Rensning og genanvendelse af olieholdigt spildevand ved forward osmose med kontrol af fouling

Mogensen, Mette Bisgaard

7. semester

Kemi og Bioteknologi, Diplomingeniør

2014

2014-01-10

74

1,1 milliarder mennesker har ikke adgang til rent vand. Grundvand bruges i stigende grad som kilde til drikkevand, men ressourcen er under pres, fordi vandforbruget stiger med økonomisk vækst, befolkningstilvækst, klimaændringer og mere landbrug. I nogle områder overstiger forbruget grundvandets naturlige tilførsel, så magasinerne tørrer ud. Derfor er der fokus på at spare på og bevare vandressourcer, blandt andet ved at behandle og genbruge spildevand. Danmark har omkring 1.000 renseanlæg, men industrispildevand er særligt vanskeligt, fordi det varierer meget mellem brancher. Mange virksomheder forbehandler selv deres spildevand; pumpevirksomheden Grundfos er en af dem og ønsker at reducere vandforbrug og udledninger ved at genbruge vand. Formålet med projektet er at undersøge forward osmose som metode til at rense olieret spildevand fra Grundfos’ renseanlæg til en kvalitet, der kan genbruges, samt at afprøve metoder til at begrænse membrantilsmudsning (fouling). Forward osmose er en membranteknologi med lavt energiforbrug, hvor drivkraften er forskel i osmotisk tryk mellem to opløsninger. En såkaldt trækløsning “trækker” vand gennem membranen. En ulempe er, at det rene vand (permeatet) derefter skal adskilles fra trækløsningen, før det kan bruges. I forsøget blev olieret spildevand behandlet i et lille setup med en fladmembran. Følgende tiltag mod fouling blev testet og sammenlignet med en standardkørsel: øget tværstrøm, osmotisk tilbageskyl og kemisk rengøring. Efterfølgende blev den permeat-fortyndede trækløsning analyseret for at vurdere vandkvaliteten, og fluxdata blev sammenholdt med modelberegninger. Resultaterne viser, at den anvendte forward-osmose-membran tilbageholder urenheder og salte meget effektivt og har meget lille tendens til fouling. Fouling var minimal i alle forsøg, og derfor havde fouling-tiltagene kun lille eller ingen effekt. Den høje tilbageholdelse gør forward osmose lovende til rensning af olieret spildevand til genbrug. Ved efterfølgende at udvinde vandet fra trækløsningen med omvendt osmose kan vandkvaliteten blive endnu højere, og trækløsningen kan rekoncentreres til genbrug.

1.1 billion people lack access to clean water. Groundwater is increasingly used for drinking water, but the resource is under pressure because water use is rising with economic growth, population increases, climate change, and expanded agriculture. In some regions, use exceeds natural recharge and aquifers dry out. This makes conserving water resources essential, including by treating and reusing wastewater. Denmark has about 1,000 treatment plants, but industrial wastewater is especially challenging because it varies widely between industries. Many companies pre-treat their wastewater; the pump manufacturer Grundfos is one of them and aims to cut water use and discharges by reusing water. This project investigates forward osmosis as a method to treat oily wastewater from the Grundfos plant to a quality suitable for reuse, and tests ways to limit membrane fouling. Forward osmosis is a membrane technology with low energy demand, driven by a difference in osmotic pressure between two solutions. A “draw solution” pulls water through the membrane. A drawback is that the clean water (permeate) must then be separated from the draw solution before reuse. In the experiments, oily wastewater was treated in a small setup with a flat-sheet membrane. Fouling-control measures—higher crossflow, osmotic backwash, and chemical cleaning—were tested and compared with a standard run. The draw solution diluted by permeate was analyzed to assess water quality, and flux data were compared with model predictions. Results show that the forward osmosis membrane used provided high rejection of impurities and salts and very low fouling. Because fouling was minimal in all tests, the fouling-control steps had little or no effect. The high rejection makes forward osmosis a promising method for treating oily wastewater for reuse. Further separating water from the draw solution by reverse osmosis can improve water quality and reconcentrate the draw solution for reuse.

[Dette resumé er genereret ved hjælp af AI]

Forward osmose ; Fouling

Download
Vis denne rapport i AAU Studenterprojekter

Mogensen, Mette Bisgaard:

• Removal of hydrogen sulfide and methane in Hybrid Filter A/S products for use in sewer and septic tanks – investigations and improvements (2017)