Wpływ stopnia odzysku permeatu na wydajność i efektywność nanofiltracyjnego doczyszczania ścieków komunalnych

W problematyce oczyszczania ścieków coraz częściej zwraca się uwagę na zagrożenie zanieczyszczania wód powierzchniowych przez oczyszczone biologicznie ścieki odprowadzane do środowiska. Pomimo bardzo wysokiego stopnia obniżenia wskaźników zanieczyszczeń w procesie mechaniczno-biologicznego oczyszczania ścieków, odpływy z oczyszczalni zawierają toksyczne mikrozanieczyszczenia, których rodzaj i stężenie nie jest dotychczas w żaden sposób kontrolowane. Należą do nich między innymi związki o estrogenicznej aktywności biologicznej (ang. Endocrine Disrupting Chemicals), których już śladowe ilości zakłócają funkcjonowanie układu hormonalnego człowieka. Dlatego też przedmiotem uwagi staje się pogłębione oczyszczanie ścieków, które pozwala wyeliminować problem migracji mikrozanieczyszczeń do środowiska. Jednym z proponowanych rozwiązań jest zastosowanie procesu nanofiltracji, umożliwiającego zatrzymanie niskocząsteczkowych związków organicznych. Zasadniczym problemem w trakcie realizacji technik membranowych jest zjawisko foulingu, które zakłóca przebieg procesu. Z jednej strony powlekanie powierzchni membrany warstwą zanieczyszczeń skutkuje wzrostem ich retencji, jednak z drugiej powoduje znaczne obniżenie wydajności procesu. W prezentowanej pracy badano wpływ czasu prowadzenia nanofiltracji na efektywność doczyszczania ścieków komunalnych i wydajność procesu. Stopień doczyszczania ścieków oceniano w oparciu o obniżenie stężenia bisfenolu A oraz wartości podstawowych wskaźników zanieczyszczeń charakteryzujących ścieki oczyszczone. Uzyskane wyniki wskazują, że stopień obniżenia wartości organicznych wskaźników zanieczyszczeń wzrastał wraz ze wzrostem stopnia odzysku permeatu. Zaobserwowano również 27% obniżenie końcowej wydajności procesu w stosunku do początkowej.

Pełny tekst (pdf)

1. Newbold R., Jefferson W., Padilla-Banks E.: Prenatal exposure to bisphenol A at environmentally relevant doses adversely affects the murine female reproductive tract later in life, Environmental Health Perspectives, no 117, 2009, pp. 879-885.
2. Yokota H., Seki M., Maeda M., Oshima Y., Tadokoro H., Honjo T., Kobayashi K.: Life-cycle toxicity of 4-nonylphenol to medaka (Oryzias latipes), Environmental Toxicology & Chemistry, no 20, 2001, pp. 2552-2560.
3. Liu R., Chen G., Tam N., Luan T., Shin P., Cheung S., Liu Y.: Toxicity of bisphenol A and its bioaccumulation and removal by a marine microalga Stephanodiscus hantzschii, Ecotoxicology and Environmental Safety, no 72, 2009, pp.321-32.
4. Bodzek M., Dudziak M.: Elimination of steroidal sex hormones by conventional water treatment and membrane process, Desalination, no198, 2006, pp. 24-32.
5. Dudziak M., Bodzek M.: Usuwanie mikrozanieczyszczeń estrogenicznych z roztworów wodnych w wysoko ciśnieniowych procesach membranowych, Ochrona Środowiska, no 3, 2009, pp. 33-36.
6. Izadpanah A., Javidnia A.: The ability of nanofiltration membrane to remove hardness and ions from diluted seawater, Water, no 4, 2012, pp. 283-294.
7. Mänttäri M., Viitikko K., Nyström M.: Nanofiltration of biologically treated effluents from the pulp and paper industry, Journal of Membrane Science, no 272, 2006, pp.152-160.
8. Han J., MENG S., Dong Y., Hu J., Gao W.: Capturing hormones and bisphenol A from water via sustained hydrogen bond driven sorption in polyamide microfiltration membranes. Water research 47, 2013
9. Cifci C., Kaya A.: Preparation of poly(vinyl alcohol)/cellulose composite membranes for metal removal from aqueous solutions, Desalination, no 253, 2010, pp.175-179.
10. Barakat M., Schmidt E.: Polymer-enhanced ultrafiltration process for heavy metals removal from industrial wastewater, Desalination, no 256, 2010, pp. 90-93.
11. Arsuaga J., López-Munoz M., Aguado J., Sotto A.: Temperature, pH and concentration effects on retention and transport of organic pollutants across thin-film composite membranes, Desalination no 221, 2008, pp.
12. Bohdziewicz J., Bodzek M., Bień J.: Ocena możliwości usuwania chromu z wody metodą odwróconej osmozy, Ochrona środowiska, no 2, 1995, pp. 7-10.
13. Bohdziewicz J., Kamińska G., Widziewicz K.: Usuwanie związków fenolowych ze ścieków w procesie nanofiltracji, Monografie Komitetu Inżynierii Środowiska Polskiej Akademii Nauk, Membrany i Procesy Membranowe w Ochronie Środowiska no 95, 2012, pp. 467-478.
14. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 28 stycznia 2009 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi, oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego (Dz. U. z dnia 19 lutego 2009 r.).
15. Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 29 marca 2007 roku w sprawie wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi, (Dz.U. 2007 nr 61 poz. 417 z poźn. zm.).