Influence of preliminary coagulation on the effectiveness of contaminants removal from industrial wastewater in the process of reversed osmosis

Abstract

Przedstawiono wyniki badań usuwania zanieczyszczeń ze ścieków przemysłowych w układzie hybrydowym koagulacja-odwrócona osmoza. Obiektem badań była przepracowana wodno-olejowa ciecz chłodząco-smarująca stosowana w ubytkowej obróbce detali. Celem wykonanych badań była ocena wpływu wstępnej koagulacji przepracowanej cieczy chłodząco-smarującej na skuteczność usuwania pozostałości organicznych i jonowych z wód poemulsyjnych w procesie odwróconej osmozy. Proces koagulacji przeprowadzono za pomocą koagulantów o jednakowej reszcie anionowej, tj.: siarczanu glinu(III) oraz siarczanu żelaza(II) z nadtlenkiem wodoru. Z uzyskanej wody poemulsyjnej usuwano zanieczyszczenia organiczne i jonowe za pomocą odwróconej osmozy. Zastosowano komercyjną membranę poliamidową o symbolu technicznym RO 75GPD wyprodukowaną przez GE Osmonics. Proces filtracji membranowej prowadzono przy stałym ciśnieniu, wynoszącym 9 bar. Zmiany właściwości fizykochemicznych permeatu rejestrowano w ciągu pięciogodzinnych badań. Przeprowadzony monitoring pozwolił na określenie optymalnego czasu trwania procesu, umożliwiającego skuteczne usunięcie zanieczyszczeń z wody. Proces filtracji membranowej prowadzono w układzie półotwartym, tzn. uzyskany permeat odprowadzano na zewnątrz, bez uzupełniania nadawy. Przeprowadzone badania wykazały, że skuteczność usuwania zanieczyszczeń z wody poemulsyjnej w procesie odwróconej osmozy zależy od rodzaju zastosowanego koagulantu w etapie deemulgacji przepracowanej wodno-olejowej cieczy chłodząco-smarującej. Większą skuteczność, a także wydajność procesu uzyskano w przypadku zastosowania podczas koagulacji siarczanu żelaza(II), wspomaganego nadtlenkiem wodoru.This paper presents test results of contaminants removal from industrial wastewater in a hybrid system involving coagulation and reversed osmosis. Used oil-in-water cutting fluid operated in detailed machining was the object of this study. The purpose of conducted research was to assess the influence of preliminary coagulation of waste cutting fluids on the effectiveness of organic and ionic residues removal from post demulsification water in the process of reversed osmosis. The coagulation process was conducted by means of coagulants with equal anion radicals such as: aluminum sulfate and iron sulfate with hydrogen peroxide. Organic and ionic residues were removed from obtained post demulsification water by means of reversed osmosis. The tests were performed using a commercial polyamide membrane (RO 75GPD - GEOsmonics). Membrane filtration process was carried out at constant pressure of 9 bar. Physicochemical changes in the permeate were recorded during multiple five hour tests. Conducted monitoring enabled to determine the optimal duration of the process for contaminants removal. The process of membrane filtration was performed in a semi-opened system. Obtained permeate was drained out without feed refill. Conducted research showed that the effectiveness of contaminants removal from post demulsification water in the process of reversed osmosis depends on the kind of used coagulant during demulsification stage of waste cutting fluid. Greater effectiveness and efficiency of the process was possible when using iron sulfate with hydrogen peroxide for coagulation