Obniżanie twardości odpływów z oczyszczalni ścieków komunalnych za pomocą filtracji membranowej

Odpływ z oczyszczalni ścieków komunalnych może charakteryzować się wysokim stężeniem zarówno soli wapnia, jak i magnezu, powodującym twardość tego strumienia wodnego. Będzie to dotyczyło głównie lokalizacji, gdzie występują systemy dystrybucji wody bazujące na ujęciach wód podziemnych. Wykorzystywanie twardej wody m.in. w gospodarstwach domowych powoduje, że powstające w wyniku działalności bytowej ścieki będą również charakteryzować się twardością. Twardość ścieków nie jest wskaźnikiem normatywnym. Jest to jednak istotny aspekt badawczy w obszarze odzyskiwania wody ze ścieków. W pracy podjęto badania nad obniżeniem twardości ogólnej odpływu z wybranej oczyszczalni ścieków zlokalizowanej na Górnym Śląsku w Polsce. W badaniach wstępnych określono, że odpływ z badanej oczyszczalni ścieków, według powszechnej klasyfikacji twardości wód, jest jak woda twarda (350-550 mg CaCO3/dm3). Do obniżenia twardości odpływu ścieków zaproponowano filtrację membranową, w tym nanofiltrację i odwróconą osmozę. Procesy prowadzono porównawczo z wykorzystaniem rurowych membran kompozytowych firmy PCI Membrane System Inc. Do nanofiltracji zastosowano membranę AFC-30, a do odwróconej osmozy AFC-80. W obu przypadkach ciśnienie transmembranowe wynosiło 2,0 MPa, a temperatura i prędkość liniowa nadawy odpowiednio 20 °C i 3,4 m/s. Wykazano, że ścieki oczyszczone zarówno w procesie odwróconej osmozy, jak i w nanofiltracji były bardzo miękkie. Można więc rozważyć ich wykorzystanie np. na potrzeby gospodarcze. Jednak pod względem wydajności membrany korzystniejszy był proces nanofiltracji.

The effluents from urban wastewater treatment plant are characterized by high concentrations of both calcium and magnesium salts which contribute to the hardness of this particular water flux. It applies primarily to places where the distribution systems draw water from underground sources. Using hard water, for instance, in households causes the domestic wastewater to be hard as well. The hardness of wastewater is not a normative indicator. However, it is an important scientific aspect in the field of water reclamation. As part of this work, research of the reduction of the overall hardness of effluent from the selected urban wastewater treatment plant in the Upper Silesia (Poland) was commenced. After the preliminary tests it was determined that, according to the common water hardness classification, the hardness of effluent from the researched treatment plant equals the hardness of hard water (350-550 mg CaCO3/dm3). In order to reduce the hardness of wastewater effluent a membrane filtration, including nanofiltration and reverse osmosis, was proposed. The processes were performed comparatively with the use of composite pipe membranes of PCI Membrane System Inc. (USA). The membrane used for nanofiltration was AFC-30 and the one for reverse osmosis was AFC-80. In both cases the transmembrane pressure was 2.0 MPa, while temperature and feed linear velocity amounted to 20 °C and 3.4 m/s, respectively. It was determined that after both the reverse osmosis and nanofiltration the treated wastewaters were very soft. Therefore, the use of these processes, for instance, for productive purposes, may be considered. It should also be borne in mind that the nanofiltration process was more favorable in terms of membrane effectiveness.