Wykorzystanie ceramicznych membran ultrafiltracyjnych do usuwania substancji powierzchniowo czynnych z roztworów wodnych

• Autorzy: Kowalska I.

Warianty tytułu

EN

Use of ceramic ultrafiltration membranes for the removal of surfactants from water solutions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zbadano właściwości transportowe i separacyjne rurowych membran ceramicznych wykonanych z dwutlenku tytanu i cyrkonu w stosunku do wodnych roztworów anionowej substancji powierzchniowo czynnej (dodecylobenzenosulfonian sodu - SDBS). Określono wpływ stężenia SDBS w roztworze zasilającym, a także granicznej rozdzielczości membran oraz warunków procesowych na wydajność procesu ultrafiltracji realizowanego w układzie przepływu krzyżowego (cross-flow). Wykazano, że układ separacyjny z membranami ceramicznymi zapewnił zadowalającą eliminację SDBS z roztworów wodnych. W zakresie analizowanych stężeń SDBS zaobserwowano rosnącą podatności membran na blokowanie wraz ze wzrostem ich granicznej rozdzielczości (cut-off). Stwierdzono też istotny wpływ warunków procesowych (ciśnienie transmembranowe, liniowa prędkość przepływu roztworu zasilającego przy powierzchni membrany) na właściwości transportowo-separacyjne membran. Wykazano, że ceramiczne membrany ultrafiltracyjne zapewniają stabilną pracę układu separacyjnego w warunkach długotrwałej filtracji.

EN

Tubular ceramic membranes made of titanium and zirconium dioxides were tested for transport and separation properties with respect to the aqueous solutions of an anionic surface-active substance (sodium dodecylbenzenesulfonate, SDBS). Examined was the problem of how the concentration of SDBS in the feed solution, the molecular weight cut-off (MWCO) of the membranes, and the process conditions influence the efficiency of ultrafiltration performed in a cross-flow system. It has been demonstrated that the separation system involving ceramic membranes provides a sufficiently high SDBS removal from water solutions. Within the range of the SDBS concentrations examined, it has been observed that the membranes were susceptible to fouling, and that this susceptibility increased with the increase in the MWCO value. The effect of the process conditions (transmembrane pressure and cross-flow velocity of the feed solution at the membrane surface) on the transport and separation properties of the ceramic membranes was also found to be of significance. The study has revealed that ceramic ultrafiltration membranes provide a stable operation of the separation system under conditions of long-term filtration.

Słowa kluczowe

PL

surfaktant; procesy membranowe ciśnieniowe; membrana nieorganiczna

EN

surfactant; inorganic membrane

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 33, nr 1
• Strony: 41--45
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kowalska I.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Inżynierii Środowiska, Zakład Technologii Oczyszczania Wody i Ścieków, Wybrzeże S. Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław,

Bibliografia

• 1. B. Van der BRUGGEN, C. VANDECASTEELE, T. Van GESTEL, W. DOYEN, R. LEYSEN: Membrane processes in wastewater treatment and drinking water production. Environmental Progress 2003, Vol. 22, No. 1, pp. 46–56.
• 2. B.K. NANDI, R. UPPALURI, M.K. PURKAIT: Preparation and characterization of low cost ceramic membranes for microfiltration applications. Applied Clay Science 2008, Vol. 42, No. 1–2, pp. 102–110.
• 3. www.kubota-mbr.com/ceramicmembrane.html.
• 4. www.krugerusa.com/en/files/5119.htm.
• 5. E.P. GARMASH, Y.N. KRYUCHKOV, V.N. PAVLIKOV: Ceramic membranes for ultra- and microfiltration (review). Glass and Ceramics 1995, Vol. 52, No. 5–6, pp. 150–152.
• 6. Y.I. KOMOLIKOV, L.A. BLAGININA: Technology of ceramic micro and ultrafiltration membranes (review). Refractories and Industrial Ceramics 2002, Vol. 43, No. 5–6, pp. 181–187.
• 7. M. KABSCH-KORBUTOWICZ, A. URBANOWSKA: Comparison of polymeric and ceramic ultrafiltration membranes for separation of natural organic matter from water. Environment Protection Engineering 2010, Vol. 36, No. 1, pp. 125–135.
• 8. K. MAJEWSKA-NOWAK, J. KAWIECKA-SKOWRON: Badania przydatności membran ceramicznych do usuwania barwników organicznych z roztworów wodnych. Ochrona Środowiska 2009, vol. 31, nr 2, ss. 55–60.
• 9. K.L. BENKO: Ceramic membranes for produced water treatment. World Oil online Produced Water Report 2009, Vol. 230, No. 4 (www.worldoil.com).
• 10. E. FERNÁNDEZ, J.M. BENITO, C. PAZOS, J. COCA: Ceramic membrane ultrafiltration of anionic and nonionic surfactant solutions. Journal of Membrane Science 2005, Vol. 246, No. 1, pp. 1–6.
• 11. S. ŠOSTAR-TURK, I. PETRINIC, M. SIMONIC: Laundry wastewater treatment using coagulation and membrane filtration. Resources, Conservation and Recycling 2005, Vol. 44, No. 2, pp. 185–196.
• 12. www.atech-innovations.com.
• 13. I. KOWALSKA: Surfactant separation in pressure-driven membrane processes. Environment Protection Engineering 2008, Vol. 34, No. 2, pp. 105–113.
• 14. J. BORRINI, G. BERNIER, S. PELLET-ROSTAING, A. FAVRE-REGUILLON, M. LEMAIRE: Separation of lanthanides(III) by inorganic nanofiltration membranes using a water soluble complexing agent. Journal of Membrane Science 2010, Vol. 348, No. 1–2, pp. 41–46.
• 15. J. KIM, B. Van der BRUGGEN: The use of nanoparticles in polymeric and ceramic membrane structures: Review of manufacturing procedures and performance improvement for water treatment. Environmental Pollution 2010, Vol. 158, No. 1, pp. 2335–2349.
• 16. E.J. de la CASA, A. GUADIX, R. IBÁÑEZ, E.M. GUADIX: Influence of pH and salt concentration on the cross-flow microfiltration of BSA through a ceramic membrane. Biochemical Engineering Journal 2007, Vol. 33, No. 2, pp. 110–115.
• 17. K. MIZOGUCHI, K. FUKUI, H. YANAGISHITA, T. NAKANE, T. NAKATA: Ultrafiltration behavior of a new type of non-ionic surfactant around the CMC. Journal of Membrane Science 2002, Vol. 208, No. 1–2, pp. 285–288.
• 18. A. DOBRAK, B. VERRECHT, H. VAN DEN DUNGEN, A. BUEKENHOUDT, I.F.J. VANKELECOM, B. Van der BRUGGEN: Solvent flux behavior and rejection characteristics of hydrophilic and hydrophobic mesoporous and microporous TiO2 and ZrO2 membranes. Journal of Membrane Science 2010, Vol. 346, No. 2, pp. 344–352.
• 19. M. ABBASI, M. MIRFENDERESKI, M. NIKBAKHT, M. GOLSHENAS, T. MOHAMMADI: Performance study of mullite and mullite–alumina ceramic MF membranes for oily wastewaters treatment. Desalination 2010, Vol. 259, No. 1–3, pp. 169–178.