Usuwanie zanieczyszczeń nieorganicznych ze środowiska

Usuwanie zanieczyszczeń nieorganicznych ze środowiska wodnego
metodami membranowymi / Michał Bodzek, Krystyna Konieczny. –
Warszawa, 2011
Spis treści
1.
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
2.
2.1.
2.2.
2.2.1.
2.2.2.
2.2.2.1.
2.2.2.2.
2.2.2.3.
2.2.2.4.
2.2.2.5.
2.2.2.6.
2.2.3.
2.2.4.
2.2.5.
2.3.
2.3.1.
Wprowadzenie
Ocena światowych zasobów wód
Aktualne poglądy na procesy uzdatniania wody do picia
Zastosowanie membran w zaopatrzeniu w wodę
Porównanie ciśnieniowych procesów membranowych i procesów
tradycyjnych w produkcji wody do spoŜycia w Europie
Uwagi ogólne
2.8.1.
2.8.2.
2.8.3.
2.8.4.
2.9.
Odsalanie wód powierzchniowych i podziemnych
Wprowadzenie
Metody odsalania
Metody termiczne
Odwrócona osmoza
Zasada procesu
Odsalanie metodą RO
Wstępne oczyszczanie wody przed odsalaniem
System membranowy
Odzysk energii
Końcowe uzdatnianie wody odsolonej
Elektrodializa
Destylacja membranowa
Technologia wymiany jonowej
Hybrydowe procesy odsalania
Układy hybrydowe odsalania metoda RO i termiczną oraz odsalanie
z wytwarzaniem energii elektrycznej
Układy hybrydowe z wykorzystaniem nanofiltracji
RozwaŜania energetyczne procesu odsalania
Koszty odsalania
Wpływ odsalania na środowisko
Przegląd wybranych konfiguracji odsalania wody morskiej i wód miernie
zasolonych melodii odwróconej osmozy pracujących na świecie
Przykłady rzeczywistych obiektów odsalania i demineralizacji stosowane
do otrzymywania wody do picia i do celów przemysłowych w polskiej
energetyce i kopalnictwie
Stacja uzdatniania „Rydułtowy"
Stacja uzdatniania KWK „Pokój"
Demineralizacji wody dla celów przemysłowych
Zastosowanie odwróconej osmozy w ciepłownictwie
Podsumowanie
3.
3.1.
3.2.
3.2.1.
3.2.2.
Membranowe zmiękczanie wody
Wprowadzenie
Klasyczne metody zmiękczania wody
Metoda termiczna usuwania twardości węglanowej
Strącanie/koagulacja wapnem, soda, NaOH i fosforanami
2.3.2.
2.4.
2.5.
2.6.
2.7.
2.8.
9
13
17
23
29
33
35
37
40
41
45
47
52
57
59
60
67
73
76
76
82
86
95
101
104
118
118
120
121
124
126
139
140
141
141
3.2.3.
3.3.
3.3.1.
3.3.2.
3.3.3.
3.3.4.
3.4.
3.5.
3.6.
3.6.1.
3.6.2.
3.6.3.
3.7
4.
4.1.
4.1.1.
4.1.2.
Wymiana jonowa
Nanoriltracyjne zmiękczanie wody
Proces nanofiltracji
Nanoliltracyjne zmiękczanie wody
Usuwanie siarczanów w procesie RO i NF
Skaling membran w procesie membranowego zmiękczania wody
Zmiękczanie metodą ultrafiltracji lub mikroliltracji wspomaganej
polimerami
Metody hybrydowe strącania/wiązania chemiczne - proces membranowy
Procesy elektromembranowe w zmiękczaniu wody
Działanie systemu ED w usuwaniu jonów twardości z wody
Elektrodializa odwracalna W usuwaniu twardości wody
EDI w usuwaniu twardości z wody
Podsumowanie
4.1.5.
4.1.6.
4.2.
4.2.1.
4.2.2.
4.2.3.
4.2.4.
4.3.
4.3.1.
4.3.2.
4.3.2.1.
4.3.2.2.
4.3.2.3.
4.3.3.
4.3.4.
4.5.5.
Usuwanie metali
śelazo i mangan
śelazo i mangan w wodach podziemnych i powierzchniowych
Wpływ Fe i Mn na organizmy Ŝywe oraz infrastrukturę zaopatrzeniu
w wodę
Usuwanie Ŝelaza i manganu z wody metodami klasycznymi
Usuwanie Ŝelaza
Usuwanie Ŝelaza związanego z substancja organiczną
Usuwanie manganu
Inne metody usuwania Ŝelaza i manganu z wody
Wykorzystanie mikro- i ultrafiltracji w usuwaniu Ŝelaza i manganu z wód
naturalnych
Układy zintegrowane utlenienie - UF/MF
Membrany zanurzone w procesie z utlenieniem powietrzem i KMnO4
Metody zawansowanego utlenienia oraz MF/UF w usuwaniu manganu
Zastosowanie jonowymiennej membrany polisulfonowej do oczyszczania
roztworów wodnych zawierających substancje humusowe i jony metali
Zastosowanie elektrodializy
Podsumowanie
Glin
Specjacja glinu w wodzie do picia
Skutki zdrowotne obecności aluminium
Usuwanie glinu z wody do picia
Podsumowanie
Metale cięŜkie
Usuwanie metali cięŜkich ze środowiska wodnego
Zastosowanie technik membranowych
Odwrócona osmoza i nanofiltracja
Ultrafiltracja
Membrany ciekłe
Zastosowanie bioreaktorów membranowych
Elektrodializa
Podsumowanie
5.
5.1.
Usuwanie mikrozanieczyszczeń o charakterze anionów
Wprowadzenie
4.1.3.
4.1.3.1.
4.1.3.2.
4.1.3.3.
4.1.3.4.
4.1.4.
4.1.4.1.
4.1.4.2.
4.1.4.3.
4.1.4.4.
143
148
148
150
158
160
162
165
169
169
170
171
174
179
179
181
183
183
185
187
189
190
192
193
198
202
205
206
206
207
210
211
214
215
216
222
222
225
228
232
234
236
243
5.2.
5.2.1.
5.2.2.
5.2.3.
5.2.4.
5.2.5.
5.2.6.
5.2.7.
5.3.
5.3.1.
5.3.2.
5.3.3.
5.3.4.
5.3.5.
5.3.5.1.
5.3.5.2.
5.4.
5.4.1.
5.4.2.
5.4.3.
5.4.4.
5.4.4.1.
5.4.4.2.
5.5.
5.5.1.
5.5.2.
5.5.3.
5.5.4.
5.6.
5.6.1.
5.6.2.
5.6.3.
5.6.4.
5.7.
5.7.1.
5.7.2.
5.7.2.1.
5.7.2.2.
5.7.3.
5.7.4.
5.7.5.
5.7.6.
5.8.
5.8.1.
5.8.2.
5.8.3.
5.8.3.1.
5.8.3.2.
Procesy stosowane do usuwania mikrozanieczyszczeń anionowych
Ciśnieniowe procesy membranowe
Bioreaktory z ciśnieniowymi procesami membranowymi
Membranowe procesy dialityczne
Dializa Donnana
Bioreaktor z membranami jonowymiennymi
Elektrodializa
Bioreaktory z transportem wodoru
Membranowa denitryfikacja wody
Usuwanie azotanów metodą odwróconej osmozy i nanofiltracji
Usuwanie azotanów w procesie ultrafiltracji
Zastosowanie elektrodializy
Dializa Donnana w usuwaniu jonów azotanowych
Denitryfikacja biologiczna
Bioreaktory membranowe z modułami ciśnieniowymi
Ekstrakcyjne bioreaktory membranowe
Usuwanie bromianów (V)
Odwrócona osmoza i nanofiltracja
Elektrodializa
Dializa Donnana
Oczyszczanie biologiczne
Redukcja biologiczna azotanów i bromianów w reaktorze szarŜowym
i w układzie biofiltracji
Redukcja biologiczna azotanów i bromianów w reaktorze z membranami
jonowymiennymi
Usuwanie chloranów(VII)
Odwrócona osmoza-nanofiltracja-ultrafiltracja
Ultrafiltracja wspomagana polimerami i surfaktantami
Elektrodializa
Redukcja biologiczna
Usuwanie fluoru
Odwrócona osmoza i nanofiltracja
Ultrafiltracja
Elektrodializa
Dializa Donnana
Usuwanie boru z wód i ścieków
Metody separacji boru z roztworów wodnych
Zastosowanie odwróconej osmozy
Wielostopniowe układy odwróconej osmozy
Oczyszczanie w układzie zintegrowanym odwróconej osmozy i
wymiany jonowej
Oczyszczanie w układzie zintegrowanym sorpcyjno-membranowym
Wykorzystanie procesu ultrafiltracji wspomaganego polimerami
Usuwanie boru z wody morskiej i wód gruntowych metodą elektrodializy
Podsumowanie
Arsen
Usuwanie arsenu metodą odwróconej osmozy
Usuwanie arsenu metodą nanofiltracji
Niskociśnieniowe procesy membranowe
Bezpośrednia mikro- i ultrafiltracja
Koagulacja - mikrofiltracja/ultrafiltracja
248
248
250
253
254
256
259
260
262
264
266
267
269
272
273
276
280
282
284
286
289
289
291
293
295
300
305
307
313
313
319
320
325
325
327
329
332
337
340
344
346
350
350
355
360
367
367
370
5.8.3.3.
5.8.4.
5.8.5.
5.9.
Utlenienie - mikrofiltracja
Elektrodializa (ED) i elektrodializa odwracalna (EDR)
Podsumowanie
Uwagi końcowe
6.
6.1.
6.2.
6.3.
6.4.
6.4.1.
6.4.2.
6.5.
6.5.1.
6.5.
6.5.2.1.
6.5.2.2.
Chrom
Występowanie chromu w środowisku
Metody usuwania chromu ze środowiska wodnego
Odwrócona osmoza i nanofiltracja
Ultrafiltracja
Ultrafiltracja wspomagana polimerami
Ultrafiltracja z roztworów micelarnych wspomagana surfaktantami
Membrany ciekle
Podstawy teoretyczne membran ciekłych
Usuwanie chromu za pomocy membran ciekłych
Zastosowanie unieruchomionych membran ciekłych do separacji chromu
Systemy hybrydowe z mobilny membraną ciekły i modułami
membranowymi
6.5.2.3. Polimerowe membrany inkluzyjne
6.5.2.4. Emulsyjne membrany ciekłe
6.5.2.5. Ciekłe membrany grubowarstwowe
6.6.
Membrany metody elektrochemiczne
6.6.1.
Elektroliza membranowa
6.6.2.
Elektro-elektrodializa membranowa
6.7.
Usuwanie chromu (VI) metodą elektrodializy i elektrodejonizacji
6.8.
Ceramiczne mikroporowate membrany jonowymienne
6.9.
Podsumowanie
oprac. BPK
376
377
378
380
399
402
405
411
417
420
424
424
424
430
433
437
438
441
445
445
448
455
459
460