NSK
NSK

Digitalni akademski repozitorij (DAR)

time: 0.0023300647735596
 
Naslov:Utjecaj poroznosti i ostalih karakteristika NF/RO membrana na njihovu separacijsku djelotvornost pri obradi voda : disertacija / Davor Dolar
Ostali naslovi:Effect of porosity and other characteristics of NF/RO mambrans on their separation afficiency in water treatment
Autor(i):Dolar, Davor
Vrsta:Disertacija, tekst
Predmet:Industrijske otpadne vode, Nanofiltracija, Membranski sustavi, Tehnološki procesi
Datum objave: 2009
Jezik:hrvatski (hrv)
Format:application/pdf
Sažetak (hr):
Cilj disertacije bio je karakterizacija površinski selektivnog sloja, tj. utvrditi utjecaj eksperimentalnih parametara poroznosti desetak komercijalno raspoloživih reverzno osmotskih (RO) i nanofiltracijskih (NF) membrana na njihovu separacijsku učinkovitost pri uklanjanju različitih zagađivala iz voda. Ispitivane membrane izabrane su zbog njihove velike upotrebe diljem svijeta u postrojenjima za obradu otpadnih voda i u desalinacijskim uređajima. Na laboratorijskom RO/NF uređaju eksperimentalno su, mjerenjem ovisnosti protoka vode o tlaku, određena dva tipična parametra: osjetljivost strukture selektivnog sloja na tlak, α i permeabilnost čiste vode, lnK. Vrijednosti parametra α omogućile su podjelu membrana u tri grupe: rahle nanofiltracijske (α ~ 50·10-4), guste nanofiltracijske (α ~ 200·10-4) i reverzno osmotske membrane (α ~ 100·10-4). Eksperimentalni parametri poroznosti dovedeni su u korelaciju s drugim veličinama kao što su veličina pora, njihova veličinska raspodjela (VRP krivulje) te efektivnim brojem pora u površinski selektivnom sloju. Navedeni parametri dobiveni su propuštanjem markera kroz membrane (8 bar) pri čemu se za izračun ovih veličina koristio tzv. ''SF–PF'' model. RO membrane karakteristične su po najmanjim porama, čije se dimenzije kreću oko 0.7 nm, a njihove VRP krivulje su u pravilu bimodalne. Guste NF membrane karakteristične su po srednjim veličinama pora (oko 0.8 nm), a VRP krivulje mogu biti bimodalne i trimodalne. VRP krivulje rahlih NF membrana su trimodalne gdje je većina pora smještena oko 0.9 nm, ali se pojavljuju i veće pore smještene na veličini pora oko 1.5 nm. Također su izvedeni zaključci o mehanizmu zadržavanja. Pokazano je da kod RO membrana veličina molekula igra glavnu ulogu pri zadržavanju organskih i anorganskih tvari, a kod NF membrana i druga fizikalno–kemijska svojstva, kao što su električna nabijenost membrana. Eksperimentalni parametri poroznosti omogućili su odabir membrana za ispitivanje zadržavanja prije svega organskih zagađivala iz modelnih i realnih voda veterinarske industrije. Odabrana je jedna RO (XLE) i dvije NF membrane (NF90 i HL). Istraživanje je pokazalo da XLE i gusta NF90 membrana zadržavaju praktički potpuno veterinarske antibiotike, dok rahla NF membrana (HL) nešto slabije zadržava pojedine grupe antibiotika. Prema svim dobivenim rezultatima utvrđeno je da je dominantni mehanizam zadržavanja ispitanih veterinarskih antibiotika mehanizam koji se temelji na isključenju po veličini. Dobiveni rezultati na laboratorijskoj razini uspoređeni su s rezultatima na RO/NF pilot uređaju koji je konstruiran za tu svrhu. U pilot uređaju bila su ugrađena tri spiralna modula s XLE, NF90 i HL membranom. Pilot ispitivanje provedeno je na otpadnoj vodi iz proizvodnje veterinarskih lijekova vrlo složenog sastava koja je prije puštanja u pilot uređaj predobrađena koagulacijom s FeCl3 i flokulacijom s MagnaFloc LT20 flokulantom. Dobiveni rezultati pokazali su visoku efikasnost RO i NF membrana u obradbi otpadnih voda farmaceutske industrije. XLE i NF90 membrane potpuno su uklonile ispitivane antibiotike, dok je HL uspješnost zadržavanja antibiotika manjih molekulskih masa bila do 90 %. Problem predobrade je potrebno doraditi kako bi se blokiranje membrana svelo na najmanju moguću mjeru. Ispitivanja su pokazala da je osjetljivost na tlak površinskog poliamidnog sloja visokoprotočnih NF membrana (NF270, HL) posebno velika pa je potrebno daljnje istraživanje utjecaja tlaka i tlačne predobrade na stabilnost ove klase membrana.
Sažetak (en):
The aim of this thesis was characterization of membranes skin in order to determine the influence of experimental parameters of porosity of a dozen commercially available reverse osmosis (RO) and nanofiltration (NF) membranes on their separation effectiveness in removing various contaminants from water. Investigated membranes were selected because of their extensive use in wastewater treatment and desalination plants worldwide. On a laboratory RO/NF set-up two typical parameters were determined by measuring the flow of water depending on the pressure: sensitivity of the skin on pressure, α, and permeability of pure water, lnK. According to values of the parameter α the membranes could be divided into three groups: loose nanofiltration membranes (α ~ 50·10-4), tight nanofiltration (α ~ 200·10-4) and reverse osmosis membranes (α ~ 100·10-4). Experimental parameters of porosity are correlated with other quantities such as pore size, pore size distribution (PSD curves) and effective number of pores in the skin. The above mentioned parameters were obtained by passing markers through membranes (8 bars) and so called ''SF–PF'' model was used for calculation of these quantities. RO membranes are characterized by the smallest pores, with dimensions ranging around 0.7 nm, and their PSD curves were normally bimodal. Tight NF membranes are characterized by middle pore size (around 0.8 nm), and PSD curves can be bimodal and threemodal. PSD curves of loose NF membranes were threemodal with most of the pores located around 0.9 nm, but there were also larger pores located on the pore size of around 1.5 nm. The conclusion about the mechanism of retention was derived. It was shown that for RO membranes size of the molecules plays the key role in the retention of organic and inorganic substances, and for NF membranes and other physico-chemical properties, such as electrical charge of membranes are important. Experimentally determined parameters of porosity enabled the selection of membranes for retention of primarily organic contaminants from model and real wastewaters from veterinary industry. Chosen were one RO (XLE) and two NF membranes (NF90 and HL). Research has shown that XLE and tight NF90 membranes retain practically complete by veterinary antibiotics, while loose NF membrane (HL) has poorer retention for certain groups of antibiotics. From to all the obtained results it was found that the dominant mechanism of retention of the investigated veterinary antibiotics was the size exclusion. The results obtained at laboratory set-up were compared with the results of the RO/NF pilot plant which was designed for this purpose. In the pilot plant three spiral wound modules with XLE, NF90 and HL membranes were installed. A pilot testing was conducted on wastewater from the production of veterinary drugs with a very complex composition, which was pretreated with FeCl3 coagulation and flocculation with Magnafloc LT20 flocculant before releasing in the pilot plant. The results obtained showed the high efficiency of RO and NF membranes in the treatment of pharmaceutical wastewater industry. XLE and NF90 membranes completely removed the investigated antibiotics, while the HL membrane retained up to 90 % of smaller antibiotics. Pretreatment process need to be upgraded in order to decrease blocking. Tests showed that the pressure sensitivity of NF membranes with poliamide skin and high water flux (NF270, HL) was especially high and further research on pressure effect and pressure pretreatment on stability of this class of membranes is needed.
Brzi preglednik: ?vdoc=4843&page=1
big_sql: 0.0003361701965332 | sql_other: 0.0035340785980225