Ultrafiltracja jako metoda usuwania naturalnych substancji organicznych z wody

Abstract

Pogarszająca się jakość wód oraz rosnące wymagania stawiane wodzie przeznaczonej do spożycia przez ludzi powodują konieczność stosowania nowoczesnych procesów technologicznych ich uzdatniania. Taką techniką jest ultrafiltracja, proces membranowy pozwalający na usunięcie bardzo szerokiego spektrum zanieczyszczeń: zarówno mikroorganizmów jak i makrocząsteczek o wielkości 1 -100 nm. Do tej grupy zanieczyszczeń należą naturalne substancje organiczne, które zarówno niekorzystnie wpływają na jakość wody jak i na wydajność hydrauliczną membran poprzez ich blokowanie (fouling). O skuteczności usuwania naturalnych substancji organicznych z wody w procesie ultrafiltracji oraz podatności membran na blokowanie decyduje bardzo wiele czynników związanych zarówno z właściwościami membran jak i składem oczyszczanej wody. Celem przeprowadzonych badań było określenie wpływu właściwości membran ultrafiltracyjnych; tj. ich granicznej masy molowej (cut-off) oraz polimeru z którego wykonane zostały membrany, jak również właściwości roztworu poddawanego oczyszczeniu na zmianę skuteczności oczyszczania wody, wydajność hydrauliczną membran oraz ich podatność na blokowanie. W badaniach zastosowano membrany ultrafiltracyjne firmy Nadir wykonane z regenerowanej celulozy oraz polieterosulfonu o cut-off 5 - 100 kDa. Testy przeprowadzone zostały dla roztworów modelowych oraz dla wody z rzeki Odry. Przeprowadzone badania wykazały, iż dla wszystkich testowanych membran wzrost wartości ich granicznej masy molowej skutkował wzrostem wydajności hydraulicznej membran. Wykazano też, że zastosowanie membran o większych wymiarach porów skutkuje spadkiem skuteczności usuwania makrocząsteczek organicznych. Zaobserwowano, że charakter hydrofilowo/hydrofobowy polimeru membranotwórczego istotnie wpływał na intensywność blokowania membran. Większy spadek przepuszczalności hydraulicznej membran stwierdzono w przypadku użycia silniej hydrofobowych membran z polieterosulfonu. Analiza uzyskanych wyników badań pozwoliła także wykazać, że wzrost wartości cut-off membran skutkował silniejszym ich blokowaniem, będącym rezultatem zatykania porów membrany