Removal of zinc from aqueous systems using enhanced micellar ultrafiltration (MEUF)

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική διατριβή μελετήθηκε η απομάκρυνση του ψευδαργύρου (Zn2+) από υδατικά συστήματα με τη χρήση ενισχυμένης υπερδιήθησης (MEUF) ως μέθοδο διαχωρισμού. Τα πεδία εφαρμογών της υπερδιήθησης ή της ενισχυμένης υπερδιήθησης μέσω μικκυλίων τασιενεργών (ΕΥΜΜ - micellar enhanced ultrafiltration - MEUF) είναι η απομάκρυνση επιφανειακά ενεργών ενώσεων (π. χ. απορρυπαντικών) από υδατικά διαλύματα, η απομάκρυνση οργανικών και ανόργανων ενώσεων μέσω του εγκλωβισμού τους σε μικκύλια τασιενεργών και η ανάκτηση των τασιενεργών από την εφαρμογή της πλημμυρίδας τασιενεργών για την εξυγίανση εδαφών (Surfactant Enhanced Remediation). Η εργασία αυτή περιελάμβανε πειράματα υπερδιήθησης εφαπτομενικής ροής (crossflow ultrafiltration) με διαλύματα μικκυλίων τασιενεργού περιέχοντα το ρύπο Ζn2+ Χρησιμοποιήθηκαν μεμβράνες πολυσουλφόνης και οξικής κυτταρίνης με ονομαστικό cut-off 5.000,10.000 και 30.000. Τα τασιενεργά που χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα διατριβή ήταν: Συμβατικα προερχόμενα κυρίως από τα πετροχημικά, του τύπου των αιθοξυλιωμένων λιπαρών αλκοολών και φαινολών με διαφορετικό αριθμό αιθυλενοξιδίων. Εξετάστηκαν δύο ομάδες με τα εμπορικά ονοόματα Neodol (91-5Ε,91-6Ε,91-8Ε) και TRITON (X100,X102,X114) και εκτιμήθηκαν οι παράμετροι ροής (μείωση ροής, ανάκτηση ροής) σε διαμεμβρανική πίεση P=2bar και Τ= 20οC Μη συμβατικά: Oι ζαχαροεστέρες L1695 και S1670. H αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας των μεμβρανών που χρησιμοποιήθηκαν, σε συνδυασμό με το είδος των μικκυλίων των τασιενεργών βασίστηκε στα αποτελέσματα ροής και συγκέντρωσης των τασιενεργών και ψευδαργύρου στο πέρασμα (permeate). Κατά την ανάλυση των πειραματικών δεδομένων παρατηρήθηκε η καλύτερη συμπεριφορά του ζαχαροεστέρα L1695, ο οποίος παρουσίασε υψηλή απομάκρυνση ρύπου τόσο στις μεμβράνες πολυσουλφόνης οσο και σε αυτές της οξικής κυτταρίνης . Η αναλυτική μέθοδος που χρησιμοποιήθηκε για τον προσδιορισμό της συγκράτησης του Zn ήταν η φασματομετρία ατομικής απορρόφησης (ΑΑS).The aim of this study was the the removal of zinc (Zn2 +) from aqueous systems using enhanced micellar ultrafiltration (MEUF) as a method of separation. The applications of ultrafiltration or enhanced ultrafiltration through micelle surfactants (ΜEUF - micellar enhanced ultrafiltration) include the removal of surface active compounds from aqueous solutions, the retention of organic and inorganic compounds through entrapment in micelle and the recovery of surfactants during flood remediation soils (Surfactant Enhanced Remediation). The examination of ultrafiltration comprises tangential flow ultrafiltration experiments (crossflow ultrafiltration) with solutions containing surfactant micelle and the Zn2 + as pollutant. In this study polysulfone and cellulose acetate membranes were used with a nominal cut-off 5.000,10.000 and 30,000. The surfactants used in this thesis were: • Conventional: Neodol 91-5E ,91-6E ,91-8E and TRITON X100, X102, X114 • Non-conventional: Sugaresters S1670 and L1695. The flow parameter (flux reduction, flux recovery) as well as zinc concentration in permeate were estimated. L1695 sugar ester was proved most effective pollutant removal on both membranes.Δημήτριος Ι. Ζάννη