Uzdatnianie wód z wykorzystaniem mikrofiltracją i adsorpcji na węglu aktywnym

Przedstawiono wyniki badań usuwania substancji organicznych oraz wybranych zanieczyszczeń z wód w procesie jednostkowym mikrofiltracji oraz hybrydowym: mikrofiltracji i adsorpcji na węglu aktywnym. Analizowano wpływ dodatku węgla aktywnego na przebieg procesu oczyszczania. W pracy zastosowano mikrofiltracyjne membrany ceramiczne francuskiej firmy Orelis. Moduł membranowy umieszczony był w instalacji badawczej, która pracowała w systemie szarżowym. Medium badawczym był roztwór modelowy o podwyższonej zawartości związków organicznych oraz woda powierzchniowa pobierana z rzeki Wisły. Efektywność procesu jednostkowego (mikrofiltracji) i hybrydowego oceniano na podstawie objętościowego strumienia permeatu w czasie. Wykonano analizy fizyczno-chemiczne wody surowej i permeatów. Oceniono przydatność modeli procesu filtracji membranowej i procesu hybrydowego, filtracji połączonej z adsorpcją na węglu aktywnym. Wykorzystano dwa modele: model filtracji w warunkach stałego ciśnienia oraz model filtracji membranowej w procesie niestacjonarnym - model "relaksacyjny".

---

The researches on the microfiltration of natural and model waters in unit and hybrid processes with activated carbon (MF/AC) were carried out. Ceramic membranes were applied and granulated activated carbon type TL 830 of the firm Chemviron Carbon and powdered activated carbon type CWZ-30 from Hajnowka were used. Changes of volumetric permeate flux in time were estimated and the efficiency of the unit process was compared with the hybrid one, analysing the physicochemical indexes of raw water and permeate. Three doses of an activated carbon were used to support the membrane filtration process, i.e.: 25 mg/dm³, 100 mg/dm³ and 200 mg/dm³. In the studies involving the removal of natural organic substance humic acid of the firm Sigma-Aldrich Chemie GmbH was applied. The investigation studies were carried out using the feed and bleed system, which consisted in returning the permeate to the raw water tank. The testing cycle for one membrane was 15 or 17 hours and it was divided into three stages: filtration of deionized water for a new membrane, proper cycle - filtration of the solutions of humic substances or natural water, filtration of deionized water directly after the proper investigation studies. The process was carried out under pressure 0.1 MPa, with linear velocity of water over the membrane 4 m/s and temperature 291 ÷ 294 K. Article presents exemplary results involving the yield of the ceramic membrane during the filtration of model and natural waters in unit and hybrid processes. Two different methods have been proposed for the mathematical description of hybrid process of natural and model waters, which are: the model describing the changes of permeate flux in time, the "relaxation" model, and the Hermia model. Analyzing the obtained results involving the matching of the model described by the equation to the experimental results it was ascertained that the correlation coefficients are at a very high level.