9 research outputs found
Application of membrane separation processes for textile wastewater treatment
Tekstilna je industrija karakteristiÄna po visokoj potroÅ”nji vode i kemikalija, a otpadna voda iz proizvodnog procesa pripada kategoriji najjaÄe oneÄiÅ”Äenih otpadnih voda. Temelj istraživanja ovog doktorskog rada bio je ispitivanje moguÄnosti obrade otpadne vode tekstilne industrije iz procesa mercerizacije i bojenja polimernim i keramiÄkim membranama odabranih veliÄina pora u svrhu ponovnog koriÅ”tenja vode, smanjenja optereÄenja i koliÄine otpadne vode. IzvrÅ”ena je selekcija membranskih procesa, tj. vrsta membrana za postizanje zadanih ciljeva. Na laboratorijskoj skali testirane su performanse membranskih sustava s PE membranom sa Å”upljikavim vlakna, polietersulfonskom (PES) cijevnom i ravnom membranom, te keramiÄkim membranama s otpadnim vodama iz procesa mercerizacije i bojanja tekstila. Optimirani su radni parametri: promjena brzine strujanja ulaznog toka, fluks permeata i temperatura kako bi se postiglo minimalno blokiranje membrana, produžila njihova stabilnost i radni vijek. TakoÄer je ispitana moguÄnost povrata permeabilnosti membrana odabirom razliÄitih uvjeta ÄiÅ”Äenja membrana te sredstava za ÄiÅ”Äenje (pranje), njihovu koncentraciju, i temperaturu pranja. Pokusima s otpadnom vodom prethodilo je odreÄivanje permeabilnost ispitanih membrana, njihova karakterizacija s otopinama polietilenglikola (PEG) i polietilenoksida (PEO), dok je blokiranje membrana procijenjeno po Hermijinom modelu. UtvrÄena su odstupanja izmeÄu deklariranih vrijednosti graniÄne molarne mase (MWCO) od strane proizvoÄaÄa, te onih dobivenih eksperimentom; graniÄna molarna masa za stupanj separacije od 90% je viÅ”a kod ispitanih membrana u odnosu na karakteristike proizvoÄaÄa. Ispitane keramiÄke membrane pokazuju tendenciju blokiranja pora i kod separacije PEG i PEO otopina veliÄine molekula manjih od deklarirane veliÄine pora membranskog materijala. Usporedbom eksperimentalno dobivenih performansi membrana s otpadnom vodom iz procesa mercerizacije najviÅ”i stupanj separacije suspendiranih i organskih tvari postignut je s 1 000 g mol^-1 keramiÄkom membranom. NajviÅ”i stupanj separacije suspendiranih i organskih tvari, te boje pri obradi otpadne vode iz procesa bojenja postignut je s PES ravnom membranom. Pri obradi otpadne vode iz procesa mercerizacije utroÅ”ak energije za keramiÄke membrane je viÅ”i za membrane s manjim porama pri proizvodnji istog volumena permeata. NajviÅ”i utroÅ”ak energije je zabilježen pri obradi otpadne vode iz bojenja keramiÄkom membranom, a najniži PE membranom. UtroÅ”ak energije prikazan je i s obzirom na uÄinkovitost uklanjanja ukupnih suspendiranih tvari (TSS) i ukupnih organskih tvari (TOC).The textile industry is characterized by high consumption of water and chemicals and textile wastewaters are rated as the most polluting among all industrial sectors. The purpose of this dissertation research is the assessment of possibilities in treatment of textile wastewater gained from the process of mercerization and dye processing with polymer and ceramic membranes with selected pore size with a purpose to reuse the water, reduce pollution load and the amount of wastewater. A selection of the membrane process, i.e., types of membranes to achieve these objectives was conducted. Performance of these membrane systems was tested on a laboratory scale with hollow fibre PE membrane, polyethersulpfone (PES) tubular membrane, flat sheet membrane and ceramic membranes using wastewater from the process of mercerization and dyeing textiles. Operating parameters were optimized: cross flow velocity of the input stream, the permeate flux and temperature in order to achieve minimum membrane fouling, their stability and extended service life. Membrane permeability recovery was also examined by selecting different cleaning conditions and chemicals, their concentration, and cleaning temperature. Membrane permeability and their characterization was conducted with polyethylene glycol (PEG) and polyethylene oxide (PEO), while blocking the membranes was assessed by Hermiaās model. Deviations from the declared value molecular weight cut-off (MWCO) by the manufacturer, and those gained by experiment were obtained; limit of molecular weight for the degree of separation of 90% was higher in the examined membrane in relation to the characteristics of the manufacturer. Tested ceramic membranes have a tendency to membrane fouling and during separation of molecules smaller than the declared pore size of the membrane material. For mercerization wastewater the highest separation efficiency for suspended and organic compounds was achieved with
1 000 g mol^-1 ceramic membrane. The highest separation efficiency for suspended and organic substances, and colour from dyeing process wastewater was achieved with PES flat sheet membrane. Energy consumption for mercerization wastewater experiments using ceramic membranes is higher for membranes with smaller pores for the production of the same volume of permeate. The highest energy consumption for treatment of dyeing wastewater was obtained with the 1 000 g mol^-1 ceramic membrane, and the lowest with PE membrane. Energy consumption was also expressed by efficiency of removing total organic carbon (TOC) and total suspended solids (TSS)
Application of membrane separation processes for textile wastewater treatment
Tekstilna je industrija karakteristiÄna po visokoj potroÅ”nji vode i kemikalija, a otpadna voda iz proizvodnog procesa pripada kategoriji najjaÄe oneÄiÅ”Äenih otpadnih voda. Temelj istraživanja ovog doktorskog rada bio je ispitivanje moguÄnosti obrade otpadne vode tekstilne industrije iz procesa mercerizacije i bojenja polimernim i keramiÄkim membranama odabranih veliÄina pora u svrhu ponovnog koriÅ”tenja vode, smanjenja optereÄenja i koliÄine otpadne vode. IzvrÅ”ena je selekcija membranskih procesa, tj. vrsta membrana za postizanje zadanih ciljeva. Na laboratorijskoj skali testirane su performanse membranskih sustava s PE membranom sa Å”upljikavim vlakna, polietersulfonskom (PES) cijevnom i ravnom membranom, te keramiÄkim membranama s otpadnim vodama iz procesa mercerizacije i bojanja tekstila. Optimirani su radni parametri: promjena brzine strujanja ulaznog toka, fluks permeata i temperatura kako bi se postiglo minimalno blokiranje membrana, produžila njihova stabilnost i radni vijek. TakoÄer je ispitana moguÄnost povrata permeabilnosti membrana odabirom razliÄitih uvjeta ÄiÅ”Äenja membrana te sredstava za ÄiÅ”Äenje (pranje), njihovu koncentraciju, i temperaturu pranja. Pokusima s otpadnom vodom prethodilo je odreÄivanje permeabilnost ispitanih membrana, njihova karakterizacija s otopinama polietilenglikola (PEG) i polietilenoksida (PEO), dok je blokiranje membrana procijenjeno po Hermijinom modelu. UtvrÄena su odstupanja izmeÄu deklariranih vrijednosti graniÄne molarne mase (MWCO) od strane proizvoÄaÄa, te onih dobivenih eksperimentom; graniÄna molarna masa za stupanj separacije od 90% je viÅ”a kod ispitanih membrana u odnosu na karakteristike proizvoÄaÄa. Ispitane keramiÄke membrane pokazuju tendenciju blokiranja pora i kod separacije PEG i PEO otopina veliÄine molekula manjih od deklarirane veliÄine pora membranskog materijala. Usporedbom eksperimentalno dobivenih performansi membrana s otpadnom vodom iz procesa mercerizacije najviÅ”i stupanj separacije suspendiranih i organskih tvari postignut je s 1 000 g mol^-1 keramiÄkom membranom. NajviÅ”i stupanj separacije suspendiranih i organskih tvari, te boje pri obradi otpadne vode iz procesa bojenja postignut je s PES ravnom membranom. Pri obradi otpadne vode iz procesa mercerizacije utroÅ”ak energije za keramiÄke membrane je viÅ”i za membrane s manjim porama pri proizvodnji istog volumena permeata. NajviÅ”i utroÅ”ak energije je zabilježen pri obradi otpadne vode iz bojenja keramiÄkom membranom, a najniži PE membranom. UtroÅ”ak energije prikazan je i s obzirom na uÄinkovitost uklanjanja ukupnih suspendiranih tvari (TSS) i ukupnih organskih tvari (TOC).The textile industry is characterized by high consumption of water and chemicals and textile wastewaters are rated as the most polluting among all industrial sectors. The purpose of this dissertation research is the assessment of possibilities in treatment of textile wastewater gained from the process of mercerization and dye processing with polymer and ceramic membranes with selected pore size with a purpose to reuse the water, reduce pollution load and the amount of wastewater. A selection of the membrane process, i.e., types of membranes to achieve these objectives was conducted. Performance of these membrane systems was tested on a laboratory scale with hollow fibre PE membrane, polyethersulpfone (PES) tubular membrane, flat sheet membrane and ceramic membranes using wastewater from the process of mercerization and dyeing textiles. Operating parameters were optimized: cross flow velocity of the input stream, the permeate flux and temperature in order to achieve minimum membrane fouling, their stability and extended service life. Membrane permeability recovery was also examined by selecting different cleaning conditions and chemicals, their concentration, and cleaning temperature. Membrane permeability and their characterization was conducted with polyethylene glycol (PEG) and polyethylene oxide (PEO), while blocking the membranes was assessed by Hermiaās model. Deviations from the declared value molecular weight cut-off (MWCO) by the manufacturer, and those gained by experiment were obtained; limit of molecular weight for the degree of separation of 90% was higher in the examined membrane in relation to the characteristics of the manufacturer. Tested ceramic membranes have a tendency to membrane fouling and during separation of molecules smaller than the declared pore size of the membrane material. For mercerization wastewater the highest separation efficiency for suspended and organic compounds was achieved with
1 000 g mol^-1 ceramic membrane. The highest separation efficiency for suspended and organic substances, and colour from dyeing process wastewater was achieved with PES flat sheet membrane. Energy consumption for mercerization wastewater experiments using ceramic membranes is higher for membranes with smaller pores for the production of the same volume of permeate. The highest energy consumption for treatment of dyeing wastewater was obtained with the 1 000 g mol^-1 ceramic membrane, and the lowest with PE membrane. Energy consumption was also expressed by efficiency of removing total organic carbon (TOC) and total suspended solids (TSS)
Application of membrane separation processes for textile wastewater treatment
Tekstilna je industrija karakteristiÄna po visokoj potroÅ”nji vode i kemikalija, a otpadna voda iz proizvodnog procesa pripada kategoriji najjaÄe oneÄiÅ”Äenih otpadnih voda. Temelj istraživanja ovog doktorskog rada bio je ispitivanje moguÄnosti obrade otpadne vode tekstilne industrije iz procesa mercerizacije i bojenja polimernim i keramiÄkim membranama odabranih veliÄina pora u svrhu ponovnog koriÅ”tenja vode, smanjenja optereÄenja i koliÄine otpadne vode. IzvrÅ”ena je selekcija membranskih procesa, tj. vrsta membrana za postizanje zadanih ciljeva. Na laboratorijskoj skali testirane su performanse membranskih sustava s PE membranom sa Å”upljikavim vlakna, polietersulfonskom (PES) cijevnom i ravnom membranom, te keramiÄkim membranama s otpadnim vodama iz procesa mercerizacije i bojanja tekstila. Optimirani su radni parametri: promjena brzine strujanja ulaznog toka, fluks permeata i temperatura kako bi se postiglo minimalno blokiranje membrana, produžila njihova stabilnost i radni vijek. TakoÄer je ispitana moguÄnost povrata permeabilnosti membrana odabirom razliÄitih uvjeta ÄiÅ”Äenja membrana te sredstava za ÄiÅ”Äenje (pranje), njihovu koncentraciju, i temperaturu pranja. Pokusima s otpadnom vodom prethodilo je odreÄivanje permeabilnost ispitanih membrana, njihova karakterizacija s otopinama polietilenglikola (PEG) i polietilenoksida (PEO), dok je blokiranje membrana procijenjeno po Hermijinom modelu. UtvrÄena su odstupanja izmeÄu deklariranih vrijednosti graniÄne molarne mase (MWCO) od strane proizvoÄaÄa, te onih dobivenih eksperimentom; graniÄna molarna masa za stupanj separacije od 90% je viÅ”a kod ispitanih membrana u odnosu na karakteristike proizvoÄaÄa. Ispitane keramiÄke membrane pokazuju tendenciju blokiranja pora i kod separacije PEG i PEO otopina veliÄine molekula manjih od deklarirane veliÄine pora membranskog materijala. Usporedbom eksperimentalno dobivenih performansi membrana s otpadnom vodom iz procesa mercerizacije najviÅ”i stupanj separacije suspendiranih i organskih tvari postignut je s 1 000 g mol^-1 keramiÄkom membranom. NajviÅ”i stupanj separacije suspendiranih i organskih tvari, te boje pri obradi otpadne vode iz procesa bojenja postignut je s PES ravnom membranom. Pri obradi otpadne vode iz procesa mercerizacije utroÅ”ak energije za keramiÄke membrane je viÅ”i za membrane s manjim porama pri proizvodnji istog volumena permeata. NajviÅ”i utroÅ”ak energije je zabilježen pri obradi otpadne vode iz bojenja keramiÄkom membranom, a najniži PE membranom. UtroÅ”ak energije prikazan je i s obzirom na uÄinkovitost uklanjanja ukupnih suspendiranih tvari (TSS) i ukupnih organskih tvari (TOC).The textile industry is characterized by high consumption of water and chemicals and textile wastewaters are rated as the most polluting among all industrial sectors. The purpose of this dissertation research is the assessment of possibilities in treatment of textile wastewater gained from the process of mercerization and dye processing with polymer and ceramic membranes with selected pore size with a purpose to reuse the water, reduce pollution load and the amount of wastewater. A selection of the membrane process, i.e., types of membranes to achieve these objectives was conducted. Performance of these membrane systems was tested on a laboratory scale with hollow fibre PE membrane, polyethersulpfone (PES) tubular membrane, flat sheet membrane and ceramic membranes using wastewater from the process of mercerization and dyeing textiles. Operating parameters were optimized: cross flow velocity of the input stream, the permeate flux and temperature in order to achieve minimum membrane fouling, their stability and extended service life. Membrane permeability recovery was also examined by selecting different cleaning conditions and chemicals, their concentration, and cleaning temperature. Membrane permeability and their characterization was conducted with polyethylene glycol (PEG) and polyethylene oxide (PEO), while blocking the membranes was assessed by Hermiaās model. Deviations from the declared value molecular weight cut-off (MWCO) by the manufacturer, and those gained by experiment were obtained; limit of molecular weight for the degree of separation of 90% was higher in the examined membrane in relation to the characteristics of the manufacturer. Tested ceramic membranes have a tendency to membrane fouling and during separation of molecules smaller than the declared pore size of the membrane material. For mercerization wastewater the highest separation efficiency for suspended and organic compounds was achieved with
1 000 g mol^-1 ceramic membrane. The highest separation efficiency for suspended and organic substances, and colour from dyeing process wastewater was achieved with PES flat sheet membrane. Energy consumption for mercerization wastewater experiments using ceramic membranes is higher for membranes with smaller pores for the production of the same volume of permeate. The highest energy consumption for treatment of dyeing wastewater was obtained with the 1 000 g mol^-1 ceramic membrane, and the lowest with PE membrane. Energy consumption was also expressed by efficiency of removing total organic carbon (TOC) and total suspended solids (TSS)
Provjera radnih karakteristika ultrafiltracijske membrane pri obradi kiÅ”nice razliÄite kvalitete
KoriÅ”tenje kiÅ”nice za kuÄnu upotrebu nije samo nužnost u podruÄjima van vodoopskrbnih mreža, nego sve ÄeÅ”Äe izbor za podmirivanje dijela potreba za vodom zbog ekonomskih i tehniÄkih razloga. Primjenom ultrafiltracijskih membrana za obradu kiÅ”nice standardno se rjeÅ”ava problem suspendiranih tvari i mikrobiologije (Baker, 2004) pa se filtrat može koristiti za gotovo sve kuÄne potrebe. U radu su prezentirani rezultati obrade triju vrsta kiÅ”nice pomoÄu ultrafiltracijske (UF) membrane u pogledu promjene permeabilnosti tijekom filtracijskog ciklusa i moguÄnosti regeneracije. Ispitivana membrana je izraÄena od polietersulfona (PES) u formi vlakna s viÅ”estrukim Å”upljinama (engl. multibore). KiÅ”nice se razlikuju po lokaciji prikupljanja (gradsko i prigradsko podruÄje) i po naÄinu prikupljanja i Äuvanja. Ustanovljen je veliki utjecaj kvalitete kiÅ”nice na radne karakteristike membranskog sustava. Kod prerade gradske kiÅ”nice pad permeabilnosti membrane Å”est puta je brži u odnosu na kiÅ”nicu iz prigradskog podruÄja loÅ”ije kvalitete s obzirom na sadržaj suspendiranih tvari. Za trajan rad membranskog sustava, nužna je njegova opremljenost sustavom za ÄiÅ”Äenje membrane