Czy membrany dadzą radę?
Od wielu lat dużym zainteresowaniem w procesie oczyszczania ścieków i uzdatniania wody cieszą się techniki membranowe. Procesy te pozwalają na separację zanieczyszczeń na poziomie molekularnym bądź jonowym. Nie używa się w nich chemikaliów oraz nie występuje transformacja zanieczyszczeń. Jak membrany poradzą sobie ze ściekami z przemysłu cukrowniczego?
W trakcie eksploatacji procesu membranowego strumień zasilający ulega podziałowi na dwa strumienie: retentat oraz permeat. Pozwala to na spełnienie wszystkich funkcji oczekiwanych od tego procesu, czyli zatężania, oczyszczania oraz frakcjonowania roztworów.
Celem niniejszej pracy było oczyszczanie ścieków z przemysłu cukrowniczego za pomocą niskociśnieniowych technik membranowych (ultrafiltracji). Przedmiot wstępnych badań stanowiły roztwory wodne na bazie wody wodociągowej zawierające rozpuszczony cukier w ilości 5g/dm3. Podczas badań wykorzystano pięć płaskich membran ultrafiltracyjnych.
Ocena pracy membran
Podstawowym kryterium oceny efektywności pracy membran był objętościowy strumień permeatu, który wyznaczono na podstawie pomiaru objętości wody oraz ścieków syntetycznych przechodzących przez jednostkę powierzchni membrany w jednostce czasu, a także stopień usunięcia ChZT.
Przed rozpoczęciem filtracji membranowej z wykorzystaniem roztworu zawierającego cukier, membrany poddano testowaniu przy użyciu wody dejonizowanej. Stosowano ciśnienia transmembranowe w zakresie 0,1-0,3 MPa. Określono zależność objętościowego strumienia wody dejonizowanej od ciśnienia transmembranowego.
Wyniki badań
Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że najlepszą membraną pod względem własności transportowych była membrana ultrafiltracyjna o symbolu HZ15 49670 firmy Osmonics. Strumień objętościowy wody dla ∆P = 0,3 MPa wynosił 8,8×10-5 m3/m2s.
Najmniejszą wydajnością charakteryzowała się membrana ultrafiltracyjna DS-GH 120635, dla której przy ∆P = 0,3 MPa objętościowy strumień wody kształtował się na poziomie 0,3×10-5 m3/m2s i był 29 razy mniejszy w porównaniu z membraną o największej wydajności.
Dobre cechy transportowe posiada również membrana o symbolu UF – PVDF 1155577. Objętościowy strumień permeatu i wody w przypadku tej membrany przy ∆P = 0,3 MPa jest mniejszy o 40% od strumienia membrany o symbolu HZ15 49670.
Podobne do siebie wartości pod względem transportowym uzyskały: membrana ultrafiltracyjna o symbolu PVDF 1155577 oraz membrana ultrafiltracyjna o symbolu SN-32 20K 1142850. Różnica w przypadku objętościowego strumienia permeatu przy ∆P = 0,3 MPa wynosi 4%. Na podstawie wykonanych badań zaobserwowano, że we wszystkich przypadkach wydajność membran wzrastała wraz ze wzrostem ciśnienia transmembranowego, a wyznaczone zależności miały charakter funkcji liniowych.
Cały artykuł został opublikowany w numerze 4/2015 magazynu "Agro-Przemysł"
Fot. www.freeimages.com
