Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Surfactant fouling in pressure-driven membrane processes

Klimonda Aleksandra, Kowalska Izabela

Environment Protection Engineering

|

2023

|

Vol. 49, nr 4

109--119

EN

The fouling phenomenon of porous polymeric ultrafiltration and nanofiltration membranes was investigated during the purification of solutions containing surfactants. The effects of surfactant type, concentration, and membrane pore size on process performance were evaluated. The highest intensity of membrane fouling was caused by micellar solutions, resulting from the coexistence of monomeric and aggregated surfactant forms. A significant role of hydrophobic/hydrophilic interactions between surfactants and the polymer surface in membrane fouling was proved. Interpretation of the theoretical fouling model showed that cake formation is the dominant fouling mechanism of membranes.

2

Active Physical Remediation of Acid Mine Drainage: Technologies Review and Perspectives

Mulopo Jean

Journal of Ecological Engineering

|

2022

|

Vol. 23, nr 6

148--163

EN

The successful acid mine drainage (AMD) treatment needs site-specific installation and implementation, as well as the deployment of technology that is compatible with the pollutants contained in the AMD. If key by-products of the AMD can be recovered, the financial sustainability of the AMD remediation method may be greatly improved. Additional research into novel and innovative solutions is necessary to advance in this direction. To accomplish this, it is necessary to have a complete awareness of current remediation technologies that are available and accessible. Active physical treatment methods such as ion exchange, adsorption, electrochemistry, and membrane techniques were examined in this article. Membrane technology excels in terms of ease of use, versatility, and environmental effect but produces brine streams the management of which remains vital for future adoption of the technology. Liquid membranes (LM), Micellar Enhanced Ultra-Filtration (MEUF), and Polyelectrolyte Enhanced Ultra-Filtration (PEUF) are all innovative membrane technologies that may provide some possibilities for metal recovery from chemical sludge and/or brine streams. Electrochemical technologies are considered an attractive alternative for AMD treatment, because they require only electricity as a consumable and can treat AMD to high standards by removing metals via (co)precipitation and sulfate via ionic migration (when an anion-exchange membrane is used in the configuration), while producing significantly less sludge. However, the accepted shortcomings include membrane/electrode fouling produced by (co)precipitates on the active surfaces necessary for the process, a lack of understanding regarding the effective scaling up to industrial scale, and the relatively expensive capital expenditure (CAPEX) required. The removal of heavy metals from AMD effluents by adsorption has a number of technical and environmental benefits, including high efficiency, and environmental friendliness. Despite its benefits, this technique has certain hurdles, such as the production process for low-cost adsorbents.

3

Zastosowanie membran kompozytowych PAN/PANI do oczyszczania ścieków przemysłowych powstających podczas obróbki metali

Fryczkowska B., Przywara L., Turek T.

Inżynieria Ekologiczna

|

2017

|

Vol. 18, nr 2

21--29

PL

W pracy zaprezentowano wyniki badań nad zastosowaniem membran kompozytowych z poliakrylonitrylu (PAN) domieszkowanego polianiliną (PANI) do usuwania zanieczyszczeń ze ścieków przemysłowych powstających podczas obróbki metali. Pozyskane z przemysłu ścieki wstępnie podczyszczano poprzez zastosowanie flokulanta Magnafloc®336, po czym roztwór znad osadu wprowadzano do celi ultrafiltracyjnej AMICON (Millipore), zaopatrzonej we wcześniej przygotowaną membranę polimerową. Za pomocą spektrofotometru UV-Vis (HACH) oraz absorpcyjnej spektrometrii atomowej (AAS) oznaczano wskaźniki zanieczyszczenia ścieków przed i po procesach zintegrowanego oczyszczania, celem określenia stopnia usunięcia wybranych jonów ze ścieków. W wyniku prowadzonej flokulacji ze ścieków zostały usunięte fosforany (79%), chlorki (11–14%), siarczany (2–10%) oraz żelazo (36–92%), kobalt (~80%), kadm(~31%) i nikiel (~25%). Natomiast w ciśnieniowym procesie membranowym prawie całkowicie usunięto cynk , miedź i kadm (~100%), żelazo (o kolejne 43–69%) oraz aniony fosforanowe.

EN

The paper presents results of research on the use of composite membranes of polyacrylonitrile (PAN) doped polyaniline (PANI) to remove contaminations of industrial wastewater generated during the processing of metals. Wastewater obtained from industry was pre-treated with the flocculant Magnafloc®336, and then the supernatant solution was introduced into the ultrafiltration cell, AMICON (Millipore) equipped in the previously prepared polymer membrane. Using spectrophotometer UV-Vis (HACH) and atomic absorption spectrometry (AAS) pollution indicators was marked before and after the integrated purification proces, to determine the degree of removal of selected ions from wastewater. As a result of flocculation from wastewater there have been removed phosphates (79%), chlorides (11–14%), sulfates (2–10%) and iron (36–92%), cobalt (~ 80%), cadmium (~ 31% ) and nickel (~ 25%). However, the pressure membrane process almost completely removed zinc, copper and cadmium (~ 100%), iron (by a further 43–69%) and phosphate anions, which was a little.

4

Assessment of iron oxide and local cement clay as potential fluoride adsorbents

Atasoy A. D., Yesilnacar M. I.

Environment Protection Engineering

|

2017

|

Vol. 43, nr 2

109--118

EN

Health problem from fluoride contaminated water is more acute in rural and small urban communities. Defluoridation of low contaminated water by inexpensive adsorbents is a substantial practice worldwide. In the study, low-cost sorbents have been investigated as replacements for current costly methods of removing the excess fluoride from water below the certain concentration. The adsorption capacity of iron oxide and cement clay in fluoride removal was investigated by the batch method. The equilibrium time was attained in 3 h and 2 h for iron oxide and cement clay, respectively. Optimum adsorbent dosage was found to be 5 g/dm3. Initial fluoride concentrations for the adsorption studies were 1.24 and 12.2 mg/dm3. Fluoride adsorption isotherm fitted well the Freundlich isotherm with the coefficient of determination >0.99 for both adsorbents. The fluoride adsorption capacity of iron oxide was found higher than that of cement clay due to the high surface area and charge of iron oxide. How-ever both substances can reduce F– contamination below the acceptable limits of 1.5 mg/dm3 for less contaminated water.

5

Usuwanie arsenu z wody podziemnej w zintegrowanym procesie koagulacja/mikrofiltracja

Bray R. T.

Ochrona Środowiska

|

2013

|

Vol. 35, nr 4

33--37

PL

Przedstawiono wyniki badań przeprowadzonych w skali ułamkowo-technicznej nad zastosowaniem procesu koagulacji zintegrowanej z mikrofiltracją do usuwania arsenu z wody podziemnej zawierającej 40 mgAs/m3, 0,7 gFe/m3 oraz 0,1 gMn/m3. Jako koagulant zastosowano wodny roztwór siarczanu żelaza(III) – PIX 112 w dawkach 0,5÷19gFe/m3. W badaniach wykorzystano rurowe membrany mikrofiltracyjne z PVDF o granicznej rozdzielczości (cut off) 400 kDa. Zastosowano przepływ jednokierunkowy (dead-end) przy ciśnieniu transmembranowym 0,1÷0,2 MPa. Wykazano, że już przy dawce koagulantu około 2,0 gFe/m3 uzyskano usunięcie arsenu do wartości mniejszej niż dopuszczalna w wodzie przeznaczonej do spożycia (10 mgAs/m3), a współczynnik retencji arsenu przekraczał 76 %. Dalsze zwiększanie dawki koagulantu skutkowało tylko niewielkim zmniejszeniem zawartości arsenu w wodzie oczyszczonej. Zawartość związków żelaza w permeacie, w całym zakresie zastosowanych dawek, była śladowa. Usuwaniu arsenu towarzyszyło zmniejszenie intensywności barwy wody, absorbancji w nadfiolecie oraz utlenialności. Badany proces był natomiast nieskuteczny w usuwaniu związków manganu z wody podziemnej.

EN

Pilot plant results of studies on arsenic removal from groundwater that contained 40 mgAs/m3, 0.7 gFe/m3, and 0.1 gMn/m3, using integrated coagulation/microfiltration process were presented. Iron sulfate(III) (PIX 112) water solution was used as coagulant in doses ranging from 0.5 to 19 gFe/m3. For the experimental purposes PVDF tubular microfiltration membrane with cut-off of 400 kDa was used. One direction (dead-end) flow was applied with pressure ranging from 0.1 to 0.2 MPa. It was demonstrated that at coagulant dose of 2.0 gFe/m3 arsenic was brought down to below target value (<10 mgAs/m3), accepted for human consumption, while the retention coefficient exceeded 76%. Further increase in the coagulant dose led to only insignificant reduction in arsenic content in the purified water. In the dose range applied, there was only a trace amount of iron in the permeate. Arsenic removal was accompanied by reduction in water color intensity, UV-absorbance and chemical oxygen demand (COD). The process, however, was not effective for groundwater manganese removal.

6

Zastosowanie procesów membranowych w przemyśle chemicznym — recykling surowców, oszczędność energii

Porębski T., Tomzik S., Ratajczak W., Talma-Piwowar M., Capała W.

Polimery

|

2012

|

T. 57, nr 5

382-388

PL

W pracy przedstawiono doświadczenia Instytutu Chemii Przemysłowej zdobyte podczas prac badawczych związanych z technikami membranowymi. Wieloletnie prace w skali laboratoryjnej i pilotowej zaowocowały opracowaniem rozwiązań dla przemysłu, uwzględniających aplikację procesów membranowych do procesów produkcyjnych. Zaprezentowano technologie zrealizowane — wdrożone oraz rozwiązania zaprojektowane na konkretne zapotrzebowanie przemysłu. Przedstawiono korzyści wynikające ze stosowania energooszczędnych technik membranowych, ich wysoką skuteczność oraz korzystny wpływ na środowisko naturalne. Prezentowane rozwiązania, zaliczane do „zielonych technologii”, są ekonomicznie uzasadnione i przynoszą wymierne zyski dla zakładu wdrażającego.

EN

This paper presents the experiences of the Industrial Chemistry Research Institute gained in the research on mebrane technology. The solutions for the industry based on the application of membrane techniques in the production processes were developed in long-standing laboratory and pilot-plant investigations. The study describes the technologies already developed and implemented (Fig. 3) as well as the solutions designed for specific demands of the industry (Figs. 4—6). The benefits of the use of energy-efficient membrane techniques, their high effectiveness (Table 2, 4) and an advantageous impact on the natural environment have been shown. The solutions presented, classified as "green technology”, are economically justified and generate measurable profits for the production plant, where they were implemented.

7

Retention of mycoestrogens in nanofiltration. Impact of feed water chemistry, membrane properties and operating process conditions

Dudziak M.

Environment Protection Engineering

|

2012

|

Vol. 38, nr 2

5--17

EN

The membrane process, i.e. nanofiltration, was considered a method for removal of mycoestrogens, compounds recently identified in aqueous environment, from water. The study was focused on the determination of the separation mechanism and on the possibility of removal of mycoestrogens in the applied process. Retention of zearalenone and α-zearalenol was investigated depending on the water matrix composition, the membrane applied, filtration mode and operating conditions of the process. As removed mycoestrogens reveal hydrophobic character, the separation mechanisms is based on the adsorption. Retention of those compounds is also dependent on the membrane type and the filtration mode. The highest effectiveness of mycoestrogens removal was obtained for cellulose membrane (CK), which characterized the highest values of the contact angle and the degree of NaCl removal in comparison with other composite membranes applied. Additionally, the CK membrane showed the highest ability to adsorb investigated micropollutants. However, the variation of retention of mycoestrogens was observed as the membrane surface was modified by inorganic and/or organic substances present in filtrated water. The degree of removal of mycoestrogens during nanofiltration exceeded 81% and considering the effectiveness and the capacity of the process, the cross-flow mode should be applied.

8

Investigation of membrane performance in the separation of carbon dioxide

Tanczyk M., Warmuziński K., Janusz-Cygan A., Jaschik M.

Chemical and Process Engineering

|

2011

|

Vol. 32, nr 4

291-298

EN

HY2SEPS was an EU-funded project directed at the reduction of C02 emissions. The principal objective of the project was to develop a hybrid membrane-adsorptive H2/C02 separation technique that would form an integral element of the pre-combustion process. Specific tasks included the derivation of simplified mathematical models for the membrane separation of H2/C02 mixtures. In the present study one of the developed models is discussed in detail, namely that with the countercurrent plug flow of the feed and the permeate. A number of simulations were carried out concerning the separation of binary mixtures that may appear following steam conversion of methane. The numerical results were then compared with the experimental data obtained by FORTH/ICEHT. The estimated fluxes of pure C02, H2, CH4 and N2 are shown alongside those measured experimentally as a function of temperature and C02 partial pressure in Figs 2 - 7. It is concluded that, in general, C02 flux increases monotonically with both temperature and C02 partial pressure. It is also found that the fluxes of hydrogen, methane and nitrogen reach a minimum at a temperature slightly above 323 K. Overall, a good agreement was obtained between the simulations and experiments.

9

The influence of aluminum concentration on membrane fouling

Płatkowska-Siwiec A., Bodzek M.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2011

|

Vol. 4, no. 1

107-112

EN

Surface waters are the main source of water for industrial and municipal purposes in Poland. Coagulation is one of the classical methods of surface water treatment for drinking purpose. Membrane processes, such as ultrafiltration, are an alternative to water treatment by means of coagulation. Hybrid/integrated processes e.g. coagulation with ultrafiltration are applied in order to increase the effectiveness of removal of organic and inorganic substances. When aluminum is used in the coagulation process, the concentration of the element in the treated water can reach level as high as 0.5 mg/dm3. The aim of the study was to determine the influence of aluminum on fouling intensity during ultrafiltration of simulated water. Experiments were carried out in the ultrafiltration system MilliporeCDS10 (Millipore&Amicon). The study revealed that the presence of aluminum in waters with low ionic strength decreased the intensity of fouling while in waters with high hardness this effect was insignificant. The intensity of fouling decreased at different aluminum concentrations in waters depending on the nature of organic substances present in water.

PL

Głównym źródłem zaopatrzenia przemysłu oraz gospodarki komunalnej w wodę w Polsce są wody powierzchniowe. Jedną z klasycznych metod oczyszczania wód powierzchniowych na cele pitne jest koagulacja. Alternatywną metodą do koagulacji są procesy membranowe takie jak ultrafiltracja. W celu zwiększenia efektywności procesu usuwania zanieczyszczeń stosuje się procesy hybrydowe/zintegrowane, takie jak np. koagulacja z ultrafiltracją. Po koagulacji wody z użyciem glinowych koagulantów, stężenie glinu w wodzie może dochodzić do 0.5 mg/l. Celem badań było określenie wpływu glinu na intensywność zjawiska foulingu zachodzącego w trakcie ultrafiltracji wody modelowej. Badania prowadzono w module UF MilliporeCDS10 (Millipore&Amicon). Wykazano, że obecność glinu w wodach o niskiej sile jonowej zmniejsza intensywność foulingu, natomiast w wodach o wysokiej twardości nie odgrywa znaczącej roli. W zależności od rodzaju obecnej w wodzie substancji organicznej, intensywność zjawiska foulingu maleje przy różnej zawartości glinu w wodzie.

10

Oczyszczanie wody w hybrydowym procesie wymiana jonowa - filtracja na membranach ceramicznych

Kabsch-Korbutowicz M., Urbanowska A.

Instal

|

2010

|

nr 11

47-49

PL

Procesy membranowe z użyciem membran ceramicznych są coraz częściej stosowane do uzdatniania wody, w tym do usuwania z niej naturalnych substancji organicznych. Wobec niewystarczającej skuteczności separacji oraz ze względu na podatność membran na blokowanie są one łączone z innymi procesami tworząc układy zintegrowane (gdy kolejne procesy nastepują po sobie) lub hybrydowe (gdy różne procesy są realizowane jednocześnie). Jednym z takich rozwiązań może być proces hybrydowy łączący ultrafiltracje z wymianą jonową. W badaniach określono skuteczność oczyszczania wody z Odry w procesie hybrydowym łączącym wymiane jonową z filtracją na membranach ceramicznych. Efektywność procesu przeanalizowano dla dwóch membran ultrafiltracyjnych i jednej mikrofiltracyjnej oraz dla czterech żywic anionowymiennych. Uzyskane wyniki wykazały, że zastosowanie procesu hybrydowego pozwala na poprawe skuteczności oczyszczania wody, a ponadto pozwala na ograniczenie intensywności blokowania membran.

EN

Membrane processes with the use of ceramic membranes are nowadays often applied in water treatment (among others in natural organic matter removal). Due to insufficient separation efficiency and membrane blocking susceptibility these processes are combined with others forming integrated (when processes are implemented consecutively) or hybrid (when processes are realized simultaneously) process. An ultrafiltration-ion exchange hybrid process is an example of such technique. In the study, the efficiency of natural water from Odra River treatment in an ion exchange - ceramic membrane filtration hybrid process was examined. One microfiltration and Iwo ultrafiltration membranes as well as four anion-exchange resins were used to evaluate process efficiency. Obtained results have shown that the hybrid process can improve water treatment efficiency as well as allows to reduce membrane blocking intensity.

11

Membranowy proces wymiany anionów jako metoda zmiany składu jonowego wody

Kliber S., Wiśniewski J. A.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2009

|

Tom 11

995-1005

PL

Celem pracy było określenie wpływu wybranych parametrów procesowych (ze szczególnym uwzględnieniem temperatury) na efektywność usuwania uciążliwych anionów (azotanów, siarczanów i wodorowęglanów) z roztworów wodnych w procesie dializy Donnana z membraną anionowymienną. Azotany są szkodliwe dla zdrowia człowieka, toteż ich stężenie jest ściśle normowane w wodzie do picia. Z kolei siarczany i wodorowęglany są jonami uciążliwymi ze względu na odsalanie wody, ponieważ mogą wytrącać się w postaci osadów: CaSO4 i Ca(HCO3)2, na powierzchni membran. Zatem wymiana tych anionów na jony obojętne (tj. chlorki) w procesie dializy Donnana pozwala na bardziej efektywne odsalanie wody słonawej metodą elektrodializy.

EN

Qualification of influence of selected process parameters (with special regard of temperature) on efficiency of noxious anions (nitrates, sulphates and bicarbonates) removal from aqueous solutions in the process of Donnan dialysis with anion-exchange membrane was the aim of the work. Nitrates are harmful for human health, therefore their concentration is closely standardized in the drinking water. Sulphates and bicarbonates are noxious ions during desalination of water, because they can precipitate in the form of CaSO4 and Ca(HCO3)2, on surface of membranes. Therefore exchange of those anions on inactive ones (e.g. chlorides) during Donnan dialysis allows to desalinise salty water with application of electrodialysis more effectively. Donnan dialysis (DD) is ion-exchange membrane technique which consists in exchange of ions with the same sign between two solutions divided by ion exchange membrane. Gradient of chemical potentials of solutions on two sides of membrane is the driving force of process. Donnan dialysis with anion-exchange membrane is at present applied for removal of fluorides from water [1, 2, 3]. The process allows to conduct effective defluorisation. Fluorides concentration after the process is lower than admissible value (1.5 mg/dm3). Donnan dialysis process with the anion-exchange membrane (Selemion AMV) was applied for the removal of troublesome anions (NO3-, SO42-, HCO3-) from water solutions. It was found that ions removed with the highest rate are nitrates, however sulphates are removed with the highest efficiency (91%). As a result of anion exchange, advantageous conversion in the water ionic composition occurs: molar share of sulphates decreases from 25,8 to 2,1%, molar share of nitrates - from 28,1 to 5,2% and that of bicarbonates - from 24,1 to 11,2%. It was observed that the increase of NaCl concentration (from 100 to 300 mM) in the receiving solution caused the increase of removed anion flux as well as the process efficiency. Analyzing the effect of the solution temperature on the Donnan dialysis process it was found that with the higher temperature of the solutions, anion exchange was faster: average flux of nitrates and sulphates increased by 50-60% and that of bicarbonates increased by over 90% (with the increase of temperature from 17 to 37°C).

12

The possibilities of modelling the membrane separation processes using artificial neural networks

Kabsch-Korbutowicz M., Kutyłowska M.

Environment Protection Engineering

|

2008

|

Vol. 34, nr 1

15-35

EN

Despite the substantial progress observed in last years in membrane science, many initial problems associated with membrane processes have not been solved, including limitations in ability to control and predict membrane fouling and selectivity. That is why a suitable method for process optimization should be developed which will allow the most important membrane parameters to be modelled. The paper describes the possibilities of forecasting the parameters of the membrane processes using artificial neural network (ANN). The modelled parameters vary in their properties, so different ANN may be used for their testing and forecasting.

PL

Pomimo znaczącego w ostatnich latach rozwoju technik membranowych pozostało jeszcze wiele problemów związanych z procesami separacji, a także ograniczeń w kontrolowaniu foulingu i selektywności membran. Dlatego konieczny jest rozwój metod optymalizacji, które umożliwiają zamodelowanie najważniejszych parametrów procesów membranowych. W artykule opisano możliwości prognozowania parametrów procesów membranowych z użyciem sztucznych sieci neuronowych. Właściwości modelowanych parametrów są zmienne, dlatego do testowania i prognozowania użyto różnych typów sieci neuronowych.

13

Ethylen production via oxidative coupling of methane (OCM) - investigation of alternative separation processes

Stunkel S., Repke J., Wozny G.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2008

|

R. 105, z. 5-M

285-291

EN

One of the most promising opportunities, for the researcher to find alternative methods to ensure the supply with raw materials for the chemical industry, therefore is the activation of methane by oxidative coupling of methane (OCM). With the help of unifying concepts in catalysis technology more benefit for the yield of ethylene production will be expected. The reaction product of the OCM process has to purified and separated. Therefore, data from the literature for the reaction products of oxidative coupling of methane were taken and used to simulate the purification and separation with the commercial tool CHEMCAD. Feasibility study was done to find the most valuable way to reach the aim of the process: most purified ethylene as a product.

PL

Szczególne znaczenie dla naukowców poszukujących alternatywnych metod zagwarantowania surowców dla przemysłu chemicznego ma oksydacyjne sprzężenie metanu (OCM), a zastosowanie połączonych koncepcji w technologii katalizy pozwala oczekiwać zwiększonej produkcji etylenu. Produkt reakcji procesu OCM musi być oczyszczony i oddzielony w różnych procesach. W artykule, na podstawie danych z literatury dotyczących produktów reakcji OCM, przeprowadzono symulację oczyszczania i oddzielania z zastosowaniem komercyjnego programu CHEMCAD. Celem analizy była poszukiwanie optymalnej technologii gwarantującej maksymalną czystość produktu - etylenu.

14

Reverse osmosis application in the recycling of zinc from the electroplating shop wastewater

Porębski T., Tomzik S., Ratajczak W., Talma-Piwowar M., Koprowski A.

Polish Journal of Chemical Technology

|

2007

|

Vol. 9, nr 2

90-93

EN

The paper reveals the results of the research on the reverse osmosis recovery of zinc from galvanic electroplating. The pilot plant tests were performed in an electroplating shop. Raw washings were concentrated with a spiral wound 2.5x40" module with a composite polymeric membrane. The research tests have proved that the proposed RO process enables successful concentration of the non-ferrous metal in raw washings. The retentate of the RO process has contained about 96% of the metal previously wasted in washings discharged to the environment. The retentate can be recycled to the mother electroplating process. The permeate of the RO process can be recycled to the washing system of the electroplating shop.

15

Komputerowe projektowanie procesów membranowych na przykładzie odwróconej osmozy

Majewska-Nowak K.

Ochrona Środowiska

|

2007

|

R. 29, nr 2

21-26

PL

Omówiono możliwości projektowania instalacji membranowych przy wykorzystaniu profesjonalnych programów komputerowych. Zwrócono uwagę na duże trudności w opracowywaniu modeli transportu masy podczas filtracji membranowej. W tym celu należy dysponować dokładnym opisem matematycznym hydrodynamiki systemu oraz pełną charakterystyką struktury membrany i składem cieczy zasilającej. Stwierdzono, iż w praktyce dostępne są jedynie modele odwróconej osmozy skonstruowane przy wielu założeniach upraszczających (woda traktowana jest jako ośrodek ciągły, pomiędzy składnikami roztworu nie występują wzajemne oddziaływania, roztwór pozbawiony jest cząstek zawieszonych, nie tworzy się warstwa żelowa przy powierzchni membrany oraz brak jest aktywności biologicznej na granicy faz membrana-roztwór). Na przykładzie programu IMSDesign firmy Hydranautics opisano procedurę postępowania, umożliwiającą symulację działania systemu odwróconej osmozy przy dowolnym układzie modułów membranowych i przy zmiennych parametrach procesowych. Podano zakres niezbędnych parametrów wejściowych, takich jak wymagana wydajność, stopień odzysku i charakterystyka roztworu zasilającego. Podkreślono, że programy komputerowe nie mogą zastąpić badań pilotowych. Podstawową wadą dostępnego oprogramowania jest jego dopasowanie do produktów konkretnej firmy produkującej systemy membranowe oraz nieuwzględnienie w procedurze obliczeniowej zjawiska blokowania membran (fouling).

EN

Analyzed is the problem of whether computer-aided design can be applied to membrane installations. It has been pointed out that the development of predictive models for membrane mass transfer is rather problematic and relies on the mathematical description of the system hydrodynamics, membrane structure and feed water matrix. Only reverse osmosis can be modeled on the basis of the following simplifying assumptions: (1) water is treated as a continuum essentially devoid of the more complex interactions induced by the presence of dispersed particles, (2) the phenomenon of gel layer formation does not appear, and (3) biological activity of the membrane-solution interface can be neglected. Making use of the Hydranautics reverse osmosis software (IMSDesign), a detailed procedure enabling the simulation of a reverse osmosis system under a variable number of membrane modules and process parameters is described. The range of the inputs required (feed water quality, efficiency, conversion) is given. It has also been stressed that computer-aided packages can not be regarded as an alternative to pilot trials. Commercial software packages have the inherent disadvantage that they are applicable only to the supplier's own products. Another major drawback is that the impact of the fouling phenomenon has not been included.

16

Wykorzystanie technik membranowych w uzdatnianiu wody do picia – stan wiedzy

Bodzek M., Konieczny K.

Instal

|

2007

|

nr 4

58-61

PL

W uzdatnianiu wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi stosuje się przede wszystkim techniki membranowe, których siłą napędową jest różnica ciśnienia po obu stronach membrany. Wybór odpowiedniego procesu membranowego zależy od zakresu wielkości usuwanych z wody zanieczyszczeń i domieszek. W pracy omówiono możliwości wykorzystania technik membranowych w uzdatnianiu wód naturalnych. Odwrócona osmoza zatrzymuje jony jednowartościowe i większość związków organicznych małocząsteczkowych i jest stosowana do odsalania wód. Membrany nanofiltracyjne zatrzymują koloidy, szereg związków organicznych małocząsteczkowych oraz jony dwuwartościowe; można je zatem zastosować do zmiękczania wody i usuwania mikrozanieczyszczeń organicznych. Ultrafiltracja i mikrofiltracja stanowią barierę dla substancji rozproszonych, koloidów i mikroorganizmów i dlatego można je stosować do klarowania i usuwania mętności wody. Procesy hybrydowe obejmujące techniki membranowe stosuje się do uzdatniania wody do picia w połączeniu z klasycznymi metodami separacji.

EN

In the treatment of water for drinking purposes first of all pressure-driven membrane techniques are used. The choice of the suitable membrane process depends on the size of the removed contaminants and admixtures from the water. In the paper the possibilities of using membrane techniques in natural water treatment are discussed. Reverse osmosis rejects ions and most organic compounds of low molecular weight and is applied for the desalination of water. Nanofiltration membranes retain colloids, a lot of organic substances with a low molecular weight and divalent ions and can be used to soften the water and to remove organic micropollutants. Microfiltration and ultrafiltration are a barrier for suspended particles, colloids and microorganisms and that is why they can be used for the clarification of water and the removal of turbidity. Hybrid processes with membrane techniques are applied in water treatment in connection with classical separation methods.

17

Badanie "foulingu" membran podczas oczyszczania wody metodą niskociśnieniowej filtracji membranowej

Rajca M., Bodzek M., Konieczny K.

Instal

|

2007

|

nr 4

62-66

PL

Oczyszczanie wody zawierającej naturalną substancje organiczną prowadzono w procesie bezpośredniej mikrofiltracji oraz ukfadzie hybrydowym koagulacja "in-line"-MF (bez sedymentacji). Porównano skuteczność zastosowanych procesów, jak również określono mechanizm powlekania ("foulingu") membrany podczas oczyszczania wody. W badaniach stosowano wodę zawierającą kwas humusowy (10 mg/dm3 TOC), siarczan glinu i chlorek żelaza jako koagulantów oraz mikrofiltracyjny moduł kapilarny firmy Euro-Sep z Warszawy. Stwierdzono, że układ hybrydowy zmniejsza zjawisko "foulingu" w porównaniu z bezpośrednią MF, jak również polepsza jako permeatu. Mechanizm "foulingu" oparty o model Hermii, pozwolił stwierdzić, że proces blokowania membrany (kompletne, standardowe i przejściowe) zachodzi według mechanizmu mieszanego w pierwszych minutach filtracji. Czas wymagany do zakończenia blokowania i przejścia do filtracji plackowej 1.0 dłuższy dla układu hybrydowego niż bezpośredniej MF i zależał od ciśnienia transmembranowego. Dominującym mechanizmem blokowania porów membrany była filtracja plackowa.

EN

Water treatment with higher content of organic substances was carried out using direct microfiltration (MF) and the hybrid process coagulation "inline" - MF (without sedimentation). Theprocesess effectiveness have been compared and the mechanism of the "fouling" of a membrane during water treatment has been determined. In the investigations water with humic acid (10 mgTOC/1), aluminium sulphate and chloride iron as a coagulant and capillary MF module from Euro-Sep Company (Warsaw) were used. It has been found that the hybrid system reduces the "fouling" if compared with direct ME, as well as improves the quality of the permeate. Mechanism of "fouling", based on Hermia's model, allows to find that the blocking of the membrane (complete, standard and transient blocking) occurs during the first minutes of filtration according to the mixed mechanism. The time required to complete the "blocking" mechanism and to transition to the cake filtration mechanism proved to be longer in the case of the hybrid system than in direct ME. This time depends also on transmembrane pressure. The dominating mechanism of "blocking" the pores of the membrane was cake filtration.

18

Usefulness of test cell measurements for the design of pressure driven membrane processes

Jeżowska A., Wozny G.

Chemical and Process Engineering

|

2007

|

Vol. 28, z. 4

1157-1168

EN

Membrane test cells are used for screening, quality assurance and in many research studies. However, the data collected in lab scale experiments has a limited reliability. This study evaluates the factors influencing the scatter of test cell data and the inconsistency compared with real membrane modules. Improvements in the test cell design and experimental procedure, increasing the data reliability, are proposed.

PL

Membranowe celki pomiarowe są głównie stosowane do testowania produkowanych membran oraz w projektach badawczych. Ograniczona użyteczność testów laboratoryjnych na komórkach membranowych wynika z niedokładności takich pomiarów. W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczące czynników wpływających na rozrzut wyników. Przedstawione wnioski umożliwiają zwiększenie zgodności danych eksperymentalnych z celek z otrzymanymi z rzeczywistych jednostek membranowych.

19

Effect of variable diffusivity and solubility under different flow conditions on mass transfer in hollow fibres

Nagy E.

Zeszyty Naukowe. Inżynieria Środowiska / Politechnika Śląska

|

2002

|

z. 46

71-79

EN

The mixing-cup concentration for hollow-fiber membrane is investigated under different flow conditions (parabolic flow and plug flow) and at different concentration dependent diffusivity and solubility. The results show significant effect of flow conditions on the concentration in the hollow fiber. Similarly the variable diffusivity and solubility have significant influence on the process.

PL

Badano rozkłady stężenia z uwzględnieniem mikromieszania w modułach kapilarnych dla różnych warunków przepływu (laminamy i burzliwy) oraz przy różnych stężeniach zależnych od dyfuzyjności i rozpuszczalności. Wyniki pokazały znaczący wpływ warunków przepływowych na stężenie w modułach kapilarnych. Podobnie, zmienna dyfuzyjnośc i rozpuszczalność mają istotny wpływ na proces membranowy.

20

The importance of membranes to modern technologies

Kołtuniewicz A.

Environment Protection Engineering

|

1999

|

Vol. 25, nr 1-2

7-20

EN

The paper points out that membranes play increasingly important role in different branches of human friendly technologies. Membrane processes are implemented in industry, in energetic and environmental protection, where the formerly used cleaning technologies are recently replaced by modern clean technologies. Effective separation of different components from industrial sewage or wastes makes it possible to recover raw materials or to recycle chemicals, cleaning agents, etc. This enables us to improve environment and to reduce total costs simultaneously. However, membranes are still used in cleaning technologies for wastewater treatment, remediation of contaminated soils, purification of ground waters, cleaning of industrial gases and sewage. Besides membranes are also used for the improvement of human health, e.g. artificial organs (kidney, lunch. pancreas and skin), pyrogens removal, blood processing and controlled release of medicines. Membranes are successfully used in the production of healthful and tasteful food. Agriculture uses membranes in hydroponics or for controlled release of fertilizers, herbicides, pesticides, insecticides, and pheromones. This way of delivery protects soils and ground waters against penetration of chemicals. This above-mentioned membrane applications are reviewed.