Usuwanie substancji organicznych z wody na makroporowatych namagnetyzowanych żywicach anionowych MIEXŽ

Nowym rozwiązaniem, pozwalającym na usuwanie z wody związków węgla organicznego (OWO, RWO), jest zastosowanie silnie zasadowych żywic anionowych, do których należy żywica MIEXŽ. Namagnetyzowane cząstki tej żywicy dodane w postaci suspensji do wody zawierającej ujemnie naładowane jony RWO wymieniają je na jony chlorkowe, znajdujące się w miejscach aktywnych, w wyniku czego obniżeniu ulega poziom RWO w wodzie i następuje nieznaczny przyrost stężenia chlorków. Wyczerpaną żywię poddaje się procesowi regeneracji roztworem solanki. Żywica preferencyjnie usuwa związki organiczne o masach cząsteczkowych do 10000 Da, zaś koagulacja siarczanem glinu usuwa cząstki o masach powyżej 3000 Da. Proces MIEXŽDOC może być stosowany do oczyszczania wody surowej przed innymi procesami uzdatniania, bądź też jako proces doczyszczający po nich. W pracy przedstawiono porównanie wyników badań procesu MIEXŽDOC z konwencjonalną koagulacją siarczanem glinu. Wykazano, że proces MIEXŽDOC wymagał o 45% koagulantu mniej, obniżał RWO o ponad 24%, zapotrzebowanie wody na chlor o 18%, a także zawartość THM o 56% skuteczniej niż klasyczna koagulacja. Gdy proces ten stosuje się po koagulacji, wówczas przedłuża cykle filtracyjne, zmniejsza blokowanie powierzchni membran (fouling) oraz ogranicza zawartość ubocznych produktów dezynfekcji. Zastosowany do uzdatniania wód miękkich o wysokiej intensywności barwy i dużej zawartości OWO powoduje obniżenie tych wskaźników o 80÷90%, bez konieczności kłopotliwej w tych warunkach konieczności podwyższania zasadowości i koagulacji. Na niskie koszty eksploatacyjne procesu składają się koszty ubytku żywicy, chemikaliów do jej regeneracji, zagospodarowania ścieków poregeneracyjnych oraz koszty energii.

A recent approach to the problem of organic carbon (TOC, DOC) removal from aqueous solutions involves strong-base anion-exchange resins, the MIEXŽ resin being one of those. The magnetic components of the MIEXŽ - when added in suspended form into solutions containing negatively charged DOC ions - exchange them for the chloride ions present in the active sites. As a result, the DOC level in the water decreases, and the concentration of chlorides slightly increases. The exhausted resin is regenerated in a brine solution. The MIEXŽDOC process can be included into the treatment train as a prior step to other treatment processes, or as a final step for the polishing of conventionally treated water. The objective of the study reported on in this paper was to compare the treatment effects obtained with the MIEXŽDOC process and conventional alum coagulation. Hence, with MIEXŽDOC the coagulant dose was by 45% lower, the reduction in DOC was by over 24% more effective, the reduction in the chlorine demand of the water was by 18% higher, and the removal of THM was more efficient by as much as 56%. When the MIEXŽDOC process follows coagulation, this is concomitant with the extension of the filtration cycles, a reduction in membrane fouling, and a limited content of disinfection by-products. When applied to the treatment of high-colour and high-TOC soft water, the MIEXŽDOC process yields an 80 to 90% reduction of both the pollutants without increasing the alkalinity level or including coagulation into the treatment train.