji humusowych w koncentracie najkorzystniejsze było zastosowanie monoselektywnych membran Neosepta ACS/CMS, przy stosunku objętości diluatu do koncentratu równym 5:4.

EN

Ion exchange involving anion-exchange resins is an efficient process of natural organic matter removal from water. However, an inherent part of the process is the formation of spent regenerant salts, a by-product whose disposal still raises some environ-mental problems. The study reported on in this paper aimed at assessing the efficiency of the electrodialysis process when used for sodium chloride recovery from spent brines containing organic substances. The course of electrodialysis was examined using two types of membranes, Neosepta AMX/CMX and Neosepta ACS/CMS, as well as various ratios of the feed solution (diluate) volume to the receiver solution (concentrate) volume (5:5, 5:4 and 5:3). Experiments were carried out with 12% NaCl solutions differing in the content of humic substances (100 g/m3 and 1000 g/m3). The study has produced the following findings: (1) The efficiency of the electrodialytical treatment of the spent brine was sufficiently high to enable the reuse of the recovered NaCl solution, and (2) the quantity of humic substances in the concentrate was the lowest, when use was made of the monoselective membrane Neosepta ACS/CMS and the diluate to concentrate volume ratio of 5:4.

7

Electrokinetic Properties of Nafion 117 in NaCL+KCl Solutions

Koter S.

Polish Journal of Chemistry

|

2001

|

Vol. 75, nr 7

1001-1017

EN

The applicability of the extended Nernst-Planck equation with the homogeneous distribution of ions and the capillary model (the Boltzmann distribution of ions) to the description of electrokinetic phenomena in the system Nafion 117|0.1 M mixture of NaCl and KCl has been discussed. It has been found that only the capillary model can reasonably describe those phenomena, simultaneously preserving the Onsager reciprocity relation. The extended Nernst-Planck equation gives unsatisfactory results by either strongly breaking the reciprocity relation or, assuming the reciprocity relation (_i must be 1), leading to large discrepancies between the hydrodynamic permeability and the electrical conductivity. The interpretation of _i in terms of the capillary model has been given. _i < 1 for counterions and _i > 1 for coions result from the radial concentration profiles of those ions and of the convective velocity. The dependence of _i on the kind of acting force has been proved.