Usability of cationic surfactants for inorganic phosphorous compound removal from water solutions by micellar enhanced ultrafiltration

Abstract

This paper reports the results of phosphate removal by micellar enhanced ultrafiltration (MEUF) using cellulose membranes. Usability of cationic surfactants for removal of phosphates from aqueous solutions was assessed. Cellulose membranes (Microdyn Nadir) of various cut-off values (5, 10 and 30 kDa) and two cationic surfactants (hexadecyltrimethylammonium bromide, CTAB and hexadecylpyridinium chloride, CPC) were used in the experiments. The surfactant concentration was 2, 3 and 6 CMC (critical micelle concentration). Cellulose membrane with a cut-off value of 10 kDa exhibited the best separation properties – phosphate removal efficacy varied from 40 to 75% and from 38 to 68% for solutions containing CPC and CTAB, respectively. It was observed that increase in surfactant concentration resulted in the improvement in phosphate removal efficacy and in the concurrent worsening of membrane permeability.Przedstawiono wyniki badań nad skutecznością usuwania fosforanów w procesie ultrafiltracji micelarnej (MEUF) z wykorzystaniem membran celulozowych. Oceniono przydatność surfaktantów kationowych do separacji fosforanów z modelowych roztworów wodnych. W doświadczeniach wykorzystano membrany celulozowe (Microdyn Nadir) o różnej granicznej rozdzielczości (5 kDa, 10 kDa i 20 kDa) oraz dwa surfaktanty kationowe (bromek cetylotrimetyloamoniowy – CTAB oraz chlorek cetylopirydynowy – CPC). Stężenie surfaktantów wynosiło 2 CMC, 3 CMC i 6 CMC. Stwierdzono, że najlepszymi właściwościami separacyjnymi charakteryzowała się membrana o granicznej rozdzielczości 10 kDa – skuteczność usuwania fosforanów wynosiła 40÷75% w przypadku roztworów z dodatkiem CPC i 38÷68% w przypadku roztworów zawierających CTAB. Zwiększenie stężenia surfaktantów miało wpływ na poprawę skuteczności usuwania fosforanów oraz jednoczesne zmniejszanie przepuszczalności membran