Wykorzystanie technik separacji w ochronie i zarządzaniu środowiskiem Strategia 1 – technologie oczyszczania – oczyszczanie ścieków i powietrza, unieszkodliwienie odpadów stałych Strategia 2 – oczyszczanie strumieni odpadowych w miejscu ich powstania – możliwość ponownego wykorzystania surowców wtórnych Strategia 3 – oczyszczanie zintegrowane – technologie separacji w procesie produkcyjnym Strategia 4 – technologie bezodpadowe – eliminują zanieczyszczanie środowiskaStrategia 1 i 2 – czyszczące, strategia 3 i 4 – czyste W usuwaniu zanieczyszczeń i minimalizowaniu ich wpływu na poszczególne elementy środowiska możliwe są zatem 2 sposoby postępowania: Technologie czyszczące – clearing technology Technologie czyste – clean technology Strategia 1 Wprowadzana jest dodatkowa technologia umożliwiająca przetwarzanie strumienia zawierającego zanieczyszczeniaPostępowanie to prowadzi do zmniejszania rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń występujących w strumieniu kierowanym do środowiska. Strategia 2 Możliwość odzysku i ponownego wykorzystania produktów ubocznych. Strategia 3 i 4 Strumień zanieczyszczeń nie opuszcza instalacji w której jest wytwarzany. W odpowiednio zaprojektowanych procesach jest on modyfikowany lub frakcjonowany i zwracany do odpowiednich węzłów procesu technologicznego. Technologie proekologiczne Wprowadzanie czystych technologii (bezodpadowych) wiąże się z zastąpieniem lub zmodernizowaniem konwencjonalnych przemysłowych procesów produkcyjnych w kierunku zminimalizowania zużycia energii i wyeliminowania strumieni odpadowych Rozpowszechnianie technologii czystych jest jednak ciągle w stadium początkowym, ponieważ procesy produkcyjne są zaprojektowane dla optymalnych parametrów, a każda ich zmiana komplikuje główny proces technologiczny Wdrążanie technologii czystych wymaga zmiany sposobu myślenia oraz poniesienia dodatkowych kosztów inwestycyjnych jak również zwiększenia ceny produktu końcowego Procesy separacji – pozwalają na osiągnięcie kilku celów: Zatężanie – usuwanie rozpuszczalnika (wody) z roztworu rozcieńczonego Oczyszczanie – usuwanie zanieczyszczeń ze strumienia Frakcjonowanie – rozdzielanie substancji w mieszaninie lub roztworze na 2 lub więcej strumieni różniących się składem. Wybór odpowiedniej technologii separacji określają 2 czynniki: Musi być ona wykonalna technicznie Atrakcyjna ekonomicznie Procesy hybrydowe i zintegrowane Często konieczne jest sekwencyjne połączenie 2 lub więcej procesów separacyjnych (procesy zintegrowane, hybrydowe) dla osiągnięcia złożonego celu (separacji). Korzyści: Odzyskiwanie surowców i produktów ubocznych Ograniczenie zużycia energii Niższe koszty Przy oczyszczaniu wód i ścieków, zintegrowany system membranowy jest połączeniem procesów membranowych na ogół ciśnieniowych z fizyczno – chemicznymi lub biologicznymi procesami wstępnego oczyszczania i końcowego doczyszczania. - proces bio-fiz-chem  proces membranowy - proces membranowy proces bio-fiz-chem - proces bio-fiz-chem  proces membranowy  proces bio-fiz-chem Specyficznym procesem zintegrowanych procesów membranowych są HYBRYDOWE PROCESY MEMBRANOWE w których to równocześnie, a nie sekwencyjnie przebiegają różne procesy jednostkowe. Procesy membranowe Zalety technik membranowych w inżynierii środowiska:Niskie zużycie energii Brak konieczności dodawania chemikaliów Łatwe powiększanie skali (system modułowy) Separacja w łagodnych warunkach środowiskowych Prowadzenie separacji w sposób ciągły Możliwość łatwego łączenia procesów membranowych z innymi procesami jednostkowymi (procesy hybrydowe) Możliwość ulepszania własności separacyjnych membran w trakcie eksploatacji systemu Wady technik membranowych w inżynierii środowiska: Polaryzacja stężeniowa Fouling membran Ograniczona żywotność i selektywność membran Ograniczona wytrzymałość chemiczna i termiczna mambran Siła napędowa Ciśnienie hydrauliczne ΔP Ciśnienie cząsteczkowe Δp Potencjał elektryczny ΔE Stężenie ΔC Potencjał chemiczny Δu Membranę stanowi faza rozdzielająca 2 inne fazy działająca w transporcie materii jako przegroda pasywna lub aktywna.Mambrany: syntetyczne lub naturalne Membrana syntetyczna – jest to przegroda między dwoma roztworami (mieszaninami) ciekłymi lub gazowymi, ograniczająca transport substancji w taki sposób że substancje te mogą być wymieniane między fazami z szybkością zależną od własności membrany oraz charakterystyki faz. Istotne znaczenia ma funkcja membrany i jej własności.Biorąc pod uwagę charakter transportu (konwekcyjny i/lub dyfuzyjny) rozróżnia się 3 rodzaje struktur membranowych: Membrany porowate, transport substancji – konwekcyjny , lite (nieporowate) , ciekłe (membrany przenośnikowe).

1