Preview

Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий

Расширенный поиск

Сочетание обратного осмоса и электродиализа для улучшения рекуперации воды в промышленных сточных водах

https://doi.org/10.20914/2310-1202-2020-4-227-235

Полный текст:

Аннотация

В статье подробно рассмотрены мембранные процессы обработки сложных систем – обратный осмос (ОО) и мембранный электродиализ (ЭД). В настоящее время разработка технологий очистки промышленных сточных вод вызывает большой интерес у многих исследователей. Это связано с тем, что пищевая, фармацевтическая и химическая промышленность приобретают все большее значение в нашей жизни, одновременно усугубляя одну из самых серьезных экологических проблем – загрязнение окружающей среды промышленными сточными водами, которые содержат вредные вещества в высоких концентрациях. Данная работа посвящена анализу новой технологии извлечения сложных компонентов из промышленных сточных вод, объединяющей обратный осмос и электродиализ. Система обратного осмоса - это управляемые давлением мембранные процессы разделения. В отличие от них, система электродиализа представляет собой электрохимический процесс, который обычно используется в промышленности при нормальном атмосферном давлении. Однако подобные мембранные процессы имеют существенный недостаток – рабочие мембраны загрязняются взвешенными веществами, находящимися в сточных водах, и теряют свою активность. Следовательно, для поддержания активности мембран в течение длительного времени необходима предварительная обработка сточных вод путем удаления взвешенных веществ. Анализ извлеченных компонентов открывает новые перспективы для рекуперации промышленных сточных вод. Существует широкий спектр методов предварительной обработки вод для обратного осмоса и электродиализа. Важным процессом отделения органических и неорганических соединений сточных вод является ультрафильтрация (УФ) с последующим обратным осмосом. В статье рассмотрены некоторые из указанных методов. В заключение следует отметить, что электродиализ демонстрирует замечательные технические преимущества при обработке концентрированного раствора после ОО.

Об авторах

М. К. Джубари
Тамбовский государственный технический университет
Ирак
аспирант, кафедра технологических процессов, аппаратов и техносферной безопасности, ул. Советская, 106, г. Тамбов, 392000, Россия


Н. В. Алексеева
Тамбовский государственный технический университет
доцент, кафедра технологических процессов, аппаратов и техносферной безопасности, ул. Советская, 106, г. Тамбов, 392000, Россия


М. Ю. Балабанова
Воронежский государственный университет инженерных технологий
старший преподаватель, кафедра промышленной экологии, оборудования химических и нефтехимических производств, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, Россия


Список литературы

1. Zhang Y., Ghyselbrecht K., Meesschaert B., Pinoy L. et al. Electrodialysis on RO concentrate to improve water recovery in wastewater reclamation. Journal of Membrane Science. 2011. vol. 378. no. (1-2). pp. 101–110.

2. Mohammadi T., Kaviani A. Water shortage and seawater desalination by electrodialysis. Desalination. 2003. vol. 158. pp. 267–270.

3. Anis S.F., Hashaikeh R., Hilal N. Reverse osmosis pretreatment technologies and future trends: A comprehensive review. Desalination. 2019. vol. 452. pp. 159–195.

4. Tha?i B.S., Gashi S.T. Reverse Osmosis Removal of Heavy Metals from Wastewater Effluents Using Biowaste Materials Pretreatment. Pol. J. Environ. Stud. 2019. vol. 28. no. 1. pp. 337–341.

5. Al-Jlil S. Performance of Nano-Filtration and Reverse Osmosis Processes for Wastewater Treatment. Materials and technology. 2017. vol. 51. no. 3. pp. 541–548.

6. ?degaard H., Koottatep S. Removal of humic substances from natural waters by reverse osmosis. Water Research. 1982. vol. 16. no. 5. pp. 613–620.

7. Clair T., Kramer J., Sydo M., Eaton D. Concentration of aquatic dissolved organic matter by reverse osmosis. Water Research. 1991 vol. 25. no. 9. pp. 1033–1037.

8. Sorg T., Forbes R. Chambers D. Removal of radium-226 from sarasota county, fla., drinking water by reverse osmosis. Journal AWWA. 1980. vol. 72. no. 4. pp. 230–237.

9. Taylor J., Thompson D., Carswell J. Applying membrane processes to groundwater sources for Trihalomethane precursors. Journal AWWA. 1987. vol. 79. no. 8. pp. 72–82.

10. Tan L., Sudak R. Removing color from a groundwater source. Journal AWWA. 1992. vol. 84. no. 1. pp. 79–87.

11. Audinos R. Improvement of metal recovery by electrodialysis. Journal of Membrane Science. 1986. vol. 27. no. 2. pp. 143–154.

12. Scarazzato T., Buzzi D.C., Bernardes A.M., Romano Espinosa D.C. Treatment of wastewaters from cyanide-free plating process by electrodialysis. J. Clean. Prod. 2015. vol. 91. pp. 241–250.

13. Lu H., Wang Y., Wang J. Recovery of Ni2+ and pure water from electro- plating rinse wastewater by an integrated two-stage electrodeionization process. J. Clean. Prod. 2015. vol. 92. pp. 257–266.

14. Tran A.T.K., Mondal P., Lin J., Meesschaert B. et al. Simultaneous regeneration of inorganic acid and base from a metal washing step wastewater by bipolar membrane electrodialysis after pretreatment by crystallization in a fluidized pellet reactor. J. Memb. Sci. 2015. vol. 473. pp. 118–127.

15. Korngold E., Aronov L., Daltrophe N. Electrodialysis of brine solutions discharged from an RO plant. Desalination. 2009. vol. 242. no. (1-3). pp. 215–227.

16. Li N.N., Fane A.G., Ho W.S.W., Matsuura T. Advanced Membrane Technology and Applications. Hoboken, NJ, John Wiley & Sons. Inc, 2008.

17. Ghernaout D. Reverse Osmosis Process Membranes Modeling – A Historical Overview. Journal of Civil, Construction and Environmental Engineering. 2017. vol. 2. no. 4. pp. 112–122.

18. Malaeb L. Ayoub G.M. Reverse osmosis technology for water treatment: State of the art review. Desalination. 2011. vol. 267 no. 1 pp. 1–8.

19. Niewersch C., Rieth C., Hailemariam L., Oriol G.G. et al. Reverse osmosis membrane element integrity evaluation using imperfection model. Desalination. 2020. vol. 476. pp. 112–122.

20. Anqi A.E., Alkhamis N., Oztekin A. Numerical simulation of brackish water desalination by a reverse osmosis membrane. Desalination. 2015. vol. 369. pp. 156–164.

21. De Morais Coutinho C., Chiu M.C., Basso R.C., Ribeiro A.P.B. et al. State of art of the application of membrane technology to vegetable oils: A review. Food Research International. 2009. vol. 42. no. (5–6). pp. 536–550.

22. Lee K.P., Arnot T.C., Mattia D. A review of reverse osmosis membrane materials for desalination—Development to date and future potential. Journal of Membrane Science. 2011. vol. 370. no. (1–2). pp. 1–22.

23. B?dalo-Santoyo A., G?mez-Carrasco J.L., G?mez-G?mez E., M?ximo-Mart?n F. et al. Application of reverse osmosis to reduce pollutants present in industrial wastewater. Desalination. 2003. vol. 155. no. 2. pp. 101–108.

24. Urtiaga A.M., P?rez G., Ib??ez R., Ortiz I. Removal of pharmaceuticals from a WWTP secondary effluent by ultrafiltration/reverse osmosis followed by electrochemical oxidation of the RO concentrate. Desalination. 2013. vol. 331. pp. 26–34.

25. Drioli E., Giorno L. Membrane Operations: Innovative Separations and Transformations. Weinheim, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2009.

26. Kingsbury R.S., Wang J., Coronell O. Comparison of water and salt transport properties of ion exchange, reverse osmosis, and nanofiltration membranes for desalination and energy applications. Journal of Membrane Science. 2020. vol. 604. pp. 117998.

27. Liu M., Yu C., Dong Z., Jiang P. et al. Improved separation performance and durability of polyamide reverse osmosis membrane in tertiary treatment of textile effluent through grafting monomethoxy-poly(ethylene glycol) brushes. Separation and Purification Technology. 2019. vol. 209. pp. 443–451.

28. Sakar H., Balcik Canbolat C., Karagunduz A., Keskinler B. Sulfate removal from nanofiltration concentrate of alkaloid wastewater by electrodialysis. Desalination and Water Treatment. 2015. vol. 46. pp.1–12.

29. Bond R., Batchelor B., Davis T., Klayman B. Zero Liquid Discharge Desalination of Brackish Water with an Innovative Form of Electrodialysis: Electrodialysis Metathesis. Florida Water Resources Journal. 2011. pp. 38-42.

30. Strathmann H. Membrane Separations Electrodialysis. Encyclopedia of Separation Science. 2000. pp. 1707-1717.

31. Strathmann H. Chapter 6 Ion-Exchange Membrane Processes in Water Treatment. Sustainability Science and Engineering. 2010. vol. 2. pp. 141–199.

32. Lee H.-J., Sarfert F., Strathmann H., Moon S.-H. Designing of an electrodialysis desalination plant. Desalination. 2002. vol. 142. no. 3. pp. 267–286.

33. Ben Sik Ali M., Mnif A., Hamrouni B., Dhahbi M. Desalination of brackish water using electrodialysis: Effect of operational conditions. Journal of Materials Protection. 2009. vol. 50. pp. 141-146.

34. Vetter T., Perdue E., Ingall E., Koprivnjak J. et al. Combining reverse osmosis and electrodialysis for more complete recovery of dissolved organic matter from seawater. Separation and Purification Technology. 2007. vol. 56 no. 3. pp. 383–387.

35. Gurtler B.K., Vetter T.A., Perdue E.M., Ingall E. et al. Combining reverse osmosis and pulsed electrical current electrodialysis for improved recovery of dissolved organic matter from seawater. Journal of Membrane Science. 2008. vol. 323. no. 2. pp. 328–336.


Для цитирования:


Джубари М.К., Алексеева Н.В., Балабанова М.Ю. Сочетание обратного осмоса и электродиализа для улучшения рекуперации воды в промышленных сточных водах. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2020;82(4):227-235. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2020-4-227-235

For citation:


Gubari M.Q., Alexejewa N.V., M. A combination of reverse osmosis and electrodialysis to improve water recovery in industrial wastewater. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2020;82(4):227-235. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2020-4-227-235

Просмотров: 55


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2226-910X (Print)
ISSN 2310-1202 (Online)