Analysis of Electrical Phenomena Occurring in Thermally Assisted Mechanical Dewatering Processes (TAMD)-a Preliminary Study

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Phénomènes de transfert dans un procédé d'électrodéionisation de solutions diluées de cuivre : étude expérimentale et modélisation

Texte intégral accessible uniquement aux membres de l'Université de LorraineThe work is devoted to comprehension and modeling, as weIl experimental as numerical, of the electro-deionization on three strong-acid cations exchangers on a pilot at lab scale for copper removal from dilute synthetic solutions of copper simulating rinsing waters issued from galvanic processes. Electrodeionization is a hybrid process based on a combination of ion exchange and electrodialysis. Before apprehending this hybrid process the ~echanisms of transport of ions in the resin bed and the membrane using a kinetic model of J. Janssen et al. were studied. The operating conditions to implement to optimize the electrodeionization were sought and made it possible to establish the feasibility of this process. The effects of the height of the bed, the cross-linking degree, the density of current and the copper concentration in feed solution were studied. From the experimental results of the electrodeionization, the specific conductivity of the bed was estimated using a model which consists in calculation of the potential fields in the cell by integration of the Laplace equation using FEMLAB TM software.Ce travail porte sur la compréhension et la modélisation, tant expérimentale que numérique, de l' électrodéionisation sur trois résines échangeuses de cations fortement acides sur un pilote de laboratoire pour traiter en continu des solutions synthétiques faiblement concentrées en cuivre simulant des eaux de rinçage de procédés galvaniques de dépôt de cuivre. Avant d'appréhender ce procédé hybride qu'est l'électrodéionisation et qui comporte une combinaison de résines échangeuses d'ions et d'électrodialyse, nous avons étudié les mécanismes de transport d'ions dans le lit de résine et la membrane à l'aide du modèle cinétique de J. Janssen et al. . Les conditions opératoires à mettre en oeuvre pour optimiser l'électrodéionisation ont été recherchées et ont permis d'établir la faisabilité de ce procédé. Les effets de la hauteur du lit, le taux de réticulation, la densité de courant et la concentration en cuivre dans la solution d'alimentation ont été étudiés. A partir des résultats expérimentaux de l' électrodéionisation, la conductivité spécifique du lit a été estimée à l'aide d'un modèle qui consiste à calculer les champs de potentiel dans la cellule par résolution de l'équation de Laplace à l'aide du logiciel FEMLAB

Phénomènes de transfert dans un procédé d'électrodéionisation de solutions diluées de cuivre : étude expérimentale et modélisation

Texte intégral accessible uniquement aux membres de l'Université de LorraineThe work is devoted to comprehension and modeling, as weIl experimental as numerical, of the electro-deionization on three strong-acid cations exchangers on a pilot at lab scale for copper removal from dilute synthetic solutions of copper simulating rinsing waters issued from galvanic processes. Electrodeionization is a hybrid process based on a combination of ion exchange and electrodialysis. Before apprehending this hybrid process the ~echanisms of transport of ions in the resin bed and the membrane using a kinetic model of J. Janssen et al. were studied. The operating conditions to implement to optimize the electrodeionization were sought and made it possible to establish the feasibility of this process. The effects of the height of the bed, the cross-linking degree, the density of current and the copper concentration in feed solution were studied. From the experimental results of the electrodeionization, the specific conductivity of the bed was estimated using a model which consists in calculation of the potential fields in the cell by integration of the Laplace equation using FEMLAB TM software.Ce travail porte sur la compréhension et la modélisation, tant expérimentale que numérique, de l' électrodéionisation sur trois résines échangeuses de cations fortement acides sur un pilote de laboratoire pour traiter en continu des solutions synthétiques faiblement concentrées en cuivre simulant des eaux de rinçage de procédés galvaniques de dépôt de cuivre. Avant d'appréhender ce procédé hybride qu'est l'électrodéionisation et qui comporte une combinaison de résines échangeuses d'ions et d'électrodialyse, nous avons étudié les mécanismes de transport d'ions dans le lit de résine et la membrane à l'aide du modèle cinétique de J. Janssen et al. . Les conditions opératoires à mettre en oeuvre pour optimiser l'électrodéionisation ont été recherchées et ont permis d'établir la faisabilité de ce procédé. Les effets de la hauteur du lit, le taux de réticulation, la densité de courant et la concentration en cuivre dans la solution d'alimentation ont été étudiés. A partir des résultats expérimentaux de l' électrodéionisation, la conductivité spécifique du lit a été estimée à l'aide d'un modèle qui consiste à calculer les champs de potentiel dans la cellule par résolution de l'équation de Laplace à l'aide du logiciel FEMLAB

Phénomènes de transfert dans un procédé d'électrodéionisation de solutions diluées de cuivre (étude expérimentale et modélisation)

Ce travail porte sur la compréhension et la modélisation, tant expérimentale que numérique, de l' électro-déionisation sur trois résines échangeuses de cations fortement acides sur un pilote de laboratoire pour traiter en continu des solutions synthétiques faiblement concentrées en cuivre simulant des eaux de rinçage de procédés galvaniques de dépôt de cuivre. Avant d'appréhender ce procédé hybride qu'est l'électrodéionisation et qui comporte une combinaison de résines échangeuses d'ions et d'électrodialyse, nous avons étudié les mécanismes de transport d'ions dans le lit de résine et la membrane à l'aide du modèle cinétique de J. Janssen et al. . Les conditions opératoires à mettre en œuvre pour optimiser l'électrodéionisation ont été recherchées et ont permis d'établir la faisabilité de ce procédé. Les effets de la hauteur du lit, le taux de réticulation, la densité de courant et la concentration en cuivre dans la solution d'alimentation ont été étudiés. A partir des résultats expérimentaux de l' électrodéionisation, la conductivité spécifique du lit a été estimée à l'aide d'un modèle qui consiste à calculer les champs de potentiel dans la cellule par résolution de l'équation de Laplace à l'aide du logiciel FEMLAB.The work is devoted to comprehension and modeling, as weIl experimental as numerical, of the electro- deionization on three strong-acid cations exchangers on a pilot at lab scale for copper removal from dilute synthetic solutions of copper simulating rinsing waters issued from galvanic processes. Electrodeionization is a hybrid process based on a combination of ion exchange and electrodialysis. Before apprehending this hybrid process the ~echanisms of transport of ions in the resin bed and the membrane using a kinetic model of J. Janssen et al. were studied. The operating conditions to implement to optimize the electrodeionization were sought and made it possible to establish the feasibility of this process. The effects of the height of the bed, the cross-linking degree, the density of current and the copper concentration in feed solution were studied. From the experimental results of the electrodeionization, the specific conductivity of the bed was estimated using a model which consists in calculation of the potential fields in the cell by integration of the Laplace equation using FEMLAB TM software.NANCY/VANDOEUVRE-INPL (545472102) / SudocSudocFranceF

Analysis of electrical phenomena occurring in thermally assisted mechanical dewatering processes

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Electrical resistance tomography in thermally assisted mechanical dewatering processes

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Advances in Mechanical Dewatering of Wastewater Sludge Treatment

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Thermally assisted mechanical dewatering (TAMD) of suspensions of fine particles: Analysis of the influence of the operating conditions using the response surface methodology

International audienceThermally assisted mechanical dewatering (TAMD) is a new process for energy-efficient liquid/solids separation which enhances conventional-device efficiency. The main idea of this process is to supply a flow of heat in mechanical dewatering processes to favour the reduction of the liquid content. This is not a new idea but the proposed combination, especially the chosen operating conditions (temperature < 100 degrees C and pressure < 3000 kPa) constitutes an original approach and a significant energy saving since the liquid is kept in liquid state. Response surface methodology was used to evaluate the effects of the processing parameters of TAMD on the final dry solids content, which is a fundamental dewatering parameter and an excellent indicator of the extent of TAMD. In this study, a two-factor central composite rotatable design was used to establish the optimum conditions for the TAMD of suspensions of fine particles. Significant regression models, describing changes on final dry solids content with respect to independent variables, were established with regression coefficients (usually called determination coefficients), R-2, greater than 80%. Experiments were carried out on a laboratory filtration/compression cell, firstly on different compressible materials: synthetic mineral suspensions such as talc and synthetic organic suspensions such as cellulose, and then on industrial materials, such as bentonite sludge provided by Soletanche Bachy Company. Experiment showed that the extent of TAMD for a given material is particularly dependent on their physical and chemical properties but also on processing parameters

Electro-Dewatering of Wastewater Sludge: An Investigation of the Relationship between Filtrate Flow Rate and Electric Current

ACLInternational audienceCompared to conventional dewatering techniques, electrical assisted mechanical dewatering, also called electro-dewatering (EDW) is an alternative and an effective technology for the dewatering of sewage sludge with low energy consumption. The objectives of this study were to evaluate the dewatering performance and to determine the influence of the process parameters (e.g. applied electric current, applied voltage, and the initial amount of dry solids) on the kinetics of EDW-process for activated urban sludge. Also significant efforts have been devoted herein to provide comprehensive information about the EDW mechanisms and to understand the relationship between these operating conditions with regards to develop a qualitative and quantitative understanding model of the electro-dewatering process and then produce a robust design methodology. The results showed a very strong correlation between the applied electric current and the filtrate flow rate and consequently the electro-dewatering kinetics. A higher applied electric current leads to faster EDW kinetics and a higher final dry solids content. In contrast, the results of this work showed a significant enhancement of the dewatering kinetics by decreasing the mass of the dry solids introduced into the cell (commonly known as the sludge loading). \textcopyright 2015 Elsevier Ltd

Electrical field: A historical review of its application and contributions in wastewater sludge dewatering

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