Membrane processes in the utilization of wastewater generated during waste gasification

Gasification, regardless of the fuel type, is always accompanied with the generation of highly loaded wastewater. Those streams are formed during cooling and cleaning of process gas and comprise of tars, condensed water vapor and a range of organic and inorganic compounds. Nowadays, there are no treatment systems of those wastewater, especially dedicated to small and medium size gasification plants, operated with alternative fuels, ie biomass and wastes, what is the main limitation in the technology popularization and industrial commercialization. On the other hand, conventional methods proposed for the treatment characterize with the narrow spectrum of action dedicated, mainly to the removal of tar substances. In the presented paper the possibility of utilization of waste gasification wastewater by means of membrane processes is proposed. The technology was based on the two stage treatment system enabling the separation of tars by spontaneous sedimentation/floatation and low pressure drive aqueous phase filtration. Polymeric, ultrafiltration membranes of various cut off were investigated due to the contaminants removal effectiveness and capacity. It was shown, that the use of membrane processes assures the concentration of soluble organic contaminants to the rate enabling their recycle to the gasifier. The filtrate obtained during the process characterized with much decreased load of contaminants and after the proper polishing could be directly deposited to the environment.

Proces zgazowania, niezależnie od typu zastosowanego paliwa, wiąże się z powstawanie wysoko obciążonych ciekłych strumieni odpadowych. Wody te formowane są podczas chłodzenia i oczyszczania gazu procesowego i stanowią mieszaninę smół, skroplonej pary wodnej oraz szeregu związków organicznych i nieorganicznych. Brak odpowiednich rozwiązań systemowych, przede wszystkim w przypadku małych i średnich instalacji powoduje, że ich popularyzacja i komercjalizacja na skalę przemysłową są znacznie ograniczone. Obecnie proponowane metody utylizacji ciekłych strumieni odpadowych charakteryzują się zawężonym spektrum działania, skupiając się na jednym z aspektów problemów jakim jest obecność substancji smolistych. W niniejszej pracy zaproponowano możliwość zagospodarowania ciekłych strumieni odpadowych z procesu zgazowania SRF z wykorzystaniem technik membranowych. Rozwiązanie oparto o dwustopniowy system oczyszczania umożliwiający separację smół poprzez samoistnie zachodzące procesu sedymentacji i flotacji oraz niskociśnieniową filtrację membranową. W badaniach wykorzystano polimerowe membrany mikro i ultrafiltracyjnej o różnych granicznych masach molowych. Wykazano, że zastosowanie procesów membranowych umożliwia zatężenie rozpuszczonych związków organicznych w stopniu umożliwiającym ich zawrócenie do reaktora oraz powstawanie filtratu o obniżonym ładunku zanieczyszczeń, który, po odpowiednim podczyszczeniu, może zostać odprowadzony do kanalizacji lub do środowiska.