Wpływ polielektrolitu na skuteczność ultrafiltracji roztworów wodnych zawierających barwniki organiczne i substancję powierzchniowo czynną

• Autorzy: Majewska-Nowak K.

Warianty tytułu

EN

The use of polyelectrolytes in ultrafiltration of dye and surfactant solutions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Oceniono wydajność i skuteczność procesu ultrafiltracji wodnych roztworów barwników organicznych z dodatkiem substancji powierzchniowo czynnej i kationowego polielektrolitu. W badaniach wykorzystano płaskie membrany ultrafiltracyjne wykonane z regenerowanej celulozy i polietersulfonu. Membrany charakteryzowały się różnymi wartościami granicznej rozdzielczości (5 kDa, 10 kDa i 30 kDa). Proces ultrafiltracji przeprowadzono w przy ciśnieniach 0,1 MPa i 0,2 MPa w stosunku do roztworów anionowych barwników organicznych (oranżu metylowego, czerwieni indygo, czerni amidowej i czerni bezpośredniej) oraz roztworów barwników z dodatkiem surfaktantu - dodecylosiarczanu sodu (SDS) i kationowego polielektrolitu Magnofloc LT 22S. Stężenie barwników i SDS w roztworach wodnych wynosiło 100 g/m3, zaś polielektrolitu - 0,5 g/m3. Stwierdzono, że obecność kationowego polielektrolitu, jako substancji kompleksującej, przyczyniła się do polepszenia właściwości separacyjnych membran ultrafiltracyjnych (zwłaszcza polietersulfonowych) w stosunku do anionowych barwników organicznych i anionowej substancji powierzchniowo czynnej (SDS). Obecność kationowego polielektrolitu zarówno w roztworach zawierających anionowe barwniki organiczne jak i w roztworach barwników z anionową substancją powierzchniowo czynną spowodowała zmniejszenie wydajności membran ultrafiltracyjnych, zwłaszcza o umiarkowanej hydrofilowości. Przyczyną tego zjawiska było blokowanie struktury membran przez makrocząsteczkowe kompleksy typu polielektrolit-barwnik (SDS). Zjawisko to było tym bardziej widoczne, im większa była graniczna rozdzielczość membran.

EN

The effect of a cationic polyelectrolyte on the efficiency of dye and surfactant solution treatment by ultrafiltration was assessed. Flat UF membranes made of regenerated cellulose and polyethersulfone characterized by different cut-off values (5, 10, and 30 kDa) were used in the experiments. The UF process involved a pressure of 0.1 and 0.2 MPa. Permeation measurements were carried out with aqueous solutions of different anionic dyes (Methyl Orange, Indigo Carmine, Amido Black, and Direct Black) and dye solutions containing an anionic surfactant, sodium dodecyl sulphate (SDS), and/or a cationic polyelectrolyte, Magnofloc LT 22S. Dye and surfactant concentration in the experimental solutions amounted to 100 g/m3, whereas polyelectrolyte concentration was equal to 0.5 g/m3. It was found that when a cationic polyelectrolyte was present in the dye solutions or in the aqueous mixtures of an anionic dye and an anionic surfactant, this was concomitant with a decrease in membrane permeability and an increase in dye and surfactant retention (especially for polyethersulfone membranes). The observed effects can be attributed to the formation of intermolecular complexes of polycations with dye and surfactant particles. These polyelectrolyte complexes can cause membrane fouling, which is more pronounced for membranes of higher cut-off values and moderate hydrophilicity.

Słowa kluczowe

PL

surfaktant; dodecyklosiarczan sodu; polielektrolit kationowy

EN

ultrafiltration; methyl orange; indigo carmine; amido black; Direct Black; surfactant; sodium dodecyl sulfate; cationic polyelectrolyte

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2006
• Tom: R. 28, nr 4
• Strony: 3--10
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz.

Twórcy

autor

Majewska-Nowak K.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Inżynierii Ochrony Środowiska, Wybrzeże S.Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław,

Bibliografia

• 1. M. KABSCH-KORBUTOWICZ, K. MAJEWSKA-NOWAK: Ultrafi1tracyjne oczyszczanie ścieków włókienniczych. Barwniki, Środki Pomocnicze, 1997, nr l, ss. 41-48.
• 2. S. CHAKRABORTY, M.K. PURKAIT, S. DASGUPTA, S. DE, J.K. BASU: Nanofiltration oftextile plant eff1uent for color removal and reduction in COD. Separation and Purification Technology, 2003, 31, pp. 141-151.
• 3. B. VAN DER BRUGGEN, B. DAEMS, D. WILMS, C. VANDECASTEELE: Mechanism of retention and flux decline for the nanofiltration of dye baths from textile industry. Separation and Purification Techno1ogy, 2000, 22-23, pp. 519-528.
• 4. C. ALLEGRE, P. MOULIN, M. MAISSEU, F. CHARBIT: Savings and re-use of salts and water present in dye house eff1uents. Desalination, 2004, 162, pp. 13-22.
• 5. T.H. KIM, CH. PARK, S. KIM: Water recycling from desalination and purification process of reactive dye manufacturing industry by combined membrane filtration. Joumal ofCleaner Production, 2005, 13, pp. 779-786.
• 6. S. JUDD, B. JEFFERSON [Eds.]: Membranes for Industrial Wastewater Recovery and Re-use. Elsevier, Oxford 2003, pp. 250-253.
• 7. C. TANG, V. CHEN: Nanofiltration of textile wastewater for water reuse. Desalination, 2002, 143, pp. 11-20.
• 8. G. PETZOLD, S. SCHWARZ: Dye removal from solutions and sludges using polyelectrolytes and polyelectro1yte complexes. Separation and Purification Techno1ogy, 2006, 51, pp. 318-324.
• 9. RJ. ZEMAITAITIENE, E. ZLIOBAITE, R KLIMAVICIUTE, S. ZEMAITAITIS: The role of anionic substances in removal of textile dyes from solutions using cationic flocculant. Colloid Surface A, 2003, 214, pp. 37-47.
• 10. K. MAJEWSKA-NOWAK: Usuwanie barwników organicznych z roztworów wodnych w procesie ultrafiltracji w obecności anionowej substancji powierzchniowo czynnej. Ochrona Środowiska, 2006, nr 3, ss. 15-24.
• 11. K. MAJEWSKA-NOWAK, I. KOWALSKA, M. KABSCH-KORBUTOWICZ: UltrafJ.1tration of SDS solutions using polymeric membranes. Conf. proc. Desalination and the Environment, Santa Margherita 2005.
• 12. VCCLAB. Virtual Computational Chemistry Laboratory,2005. http://www.vcclab.org.
• 13. J.A. BIEKUTROW, S. KUDAJBIERGIENOW, RE. CHAMZAMULINA: Polimery kationowe. Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1991.