Zastosowanie zintegrowanych procesów membranowych do usuwania substancji organicznych z wody

Niskociśnieniowe procesy membranowe są coraz powszechniej stosowane do oczyszczania wody przeznaczonej do spożycia. W celu zwiększenia skuteczności oczyszczania wody oraz ograniczenia intensywności blokowania membran, coraz częściej separacja membranowa łączona jest z innymi procesami biologiczno-chemiczno-fizycznymi, tworząc tzw. procesy zintegrowane. W pracy porównano skuteczność usuwania z wody naturalnych substancji organicznych w czterech procesach zintegrowanych - sekwencyjna koagulacja/ultrafiltracja, in-line koagulacja/ultrafiltracja, sekwencyjna wymiana jonowa/ultrafiltracja oraz symultaniczna wymiana jonowa/ultrafiltracja (proces hybrydowy). Określono wpływ dawki koagulantu i żywicy anionowymiennej oraz sposobu prowadzenia procesu na zmianę właściwości transportowych membran oraz jakość wody oczyszczonej. Badania przeprowadzono z użyciem roztworu modelowego zawierającego naturalne substancje organiczne, stosując jako koagulant siarczan glinu, a w procesie wymiany jonowej żywicę MIEXŽ. Wykazano, że układ zintegrowany wymiana jonowa/ultrafiltracja, realizowany w wariancie sekwencyjnym lub hybrydowym pozwolił na lepsze oczyszczenie wody niż w procesie łączącym koagulację i ultrafiltrację. Stwierdzono także, że wszystkie zastosowane warianty procesów zintegrowanych pozwoliły w zbliżonym stopniu na zmniejszenie intensywności blokowania membran. Wobec zbliżonej skuteczności oczyszczania membran uzyskanej w wariancie sekwencyjnym i hybrydowym, układ hybrydowy, pomijający etap sedymentacji, wydaje się z punktu widzenia kosztów oczyszczania wody bardziej wskazany.

Low-pressure membrane processes are frequently used in the treatment of water intended for human consumption. In order to increase the efficiency of water treatment and reduce membrane fouling, membrane separation processes are integrated with other biological, chemical or physical processes (creating so-called integrated processes). In this paper four integrated processes were analyzed for the efficiency of natural organic matter removal from water: sequential coagulation/ultrafiltration, in-line coagulation/ultrafiltration, sequential ion exchange/ultrafiltration, and simultaneous ion exchange/ultrafiltration (hybrid process). Another major objective of the study was to determine how the coagulant or ion-exchange resin dose, as well as the method used for the realization of the process, affected the transport properties of the membrane and the final quality of the water. The experiments involved model solutions con-taining natural organic matter, an alum coagulant for the coagulation process and a MIEXŽ resin for the ion exchange process. The integrated ion exchange/ultrafiltration process, regardless of whether conducted in the sequential or simultaneous mode, provided water of a higher final quality as compared to the integrated coagulation/ultrafiltration process. With all the integrated processes tested, similar decrease in membrane fouling was observed. Taking into account the comparable treatment effects obtained with either the sequential or the hybrid process, preference should be given to the hybrid process, which, owing to the lack of the sedimentation step, lowers the overall treatment costs.