Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Fluorki w środowisku wodnym – zagrożenia i metody usuwania

Bodzek M., Konieczny K.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2018

|

T. 21, nr 2

113--141

EN

High fluorine concentrations in aquatic environment, even above 30 mg/L, are often detected in many parts of the world. Due to fluorine effects on health, World Health Organization (WHO) as well as national health authorities have established its maximum permissible concentration in drinking water at the level of 1.5 mg/L. This review article aims to provide detail information on researchers’ efforts in the field of fluorides removal during potable water production. The contaminant elimination methods have been broadly divided in three sections, i.e. coagulation/precipitation, adsorption and membrane techniques. Both, precipitation with the use of calcium salts or coagulation with aluminum sulphate and ferric salts followed by sedimentation are used for fluorine removal. In electrocoagulation, a coagulant is generated in situ by means of oxidation of anode usually made of aluminum or iron. The removal of fluorides from water and wastewater can be performed with the use of many different types of adsorbents, which are either applied already at industrial scale or still tested in the laboratory or pilot scale. The adsorption on activated aluminum oxide is already a common technology of fluorine removal from water and wastewater, and it is also indicated as the one of the best available technique (BAT) in this field. However, the adsorbent price is relatively high, while its efficiency mostly depends on pH and co-ions presence. Recently, a lot of effort has been devoted to develop an effective method of aluminum oxide modification with the use of metals’ oxides impregnation, which reveal significant defluoridation efficiency. The applicability of carbon based sorbents is less efficient than of aluminum compounds, hence a number of studies on modification of carbon based materials towards defluoridation improvement are carried out. The special attention is dedicated to carbon nanotubes. Among many natural materials, which are usable to fluorine adsorption, many different types of clays and minerals have been tested. Biosorbents, especially modified chitosan, also offer promising results in fluorine removal process. Additionally, a group of waste materials, which contain metal oxides, have also been examined to fluorides concentration decrease in contaminated aqueous streams, and those can be considered as alternative cheap sorbents. Synthetic layered double hydroxides (LDHs), hydrocalcite like compounds and nanosorbents have also gained a lot of attention as potential fluorine adsorbent, as they reveal high affinity toward the contaminant. Among membrane techniques reverse osmosis, nanofiltration, ultrafiltration in integrated systems, electrodialysis and Donnan dialysis have been discussed. The most important benefits offered by membrane processes are very high removal efficiency (up to 98%), single stage treatment, simultaneous water disinfection and low requirement for additional chemicals. However, the removal of other anions present in treated water is a serious disadvantage of those techniques, as it results in the need of water remineralization to assure the proper quality of finally produced potable water. Additionally, membrane processes are quite expensive due to relatively high initial concentrated solution containing fluorine may become a significant problem.

PL

Występowanie fluorków (F-) w wodach naturalnych jest związane z ich obecnością w skorupie ziemskiej, jak również aktywnością przemysłową człowieka. O ile obecność jonów F- w wodzie do picia w ilości 0,5÷0,7 mg/l zabezpiecza przed próchnicą zębów, o tyle ich nadmiar jest uważany za poważny problem zdrowotny. Regularne spożywanie wysoce fluorowanej wody, zawierającej 1,5÷4 mg F/l, wywołuje wiele chorób związanych z tkanką kostną (fluoroza, artretyzm i osteoporoza), chorobę Alzheimera, utratę pamięci i inne neurologiczne dolegliwości. Według World Health Organization, a także polskich przepisów, maksymalne stężenie fluorków w wodzie do picia nie może przekraczać 1,5 mg/l, a rekomendowany jest zakres 0,5÷1 mg/l. Opracowano szereg metod usuwania fluorków, które można podzielić na trzy grupy procesów: koagulacja i wytrącanie, membranowe techniki separacji oraz adsorpcja/wymiana jonowa.

2

Nanofiltration renovation of mineral water

Bodzek M., Tomaszewska B., Rajca M.

Archives of Environmental Protection

|

2017

|

Vol. 43, no. 2

51--59

EN

There is often a need to improve the taste of mineral water by reducing the sulphate ion content. It was found that for such an effect, nanofiltration (NF) process can be used. In the case, the proposed formula was assumed obtaining a mineral water with reduction of H2S and SO4 2- content through the following processes: stripping – UF/MF or rapid filtration – nanofiltration – mixing with raw water or filtration through calcium bed. The paper shows the results of the tests, with use of mineral waters and nanofiltration. Commercial nanofiltration membranes NF-270 Dow Filmtec and NF-DK GE Infrastructure Water&Process Technologies were applied. NF was carried out for mixed water from both water intakes (1 and 2), recovery of 50%, at transmembrane pressure of 0.8–1.2 MPa in the dead-end filtration mode. In addition, the permeate obtained in NF was filtered through a column filled with 1.0–3.0 mm limestone rock, in order to improve the composition of mineral water. The tested mineral water is the sulphate-chloride-sodium-calcium-magnesium in nature and contains 991 mg/L of SO42-and 2398 mg/L of TDS, while the permeate after NF showed the chloride – sodium hydrogeochemical type (TDS: 780–1470 mg/L, sulfate 10–202.7 mg/L, calcium 23–39.7 mg/L, magnesium 11–28 mg/L). As a result of water treatment in the NF process, high reduction of SO42- ions was obtained (79–98.7%), while the TDS was reduced in 51–64%. Because the process of NF allows for relatively high reduction of bivalent ions, a significant reduction in calcium ion content (84–88%) and magnesium (84–89%) has been also obtained. Monovalent ions were reduced to a lesser extent, i.e. sodium in 46% and bicarbonates in 39–64.1%. Despite obtaining the positive effect of the sulphate ions content reduction, the NF process significantly changed the mineralogy composition of water. The permeate filtration (DK-NF membrane) on the CaCO3 deposit led to a correction of the hydrogeochemical type of water from chloridesodium to chloride-bicarbonate-sodium. The concentration of calcium ions was increased by 60.5% and was 28.2 mg/L, and bicarbonate ions by 7.78% (increased to 195 mg/L). Based on a morphological assessment of the deposits in the SEM image and their chemical composition, the presence of gypsum crystals was detected on the surface of the NF-270 membrane. The deposits formed on the NF-DK membrane were of a completely different character as aggregations of iron and aluminium oxides/hydroxides were found. Such significant mineralogical differences between the secondary deposits crystallising on the surface of the membranes point to the impact of several factors, including membrane characteristics, concentration polarisation, mass transport mechanisms, etc.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań, z wykorzystaniem wód mineralnych oraz nanofiltracji. Zastosowano komercyjną membranę nanofiltracyjną NF-270 firmy Dow Filmtec oraz membranę oznaczoną jako NF-DK firmy GE. Filtrację prowadzono dla odzysku wody wynoszącego 50%, pod ciśnieniem transmembranowym w zakresie 0,8–2,0 MPa w układzie filtracji dead-end. Dodatkowo permeat uzyskany w nanofiltracji filtrowano przez kolumnę wypełnioną skałą wapienną o frakcji 1,0–3,0 mm, w celu poprawy składu mineralnego wody. Badana woda mineralna posiadała charakter wody siarczanowo-chlorkowo-sodowo-magnezowo-wapniowej, natomiast permeat po NF wykazywał chlorkowo-sodowo-potasowy typ hydrogeochemiczny. W wyniku uzdatniania wody w procesie NF, uzyskano wysoką redukcję jonów SO4 – 96–98%, natomiast TDS zostało obniżone o ok. 51–64%. Ponieważ proces nanofiltracji pozwala na stosunkowo wysoką redukcję jonów dwuwartościowych, uzyskano również znaczące obniżenie zawartości jonów wapnia (84–88%) i magnezu (84–89%). Jony jednowartościowe obniżone zostały w mniejszym stopniu, tj. sód (46%), a wodorowęglany (49–51%). Filtracja permeatu, po membranie DK-NF, na złożu CaCO3, doprowadziła do korekty typu hydrogeochemicznego permeatu, z chlorkowo-sodowo-potasowego na chlorkowo-wodorowęglanowo-sodowy. Na podstawie oceny morfologicznej osadów w obrazach SEM i ich składu chemicznego, na powierzchni membrany NF-270 stwierdzono obecność kryształów gipsu. Osady utworzone na powierzchni membrany NFDK miały zupełnie inny charakter. Stwierdzono skupiska tlenków/wodorotlenków żelaza i glinu. Nanofiltracja jest odpowiednią metodą pozwalającą na modyfikację smakową wody mineralnej.

3

Wstępne wyniki badań w kierunku uzyskania koncentratu na bazie wybranych wód zmineralizowanych

Tomaszewska B., Tyszer M., Bodzek M., Bujakowski W.

Technika Poszukiwań Geologicznych

|

2016

|

R. 55, nr 2

169--178

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań mających na celu zatężenie składu chemicznego naturalnej zmineralizowanej wody i pozyskanie koncentratu użytecznego dla celów balneologicznych. Pierwotna mineralizacja ogólna badanej surowej wody wynosiła 11 010 mg/dm3 i zawierała 10,06 mg/dm3 kwasu metakrzemowego. W rezultacie zatężania wody, w procesie odwróconej osmozy wyposażonej w membranę BW30FR-400, otrzymano wysokiej jakości nowy produkt. Mineralizacja skoncentrowanej wody mineralnej wynosiła 18 238,5 mg/dm3 przy stężeniu 18,48 mg/dm3 kwasu metakrzemowego. Dodatkowo otrzymano wysokiej jakości permeat, jako produkt możliwy do wykorzystania jako woda przeznaczona do spożycia przez ludzi. Wyniki badań dały nowe światło dla zastosowań technicznych.

EN

The paper presents the results of research aimed at concentrating the mineralized water. The aim of the research was to obtain more concentrated mineral water as concentrates useful for balneological purposes. The mineralization of tested raw mineral water was 11 010 mg/dm3 and contained 2.8 mg/dm3 of boron-and 10.06 mg/dm3 of metasilicic acid. As a result of water concentrating in the RO process with a BW30FR-400 membrane, a high quality of a new product – concentrate has been achieved. The mineralization of concentrated mineral water was a 18 238.5 mg/dm3 with 18.48 mg/dm3 metasilicic acid concentration. In additional the high quality of the permeate was also obtained as a product possible for use as potable water. The results of research gave new light for the technical application.

4

Wpływ modyfikacji kruszyw porowatych na efektywność oczyszczania ścieków na złożach biologicznych

Łobos-Moysa E., Bodzek M., Śliwa A.

Proceedings of ECOpole

|

2016

|

Vol. 10, No. 2

693--698

PL

Złoża biologiczne stają się obecnie coraz bardzie popularne jako małe oczyszczalnie. Wzrost ich popularności jest spowodowany stosowaniem materiałów o dużej powierzchni, ale jednocześnie lekkich. W badaniach porównano pracę dwóch modelowych zanurzonych złóż biologicznych z kruszywem ceramicznym oraz kruszywem ceramicznym modyfikowanym. Efektywność procesu określona na podstawie szybkości powstawania biofilmu, ilości biomasy oraz jakości oczyszczonych ścieków (ChZT, BZT5, OWO, związki biogenne). Badania wykazały większą przydatność złoża modyfikowanego do hodowli błony biologicznej, a tym samym do oczyszczania ścieków.

EN

Biological beds are now becoming more and more popular as small wastewater treatment plant. Increase their popularity is due to the use of materials with large surface and light. In the study compares the work of two model biological beds with using ceramic aggregates and modified ceramic aggregates. The efficiency of the biodegradation process determined on the basis of the biofilm formation, biomass growth and quality of treated wastewater (COD, BOD5, TOC, biogenic compounds). Research showed that modified porous aggregates are more suitable for the growth of biofilm and thus to wastewater treatment.

5

Pervaporative desulfurization of gasoline : separation of thiophene/n-heptane mixture

Rychlewska K., Konieczny K., Bodzek M.

Archives of Environmental Protection

|

2015

|

Vol. 41, no. 2

3--11

EN

This paper presents the recent advances in pervaporative reduction of sulfur content in gasoline. Methods of preliminary selection of membrane active layer material are presented. Interactions between gasoline components (typical hydrocarbon and sulfur species) and membranes are showed. Influence of pervaporation process parameters i.e. feed temperature, downstream pressure and feed flow rate on the separation efficiency is discussed. Investigations of the influence of sulfur concentration in fluid catalytic cracking (FCC) gasoline on membrane performance have been conducted. A series of PV tests was carried out to investigate the separation properties of the commercial composite membrane with an active layer made of poly(dimethylsiloxane) and to determine the efficiency of organic sulphur compound (thiophene) removal from model thiophene/n-heptane mixture depending on its concentration.

PL

W pracy zaprezentowano dotychczasowe osiągnięcia w perwaporacyjnym odsiarczaniu benzyny krakingowej. Przedstawiono kryteria wstępnego doboru materiału warstwy aktywnej membran. Omówiono ponadto wpływ typowych węglowodorów oraz związków siarkoorganicznych obecnych w benzynie krakingowej na selektywność i właściwości transportowe membran jak również wpływ parametrów procesowych (temperatury nadawy, ciśnienia po stronie permeatu oraz szybkości przepływu nadawy) na efektywność procesu perwaporacyjnego odsiarczania. W pracy przedstawiono możliwość zastosowania komercyjnych membran kompozytowych z warstwą aktywną wykonaną z poli(dimetylosiloksanu) (PDMS) w procesie perwaporacyjnego odsiarczania benzyny pochodzącej z fluidalnego krakingu katalitycznego (FCC). Określono wpływ stężenia organicznych związków siarki na efektywność ich usuwania z organicznych mieszanin tiofen/n-heptan metodą perwaporacji próżniowej.

6

Fotokataliza w oczyszczaniu i dezynfekcji wody. Część . III, Zastosowanie w dezynfekcji wody i ścieków

Bodzek M., Rajca M.

Technologia Wody

|

2014

|

Nr 1 (33)

30--40

PL

W ostatnich latach ukazała się ogromna ilość prac na temat procesu fotokatalizy (heterogenicznej i homogenicznej), zaliczanych do specyficznych rodzajów technik utleniania, definiowanych, jako zaawansowane procesy utleniania (AOPs). Artykuł podaje stan wiedzy na temat wykorzystania procesów fotokatalizy Ti02 i foto Fentona, w tym promieni słonecznych, do unieszkodliwienia mikroorganizmów występujących w wodzie i ściekach. Praca podsumowuje również istniejące dane na temat właściwości cyjanotoksyn, ich powstawanie w środowisku, skuteczne fotokatalityczne usuwanie z wód naturalnych.

EN

In recent years, there has been a tremendous amount of research and development in the area of photocataly¬sis (heterogeneous and homogeneous), a process included in a special class of oxidation techniques defined as Advanced Oxidation Processes (AOPs). This paper reviews the use of TiOa photocatalysis and photo-Fenton processes, in this solar photocatalysis, to inactivate microorganisms present in water and wastewater. This review summarizes also the existing data on characteristics of the cyanotoxins, their productions in environment and photocatalvtic effective treatment processes to remove these toxins from natural water.

7

Fotokataliza w oczyszczaniu i dezynfekcji wody. Cz. IV, Zastosowanie w odnowie wody

Bodzek M., Rajca M.

Technologia Wody

|

2014

|

Nr 4 (36)

24--33

PL

Ścieki są od dawna postrzegane jako wiarygodne źródło recyklingu dla zaopatrzenia w wodę w regionach poważnie odczuwających niedobory wody. Jednakże, ścieki zawierają zanieczyszczenia organiczne i nieorganiczne oraz mikroorganizmy chorobotwórcze. Aby woda zużyta mogła być zawrócona i ponownie wykorzystana w praktyce, ścieki muszą zostać poddane szeregu procesom oczyszczania, aż do uzyskania jakości bezpiecznej do wielokrotnego użytku. Zaawansowane procesy utleniania, filtracja i technologia membranowa są powszechnie stosowane w zakładach oczyszczania ścieków i odnowy wody. Zastosowanie fotokatalizy półprzewodnikowej w oczyszczaniu ścieków cieszy się coraz większym zainteresowaniem ze względu na pełną mineralizację materii organicznej. W pracy przedstawiono możliwości zastosowania fotokatalizy w odnowie wody ze ścieków biologicznie oczyszczonych i tzw. wód szarych, pochodzących z gospodarstw domowych i zakładów usługowych.

EN

Wastewaters have long been seen as a reliable source for recycling water supply in many regions seriously affected by water shortages. However, the effluents contain a variety of organic and inorganic pollutants and pathogenic micro-organisms. If used water maybe returned and reused in practice, the effluent must undergo a series of treatment processes, so as to produce quality safe for reuse. Advanced oxidation processes, filtration and membrane technology are widely used in wastewater treatment and water renovation plants. Application of semiconductor photocatalytic in sewage treatment has been of increasing interest due to the complete mineralization of organic matter. This paper reviews ability of application of the photo-catalysis process in water renovation from biologically treated sewage effluent and from so called “gray waters” coming from households and service establishments.

8

Praktyczne zastosowanie ciśnieniowych technik membranowych w gospodarce wodno-ściekowej (cz. 2)

Konieczny K., Bodzek M.

Rynek Instalacyjny

|

2014

|

Nr 4

91--93

PL

W artykule opisano przykłady instalacji z wykorzystaniem ciśnieniowych technik membranowych, w których przeprowadzane są procesy zmiękczania wody, usuwania żelaza i manganu oraz mętności i mikroorganizmów z wód uzdatnianych do celów przemysłowych i do picia.

EN

The article describes examples of installation using pressure-driven membrane techniques for water softening, the removal of iron and manganese, turbidity and microorganisms from the waters treated `for drinking and industrial purposes.

9

Praktyczne zastosowanie ciśnieniowych technik membranowych w gospodarce wodno-ściekowej

Konieczny K., Bodzek M.

Rynek Instalacyjny

|

2014

|

Nr 3

73--77

PL

W publikacji podano przykłady instalacji odsalania i demineralizacji stosowanych do otrzymywania wody do picia i do celów przemysłowych.

EN

In this publication examples of desalination and demineralization installations applied to drinking water production and technological water preparation are presented.

10

Ciśnieniowe techniki membranowe w oczyszczaniu ścieków przemysłowych i odcieków z wysypisk komunalnych

Konieczny K., Bodzek M.

Rynek Instalacyjny

|

2014

|

Nr 6

76--77

PL

W artykule opisano przykłady instalacji z wykorzystaniem ciśnieniowych technik membranowych do oczyszczania ścieków przemysłowych i odcieków z wysypisk komunalnych.

EN

In this paper some examples of installations using pressure-driven membrane techniques for industrial wastewater and landfill leachate treatment are described.

11

Ciśnieniowe techniki membranowe w gospodarce wodno-ściekowej

Konieczny K., Bodzek M.

Rynek Instalacyjny

|

2014

|

Nr 1-2

80--85

PL

W artykule opisano różne technologie membranowe, które są stosowane w układach uzdatniania wody oraz oczyszczania ścieków. Omówiono również zagadnienia związane z filtracją, a także podano czynniki wpływające na wydajność procesów membranowych.

EN

In this paper various membrane technologies used in water treatment and waste water treatment are given. Filtration issues and factors influencing the process efficiency of are also discussed.

12

Application of a Hybrid Uf-RO Process to Geothermal Water Desalination : Concentrate Disposal and Cost Analysis

Tomaszewska B., Pająk L., Bodzek M

Archives of Environmental Protection

|

2014

|

Vol. 40, no. 3

137--151

EN

Membrane-based water desalination processes and hybrid technologies are often considered as a technologically and economically viable alternative for desalination of geothermal waters. This has been conﬁrmed by the results of pilot studies concerning the UF-RO desalination of geothermal waters extracted from various geological structures in Poland. The assessment of the feasibility of implementing the water desalination process analysed on an industrial scale is largely dependent on the method and possibility of disposing or utilising the concentrate. The analyses conducted in this respect have demonstrated that it is possible to use the solution obtained as a balneological product owing to its elevated metasilicic acid, ﬂuorides and iodides ions content. Due to environmental considerations, injecting the concentrate back into the formation is the preferable solution. The energy efﬁciency and economic analysis conducted demonstrated that the cost effectiveness of implementing the UF-RO process in a geothermal system on an industrial scale largely depends on the factors related to its operation, including without limitation the amount of geothermal water extracted, water salinity, the absorption parameters of the wells used to inject water back into the formation, the scale of problems related to the disposal of cooled water, local demand for drinking and household water, etc. The decrease in the pressure required to inject water into the formation as well as the reduction in the stream of the water injected are among the key cost-effectiveness factors. Ensuring favourable desalinated water sale terms (price/quantity) is also a very important consideration owing to the electrical power required to conduct the UF-RO process.

PL

Odsalanie wody z wykorzystaniem procesów membranowych oraz technologii hybrydowych rozważane jest jako technologiczna i ekonomiczna alternatywa dla klasycznych metod utylizacji wykorzystanych wód geotermalnych. Taką możliwość potwierdziły przeprowadzone badania pilotowe odsalania w systemie UF-RO wód geotermalnych eksploatowanych w obrębie różnych struktur geologicznych Polski. Ocena możliwości wdrożenia tych rozwiązań na skalę przemysłową, w dużej mierze zależy od kierunków i możliwości utylizacji/ zagospodarowania koncentratu. Przeprowadzone analizy w tym zakresie wykazały możliwość wykorzystania uzyskanego roztworu jako produktu o cechach balneologicznych, z uwagi na podwyższoną zawartość: kwasu metakrzemowego oraz jonów fluorkowych i jodkowych. Biorąc pod uwagę jednak względy środowiskowe, alternatywnym rozwiązaniem może być wtłaczanie koncentratu do górotworu. Przeprowadzona analiza energetyczna i ekonomiczna wykazała, iż opłacalność wdrożenia na skalę przemysłową procesu UF-RO w systemie geotermalnym w dużej mierze zależy od czynników związanych z jego pracą, a w szczególności: wielkości wydobycia wód geotermalnych, zasolenia wód, parametrów chłonnych otworów przeznaczonych do wtłaczania wód do górotworu, skali problemów związanych z utylizacją schłodzonych wód, lokalnego zapotrzebowania na wody pitne i gospodarcze i in. Kluczowa dla opłacalności tego procesu jest między innymi redukcja wymaganego ciśnienia przy wtłaczaniu wód do górotworu i redukcja wielkości strumienia zatłaczanych wód. Bardzo ważnym elementem jest również zapewnienie odpowiednich warunków zbytu odsolonych wód (cena/ilość) celem pokrycia zapotrzebowania na energię elektryczną wykorzystaną w procesie UF-RO.

13

Fotokataliza w oczyszczaniu i dezynfekcji wody. Część II, Usuwanie metali i naturalnych substancji organicznych

Bodzek M., Rajca M.

Technologia Wody

|

2013

|

Nr 11 (31)

18--30

PL

Proces fotokatalizy należy do wysoko zaawansowanych technik utleniania o możliwościach usuwania trwałych związków organicznych i mikroorganizmów z wody. Jest to technologia o dużym potencjale, niskich kosztach, przyjazna dla środowiska oraz o cechach zrównoważonego rozwoju i „zerowym” odprowadzaniu odpadów w przemysłowych systemach wodno-ściekowych. W pracy przedstawiono możliwości zastosowania fotokatalizy w procesie usuwania związków nieorganicznych, przede wszystkim metali oraz naturalnych substancji organicznych z wód naturalnych i ścieków.

EN

Photo-catalysis process belongs to an advanced oxidation technology for the removal of persistent organic compounds and microorganisms from water. It is the technology with a great potential, a low-cost, environmental friendly and sustainable treatment technology to align with the “zero” waste scheme in the water/ wastewater industry. This paper reviews ability of application of the photo-catalysis process for the removal of inorganic compounds, first of all metals and natural organic matter from natural water and wastewaters.

14

Badania nad możliwością wykorzystania odsolonych wód geotermalnych w celach pitnych

Tomaszewska B., Bodzek M.

Technologia Wody

|

2013

|

Nr 2 (22)

34-39

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań odsalania wód geotermalnych z ujęcia Bańska IG-1 przy zastosowaniu hybrydowego systemu opartego na ultrafiltracji i odwróconej osmozie. Zrealizowane badania wykazały, iż odsalanie wód o niskiej mineralizacji w systemie odwróconej osmozy (RO) umożliwia uzyskanie wody wysokiej jakości. Zagospodarowanie schłodzonych wód do celów pitnych może w wielu przypadka być rozpatrywane jako alternatywny sposób ich pozyskania. W pracy podjęto rozważania nad możliwościami efektywnego zagospodarowania schłodzonych wód termalnych.

EN

The paper presents the results of studies related to the desalination of geothermal water Bańska IG-1well using a hybrid system based on ultrafiltration and reverse osmosis. The desalination of low dissolved mineral content geothermal waters by reverse osmosis (ro) process may be considered a possible solution leading to the decentralisation of drinking water supply. In many cases, using cooled waters for drinking purposes may be considered an alternative method of obtaining them. In this paper, possibilities for the efficient utilisation of cooled thermal waters are considered.

15

Przegląd możliwości wykorzystania technik membranowych w usuwaniu mikroorganizmów i zanieczyszczeń organicznych ze środowiska wodnego

Bodzek M

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2013

|

T. 16, nr 1

5--37

PL

Ultrafiltracja (UF) i mikrofiltracja (MF) mogą wspomóc i polepszyć proces dezynfekcji wody i ścieków metodami tradycyjnymi, ponieważ membrana stanowi barierę dla wirusów, bakterii i pierwotniaków. Do mikrozanieczyszczeń organicznych, występujących w wodach i ściekach, należy zaliczyć uboczne produkty dezynfekcji i utleniania chemicznego. Ich prekursorami są naturalne substancje organiczne (NOM), których usuwanie jest jedną z najważniejszych operacji w technologii uzdatniania i oczyszczania wody. Chlorowanie, stosowane w uzdatnianiu wody, powoduje tworzenie się związków halogenoorganicznych, w tym głównie trihalometanów i kwasów halogenooctowych. Poprzez wprowadzenie ciśnieniowych technik membranowych do uzdatniania wody można usuwać NOM i kontrolować powstawanie ubocznych produktów dezynfekcji. Stosuje się albo bezpośrednio nanofiltrację/odwróconą osmozę, albo systemy zintegrowane, stanowiące połączenie UF lub MF z koagulacją i adsorpcją na węglu aktywnym. Antropogeniczne mikrozanieczyszczenia organiczne to przede wszystkim substancje endokrynnie aktywne (EDC) oraz pozostałości farmaceutyków. Do EDC zalicza się szeroką gamę mikrozanieczyszczeń, przede wszystkim: halogenowe związki organiczne, w tym dioksyny, furany, polichlorowane bifenyle oraz pestycydy, wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne, substancje powierzchniowo czynne, alkilofenole, ftalany, hormony naturalne i syntetyczne oraz syntetyczne farmaceutyki. Ciśnieniowe procesy membranowe stanowią skuteczną metodę usuwania rozpuszczalnych w wodzie związków organicznych w uzdatnianiu wód naturalnych. Wyższy stopień usunięcia, a w wielu przypadkach całkowite usunięcie farmaceutyków i EDC poniżej poziomu wykrywalności osiąga się w procesach nanofiltracji/odwróconej osmozy. Do ich usuwania można też stosować systemy zintegrowane, łączące UF lub MF z koagulacją, adsorpcją na węglu aktywnym czy utlenieniem. W przypadku ścieków ważną rolę mogą odegrać bioreaktory membranowe.

EN

Drinking water containing biologically active substances, i.e. viruses, bacteria and protozoa, as well as other microorganisms, is a significant health threat. This also applies to the treated and the raw wastewaters discharged into the receiver. Ultrafiltration and microfiltration can help and improve the process of water disinfecting using traditional methods, because membrane is a barrier for microorganisms. Viruses can be retained by ultrafiltration membranes, whereas bacteria and protozoa using ultrafiltration and microfiltration membranes. For the removal of natural organic matter it is possible to use successfully either direct nanofiltration or integrated systems combining ultrafiltration or microfiltration with coagulation, adsorption on activated carbon, and even with oxidation. Natural organic matter and some other anthropogenic organic pollutants can be precursors of disinfection by-products, and that is why NOM removal from water is very important. Nanofiltration and to some extent reverse osmosis are the methods for the removal of the micro-pollutants from water and wastewaters, among them the most important are disinfection by-products, pharmaceutical active compounds and endocrine disrupting compounds which have high biological activity. In the first case, volatile trihalomethanes, and non-volatile compounds, mainly halogenacetic acids, are formed. To this last group of compounds, special attention in natural waters is paid onto polycyclic aromatic hydrocarbons and surface-active substances, chlorinated pesticides, phthalates, alkylphenols, polychlorinated biphenyls, hormones, synthetic pharmaceuticals and other chemicals and substances produced by man and put into the environment. Application of microfiltration and ultrafiltration in micro-pollutants removal is possible in integrated systems: with coagulation and adsorption processes, through polymer complexation and surfactant bounding. Also membrane bioreactors are useful in the removal of organic pollutants. The problems in operation of low-pressure-driven membrane processes is membrane fouling, responsible for continuous decrease of membrane flux and permeate quality in time.

16

Inorganic micropollutants removal by means of membrane processes - state of the art

Bodzek M.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2013

|

Vol. 20, nr 4

633--658

EN

A number of inorganic anions and metals, especially heavy metals, at certain conditions, have been found in potentially harmful concentrations in numerous water sources. The maximum permissible levels of these compounds, in drinking water and wastewaters discharged to environment, set by the WHO and a number of countries are very low (from μg/dm3 to a few mg/dm3). Several common treatment technologies, which are nowadays used for removal of inorganic contaminants from natural water supplies, represent serious exploitation problems. Membrane processes such as reverse osmosis and nanofiltration, ultrafiltration and microfiltration in integrated systems, Donnan dialysis and electrodialysis as well as membrane bioreactors, if properly selected, offer the advantage of producing high quality drinking water without inorganic substances as well as purified wastewater which can be drained off to natural water sources.

PL

Szereg anionów nieorganicznych i metali, w tym metale ciężkie, występuje w potencjalnie szkodliwych stężeniach w licznych źródłach wody do picia. Maksymalne dopuszczalne wartości ich stężeń w wodzie do picia, ustalone przez WHO i szereg krajów, są bardzo niskie (w zakresie od μg/dm3 do kilku mg/dm3). Kilka tradycyjnych technologii, które stosuje się obecnie do usuwania zanieczyszczeń nieorganicznych ze źródeł wody naturalnej, stwarza poważne problemy eksploatacyjne. Procesy membranowe, odwrócona osmoza (RO), nanofiltracja (NF), ultrafiltracja (UF) i mikrofiltracja (MF) w systemach zintegrowanych, dializa Donnana (DD) i elektrodializa (ED) oraz bioreaktory membranowe (MBR), właściwie dobrane, umożliwiają produkcję wody do picia o wysokiej jakości i pozbawioną mikrozanieczyszczeń nieorganicznych, jak również oczyszczone ścieki, które mogą być odprowadzone do źródeł wód naturalnych.

17

Separacja membranowa w inżynierii środowiska Podstawy procesów. Część IV

Bodzek M.

Technologia Wody

|

2012

|

Nr 4 (18)

28-32

PL

W pracy zawarto podstawy teoretyczne procesów separacji membranowej, które znajdują coraz szersze zastosowanie w inżynierii środowiska, w szczególności w technologii wody i ścieków oraz w oczyszczaniu gazów paliwowych i odlotowych. Przedstawiono opis rodzajów i własności membran i procesów membranach, a także zjawiska polaryzacji stężeniowej i foulingu membran. Zaprezentowano ciśnieniowe procesy membranowe (mikro- i ultrafiltrację oraz nanofiltrację i odwróconą osmozę), procesy membranowe z wykorzystaniem membran jonowymiennych (elektrodializę, elektrodejonizację, elektro-elektrodializę membranową oraz dializę dyfuzyjną i dializę Donnana), dyfuzyjne techniki membranowe, a więc separację gazów/par i perwaporację, jak również kontaktory membranowe (destylację membranową, membrany ciekłe i absorpcje membranową).

EN

The publication includes theoretical background of separation membrane processes, which have increasingly wider application in environmental engineering, particularly in the water and wastewater treatment and in cleaning of the gas-fuels and waste gases. It has been presented the types and properties of membranes and membrane processes, as well as the phenomenon of concentration polarization and membrane fouling. Backgrounds of pressure-driven membrane processes (micro- and ultrafiltration, nanofiltration and reverse osmosis), membrane processes using ion-exchange membranes (electrodialysis, electrodeionization, electroelectrodialysis as well as diffusive dialysis and Donnan dialysis), diffusive membrane techniques i.e. membrane gas/vapor separation and pervaporation as well as membrane contactors (membrane distillation, liquid membranes and membrane absorption), have been described.

18

Separacja membranowa w inżynierii środowiska Podstawy procesów. Część I

Bodzek M.

Technologia Wody

|

2012

|

Nr 1 (15)

22-29

PL

W pracy zawarto podstawy teoretyczne procesów separacji membranowej, które znajdują coraz szersze zastosowanie w inżynierii środowiska, w szczególności w technologii wody i ścieków oraz w oczyszczaniu gazów paliwowych i odlotowych. Przedstawiono opis rodzajów i własności membran i procesów membranach, a także zjawiska polaryzacji stężeniowej i foulingu membran. Zaprezentowano ciśnieniowe procesy membranowe (mikro- i ultrafiltrację oraz nanofiltrację i odwróconą osmozę), procesy membranowe z wykorzystaniem membran jonowymiennych (elektrodializę, elektrodejonizację, elektro-elektrodializę membranową oraz dializę dyfuzyjną i dializę Donnana), dyfuzyjne techniki membranowe, a więc separację gazów/par i perwaporację, jak również kontaktory membranowe (destylację membranową, membrany ciekle i absorpcje membranową).

EN

The publication includes theoretical background of separation membrane processes, which have increasingly wider application in environmental engineering, particularly in the water and wastewater treatment and in cleaning of the gas-fuels and waste gases. It has been presented the types and properties of membranes and membrane processes, as well as the phenomenon of concentration polarization and membrane fouling. Backgrounds of pressure-driven membrane processes (micro- and ultrafiltration, nanofiltration and reverse osmosis), membrane processes using ion-exchange membranes (electrodialysis, electrodeionization, electroelectrodialysis as well as diffusive dialysis and Donnan dialysis), diffusive membrane techniques i.e. membrane gas/vapor separation and pervaporation as well as membrane contactors (membrane distillation, liquid membranes and membrane absorption), have been described.

19

Separacja membranowa w inżynierii środowiska Podstawy procesów. Część II

Bodzek M.

Technologia Wody

|

2012

|

Nr 2 (16)

24-38

PL

W pracy zawarto podstawy teoretyczne procesów separacji membranowej, które znajdują coraz szersze zastosowanie w inżynierii środowiska, w szczególności w technologii wody i ścieków oraz w oczyszczaniu gazów paliwowych i odlotowych. Przedstawiono opis rodzajów i własności membran i procesów membranach, a także zjawiska polaryzacji stężeniowej i foulingu membran. Zaprezentowano ciśnieniowe procesy membranowe (mikro- i ultrafiltrację oraz nanofiltrację i odwróconą osmozę), procesy membranowe z wykorzystaniem membran jonowymiennych (elektrodializę, elektrodejonizację, elektro-elektrodializę membranową oraz dializę dyfuzyjną i dializę Donnana), dyfuzyjne techniki membranowe, a więc separację gazów/par i perwaporację, jak również kontaktory membranowe (destylację membranową, membrany ciekle i absorpcje membranową).

EN

The publication includes theoretical background of separation membrane processes, which have increasingly wider application in environmental engineering, particularly in the water and wastewater treatment and in cleaning of the gas-fuels and waste gases. It has been presented the types and properties of membranes and membrane processes, as well as the phenomenon of concentration polarization and membrane fouling. Backgrounds of pressure-driven membrane processes (micro- and ultrafiltration, nanofiltration and reverse osmosis), membrane processes using ion-exchange membranes (electrodialysis, electrodeionization, electroelectrodialysis as well as diffusive dialysis and Donnan dialysis), diffusive membrane techniques i.e. membrane gas/vapor separation and pervaporation as well as membrane contactors (membrane distillation, liquid membranes and membrane absorption), have been described.

20

Separacja membranowa w inżynierii środowiska : podstawy procesów. Cz. V

Bodzek M.

Technologia Wody

|

2012

|

Nr 5 (19)

24-28

PL

W pracy zawarto podstawy teoretyczne procesów separacji membranowej, które znajdują coraz szersze zastosowanie w inżynierii środowiska, w szczególności w technologii wody i ścieków oraz w oczyszczaniu gazów paliwowych i odlotowych. Przedstawiono opis rodzajów i własności membran i procesów membranach, a także zjawiska polaryzacji stężeniowej i foulingu membran. Zaprezentowano ciśnieniowe procesy membranowe (mikro- i ultrafiltrację oraz nanofiltrację i odwróconą osmozę), procesy membranowe z wykorzystaniem membran jonowymiennych (elektrodializę, elektrodejonizację, elektro-elektrodializę membranową oraz dializę dyfuzyjną i dializę Donnana), dyfuzyjne techniki membranowe, a więc separację gazów/par i perwaporację ,jak również kontaktory membranowe (destylację membranową, membrany ciekle i absorpcje membranową).

EN

The publication includes theoretical background of separation membrane processes, which have increasingly wider application in environmental engineering, particularly in the water and wastewater treatment and in cleaning of the gas-fuels and waste gases. It has been presented the types and properties of membranes and membrane processes, as well as the phenomenon of concentration polarization and membrane fouling. Backgrounds of pressure-driven membrane processes (micro- and ultrafiltration, nanofiltration and reverse osmosis), membrane processes using ion-exchange membranes (electrodialysis, electrodeionization, electroelectrodialysis as well as diffusive dialysis and Donnan dialysis), diffusive membrane techniques i.e. membrane gas/vapor separation and pervaporation as well as membrane contactors (membrane distillation, liquid membranes and membrane absorption), have been described.