OBRADA OTPADNE VODE INDUSTRIJE SKROBA MIKROFILTRACIJOM

UVOD U VEŽBE

. . Waterfriend

Waterfriend Šta su membranski separacioni procesi:

-Zasnivaju se na primeni polupropustljivih membrana

-Pogonske sile: gradijent koncentracije, gradijent pritiska, gradijent hemijskog ili električnog potencijala

. . Waterfriend

Waterfriend

retentatretentat

fluidfluid

permeatpermeat

. . Waterfriend

Waterfriend Opšti kriterijum za podelu membranskih separacionih sistema:

1.Efekat sita2.Separacija zasnovana na različitoj difuzivnosti i različitom afinitetu komponenata prema mebrani3.Separacija zasnovana na rzlici u naelektrisanju molekula

Vrste separacije Prečnik pora [nm] Opseg razdvajanja - MWCO [Da]

MF 50 - 1000 100000 - 1000000UF 10 - 100 > 500NF 1 - 10 150 - 1000RO 0,1 - 1 < 200

. . Waterfriend

Waterfriend

reversna osmoza

vodamono-

valentni joni

bi-valentni

joni virusi bakterijesuspendovan

e čestice

vodamono-

valentni joni

bi-valentni

joni virusi

vodamono-

valentni joni

bi-valentni

joni

vodamono-

valentnijoni

bi-valentni

joni

mikrofiltracija

ultrafiltracija

nanafiltracija

saharoza

saharoza

saharoza

Tipovi tehnika membranske separacije

. . Waterfriend

Waterfriend

Pul Piz11

2266

3355

77 13131111 121244

88

99

1010

Voda Voda

1 – rezervoar, 2 – termostat, 3 – pumpa, 4 – modul sa membranom, 5 – posuda za permeat, 6 – posuda za retentat, 7 – ventil za

regulisanje protoka, 8 – ventil za regulisanje pritiska, 9 – ventil za retentat, 10 – termometar, 11 – manometar,

12 – manometar, 13 – rotametar

. . Waterfriend

Waterfriend Karakterizacija membranskih separacionih procesa:

FLUKS PERMEATA: J = V/ (A * t)

J – fluks permeata [L/m2h]V – zapremina permeata [L]A – površina membrane [m2]t – vreme separacije [h]

STEPEN UGUŠĆIVANJA: VCF = V0 / VR

VCF – stepen ugušćivanja [L / L]V0 – zapremina napojne smeše [L]VR – zapremina retentata [L]

. . Waterfriend

Waterfriend Karakteriyacija membranskih separacionih procesa:

PERMEABILNOST: P = V/(t * A * P)

P – permeabilnost odre]ene komponente [L/hm2Pa]V – yapremina permeirajué komponente [L]t – proteklo vreme [h]A – površina membrane [m2]P – transembranski pritisak [Pa]

SELEKTIVNOST: Lp = Jv / P

Lp – hidraulička permeabilnost membrane [L/m2hPa]Jv – fluks vode [L/m2h]P – transmembranski pritisak [Pa]

. . Waterfriend

Waterfriend Karakterizacija membranskih separacionih procesa:

KOEFICIJENT ZADRŽAVANJA: Ri = (Cni – Cp

i) / Cni * 100

Ri – koeficijent zadržavanja komponente i [%]

Cni – koncentracija komponente i u napojnoj smeši [g/L]

Cp

i – koncentracija komponente i u permeatu [g/L]

. . Waterfriend

Waterfriend

Vrste modulai membrana:

Spiralno namotani moduli

. . Waterfriend

Waterfriend

Vrste modulai membrana:

Moduli sa šupljim vlaknima

. . Waterfriend

Waterfriend

Vrste modulai membrana:

Moduli sa diskovima i ravnim membranama

. . Waterfriend

Waterfriend

Vrste modulai membrana:

Moduli sa cevnimmembranama

. . Waterfriend

Waterfriend

Vrste protoka

. . Waterfriend

Waterfriend

Oblast pod uticajem prenosa mase

FFll

uukkss

Veći protok

Viša temperatura

Manja koncentracija napojne smeše

Transmembranski pritisakTransmembranski pritisak

voda

Koncentraciona polarizacijaKoncentraciona polarizacija i prljanje membranei prljanje membrane

MembranMembranaa

CCnn

CCmm

FluFluksks

border of theborder of theconcentration layerconcentration layer

. . Waterfriend

Waterfriend

Keramička membrana

Donacij a: GEA 200 nm 4,42x10-3 m2

MaterijalMaterijal

Parametri Q [L/h] T [°C] P [bar]

Varirane vrednosti

50/100/150 20 1/2/3

. . Waterfriend

Waterfriend

Karakteristike otpadne vode su:

HPK - 12000 mg O2/l

Mutnoća – 2100 NTU

. . Waterfriend

Waterfriend TOK EKSPERIMENTA

1. Ispitivanje: Određivanje fluksa destilovane vode (Jv = V / (A*t))

Uslovi: Q = 100 L/h i P = 3 bar Jv = ?Q = 100 L/h i P = 2 bar Jv = ?Q = 100 L/h i P = 1 bar Jv = ?

Za t = 2 min ističe V = ? zapremina destilovane vode

2. Ispitivanje: Određivanje fluksa permeata otpadne vode industrije skroba(Jv = V / (A*t))

Uslovi: Q = 100 L/h i P = 3 bar Jv = ?Q = 100 L/h i P = 2 bar Jv = ?Q = 100 L/h i P = 1 bar Jv = ?Za t = 2 min ističe V = ? zapremina permeata

. . Waterfriend

Waterfriend TOK EKSPERIMENTA

3. Ispitivanje: Definisanje pada fluksa permeata otpadne vode industrije skroba (J) tokom vremena (30 - 35 min)

Uslovi: Q = 100 L/h i P = 1 barKontinualno merenje: V zapremina permeata ističe za 2 min

Primer: t [min] kumulativno

t [min] V [ml] permeata

J [L/m2h]

2 2 5,5

4 2 4

6 2 4,8

8 ... 2 ... 4,6 …

. . Waterfriend

Waterfriend

Fluks vode i fluks permeata otpadne vode, u zavisnosti od transmembranskog pritiska pri mikrofiltraciji sa keramičkom membranom

Fluks permeata otpadne vode (95 L/m2h) pri transmembanskom pritisku od 1 bara 9 puta manja od fluksa destilovane vode i ta tendenciju se zadržava sa povećanjem pritiska. Smanjenje fluksa znači da dolazi do stvaranja otpora tokom mikrofiltracije otpadne vode, tj. do stvaranja dodatnog filtracionog sloja na površini membrane od jedinjenja prisutnih u otpadnoj vodi.

. . Waterfriend

Waterfriend

Fluks vode i fluks permeata otpadne vode, u zavisnosti od transmembranskog pritiska pri mikrofiltraciji sa keramičkom membranom i u zavisnosti od vremena

Grafički prikaz rezultata:

0 50 100 150 200 2505

10

15

20

25

30

35

J (l

m-2h-1

)

t (min)

J permeataM 200 nmNSM nacinTMP = 3 bara, Q = 150 lh-1, Tt = 4h

. . Waterfriend

Waterfriend ZAHVALJUJEMO SE

Kompaniji Victoriaoil, Šid za donacije, i Predstavništvu GEA, Westfalia Separator GmbH u Beogradu, za doniranu keramičku membranu.

Prezentovana istraživanja su deo IPA CBC projekta pod nazivom "Cross-border network for knowledge transfer and innovative development in wastewater treatment" (akronim: WATERFRIEND) br. HUSRB/1203/221/196.

. . Waterfriend

Waterfriend Logo of the WATERFRIEND project:

. . Waterfriend

Waterfriend

www.ipawaterfriend.com

HVALA NA PAŽNJI !