Синтез та характеристика гідрофілізованих полівініліденфлуоридних мембран для очищення питної води: експериментальні дослідження та моделювання

Kancharla Ravichand1, Vadeghar Ramesh Kumar1, Ginuga Prabhakar Reddy1, Sundergopal Sridhar2
Affiliation: 
1 University College of Technology (UCT), Osmania University, Hyderabad 500007, India 2 Membrane Separations Group, Chemical Engineering Division, CSIR-Indian Institute of Chemical Technology (CSIR-IICT), Hyderabad 500007, India sridhar11in@yahoo.com
DOI: 
https://doi.org/10.23939/chcht14.02.239
AttachmentSize
PDF icon full_text.pdf1.22 MB
Abstract: 
Проведено гідрофілізацію полівініліденфлуоридних мембран (ПВДФ) внаслідок змішування з полівініловим спиртом (ПВС), і подальшим зшиванням із глутаральдегідом. Синтезовані мембрани досліджені в процесах очищення поверхневих вод. Для вивчення поверхневої і поперечної морфології та міжмолекулярних взаємодій проведені дослідження мембран з використанням скануючої електронної мікроскопії та спектроскопії Фур‘є. Вивчено вплив параметрів, а саме: тиску, часу та концентрації зшиваючого агента на ефективність процесу. Для прогнозування впливу концентраційної поляризації на ефективність розділення і частоту зворотного промивання на основі експериментально встановлених даних граничного потоку, осмотичного тиску та моделі блокування пор знайдено відповідну теоретичну модель. Встановлено, що модель осмотичного тиску є придатною моделлю, а прогнозовані результати добре узгоджуються з експериментальними даними. Після перевірки моделі для синтезованої мембрани, проведено симуляцію для прогнозування утворення осаду та визначено час зворотного промивання 97 год. Для підтвердження економічної доцільності розробленого процесу проведено оцінку вартості пілотної установки потужністю 1000 м3/добу.
References: 

[1] Brehant A., Bonnelye V., Perez M.: Desalination, 2002, 144, 353. https://doi.org/10.1016/S0011-9164(02)00343-0
[2] Wilf M., Schierach M.: Desalination, 2001, 135, 61. https://doi.org/10.1016/S0011-9164(01)00139-4
[3] Pathak T., Chung K.: J. Ind. Eng. Chem., 2006, 12, 539.
[4] Hashim N., Liu F., Li K.: J. Membrane Sci., 2009, 345, 134. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2009.08.032
[5] Meng X., Zhao L., Wang L. et al.: Water Sci. Technol., 2012, 66, 2074. https://doi.org/10.2166/wst.2012.380
[6] Liu F., Hashim N., Liu Y. et al.: J. Membrane Sci., 2011, 375, 1. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2011.03.014
[7] Mailvaganam M., Goodboy K., Bai J.: US Pat. 6024872, Publ. Feb. 15, 2000.
[8] Rhim J.-W., Kim J.-S., Park C.-Y. et al.: Membrane J., 2013, 23, 312. http://membranejournal.or.kr/journalarticle.php?code=12316
[9] Li N., Xiao C., An S., Hu X.: Desalination, 2010, 250, 530. https://doi.org/10.1016/j.desal.2008.10.027
[10] Wang X., Chen C., Liu H., Ma J.: Water Res., 2008, 42, 4656. https://doi.org/10.1016/j.watres.2008.08.005
[11] Linares A., Nogales A., Rueda D., Ezquerra T.: J. Polym. Sci. B, 2007, 45, 1653. https://doi.org/10.1002/polb.21210
[12] Zhang Y., Li H. et al.: Desalination, 2006, 192, 214. https://doi.org/10.1016/j.desal.2005.07.037
[13] Rajaeian B., Heitz A., Tade M., Liu S.: J. Membrane Sci., 2015, 485, 48. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2015.03.009
[14] Li X., Chen Y., Hu X. et al.: J. Membrane Sci., 2014, 471, 118. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2014.08.018
[15] Xu J., Ma C., Cao B. et al.: Proc. Safety Environ. Protect., 2016, 104B, 564, https://doi.org/10.1016/j.psep.2016.06.020
[16] Azmi R., Goh P., Ismail A. et al.: J. Food Eng., 2015, 166, 165.
https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2015.06.001
[17] dos Reis E., Campos F., Lage A. et al.: Mater. Res., 2006, 9, 185.
https://doi.org/10.1590/S1516-14392006000200014
[18] Madhumala M., Satyasri D., Sankarshana T., Sridhar S.: Ind. Eng. Chem. Res. 2014, 53, 17770. https://doi.org/10.1021/ie502566b
[19] Chowdari B., Kawamura J., Mizusaki J. (Eds.): Proceeding of the 13th Asian Conference on Solid State Ionics: Ionics for Sustainable World, Sendai Japan, 17-20 July 2012. World Scientific 2012.
[20] Bowen W., Jenner F.: Adv. Colloid Interface Sci., 1995, 56, 141. https://doi.org/10.1016/0001-8686(94)00232-2
[21] Iritani E.: Dry. Technol., 2013, 31, 146. https://doi.org/10.1080/07373937.2012.683123
[22] Foley G.: Membrane Filtration: A Problem Solving Approach with MATLAB. Cambridge University Press 2013, 88-103.
[23] Gehlert G., Abdulkadir M., Fuhrmann J., Hapke J.: J. Membrane Sci., 2005, 248, 63. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2004.09.026
[24] Chellam S., Jacangelo J., Bonacquisti T.: Environ. Sci. Technol., 1998, 32, 75. https://doi.org/10.1021/es9610040
[25] Perry J.: Chemical Engineers’ Handbook, 4th edn. McGraw Hill, New York 1963.
[26] McCabe W., Smith J., Harriott P.: Unit Operations of Chemical Engineering, 5th edn. McGraw Hill, New York 1993.
[27] Bai H., Wang X., Zhou Y., Zhang L.: Prog. Nat. Sci. Mater. Int., 2012, 22, 250. https://doi.org/10.1016/j.pnsc.2012.04.011)