Vandgenvinding ved fotografiske processer hos CEWE COLOR DK

Der er foretaget en screening af tre forskellige ultrafiltreringsmembraner til koncentrering af fotografisk spildevand tilsat blegefixér.

En regenereret celluloseacetatmembran (RC) viste sig bedre egnet end polysulfon (PS) og polyethersulfon (PES) med hensyn til fouling/rensningsegenskaber.

Ved et koncentreringsforsøg var det muligt at opkoncentrere opløsningen 10 gange ved et tryk på under 3 bar og med en flux på ca 100 l/m²h. Efter tre timers recirkulation af koncentratet var fluxen faldet svagt, men kunne bringes tilbage til oprindelig værdi ved passende skylning.

Kun RC membranerne udviste acceptabel fouling efter recirkulation og flere gange kemisk skylning, mens PS og PES membranerne var foulede i en grad, der skønnes at ville nedsætte fluxen efter længere tids brug.

Det vil være muligt at dimensionere et anlæg ud fra de opnåede data, mens membranernes levetid kun kan afgøres efter f.eks. 3 mdrs kørsel med pilotanlæg.

11. Sept. 1996

Nils L. Bitsch

Prøven fra CEWE-COLOR er blegefixér-holdigt spildevand indeholdende sølvsalte og andre fotokemikalier. Prøven tilsættes umiddelbart inden filtreringen et kompleksfældningsmiddel og pH-justeres.

3 typer åbne (MW cut-off 50-100.000) ultrafiltreringsmembraner er valgt ud fra betragtninger om overfladeforhold, hydrofilicitet og kemisk stabilitet: Polysulfon, polyethersulfon og regenereret celluloseacetat.

Der har tidligere været udført forsøg med opkoncentrering over X-Flow UF- og MF-membraner hos Miljø-Kemi. Flux omkring 100 l/m²h er angivet.

1. UF Polysulfon PS PVP100
2. UF Polyethersulfon PES PVP 50
3. UF Regenereret celluloseacetat RC 70 PP

Forsøgsopstillingen er skitseret i nedenstående figur.

50 l prøve blev under kraftig omrøring tilsat 207.5 ml kompleksfældningsmiddel, som momentant farvedes rødbrunt ved kontakt med prøven. pH justeredes fra 5.9 til ca. 7.0 med NaOH.

Et screeningsforsøg blev udført med 3 typer UF-membraner og fuld recirkulation af koncentrat og permeat ifølge Union Standard M1.

Derefter udførtes et koncentreringsforsøg med de samme typer membraner efter Union Standard M2 (modificeret).

Herefter recirkuleredes koncentratet i 3 timer for at kontrollere foulingsegenskaberne.

Efter koncentreringen rensedes membranerne først med 1 % HAc og 2 % NaOH ifølge beskrivelse fra Miljø-Kemi 27.08.96 og derefter med 1 % Ultrasil 10, som er et basisk, detergentholdigt membranskyllemiddel. Bemærk at RC-membranen ikke tåler hyppige eller langvarige rensninger med 2 % NaOH, idet det ikke anbefales at overstige pH 11,5.

På nedenstående kurver ses at tilfredsstillende flux (omkring 100 l/m²h) opnået ved 2 Bar for PS/PES membranerne og 3 Bar for RC membranen. En lille stigning i trykfaldet fra ca. 1 til ca. 1.8 Bar blev registreret fra forsøgets start til slut.

Screeningsforsøget medførte et væsentligt fald i flux for PS/PES typerne (næsten en halvering fra initialfluxen), men fluxen holdt sig derefter næsten konstant også efter 3 timers recirkulation af 10 gange koncentrat. RC membranen har et mere jævnt forløb fra start til slut, men viser dog en lille nedgang i fluxen efter 3 timers recirkulation ved 90 % koncentreringsgrad.

Rensning med 1 % HAc / 2 % NaOH synes effektiv for PS/PES typerne men synes at have mindre effekt for RC typen, hvor 1 % Ultrasil synes mest effektiv.

Efter adskillelse af M20 modulet kan graden af fouling vurderes visuelt:
PS/PES typerne var belagt med brunligt lag 1 - 2 tiendedele mm ved pakningskanter og brunfarvet også på områder med højt flow.
RC typen havde langt mindre farvning og kun uvæsentlig belægning i kanterne.
Membranprøver er vedlagt, men bemærk at kraftig belægning falder af efter indtørring.

Som ventet var der kun ubetydelig nedsættelse af ledningsevnen i permeatet, mens tørstofindholdet målt med refraktometer er uændret i permeat og koncentrat.

Graferne fremstiller samtlige målte fluxer for alle tre membrantyper. Fra venstre mod højre ses initialflux, flux bestemt ved screeningsforsøget, vandflux efter screeningsforsøget og vandflux efter Ultrasil-rensning. Derefter følger koncentreringsforløbet og vandfluxen målt før hhv. efter to forskellige renseprocedurer.

Bemærk: Bortset fra opkoncentreringsforsøget er fluxmålingerne udført som separate forsøg adskilt af nedlukning, skylning, opstart osv. Spredningen på målingerne kan derfor være større end indenfor en sammenhængende serie.

Konklusion:

Screeningen af tre typer ultrafiltreringsmembraner til koncentrering af fotospildevand med udfældet sølvkompleks viser at en UF-membran af regenereret celluloseacetat (RC) med MW cut-off 70.000 har tilfredsstillende og relativt konstant flux, ca. 100 l/m²h ved lavt tryk, ca. 4 Bar, mens polysulfon (PS) og polyethersulfontyperne (PES) får væsentligt nedsat (omend stadig høj) flux efter eksponering for prøven.

Det var muligt at opkoncentrere prøven 10 gange ved lavt tryk, under 3 Bar, 22^oC og gennemsnitsflux ca. 100 l/m²h.

Fluxen for RC-membranen falder svagt ved koncentrering af prøven, men kan genskabes ved rensning med 1 % Ultrasil, hvorved næsten initiel kapacitet opnås.

Eventuelle foulingsproblemer ved lang tids brug kan ikke forudsiges ud fra de udførte målinger, men synlig fouling for især PS- pg PES-typerne antyder at der kan opstå problemer. Dette kan afklares ved f.eks. 3 mdrs kørsel med et pilotanlæg.