engleski

Determination of mass transport coefficients of organics through RO/NF membranes

U posljednjih dvadeset i pet godina membranska tehnologija ubrzano se razvija i primjenjuje u industrijskom mjerilu. Nanofiltracija (NF) i reverzna osmoza (RO), kao procesi membranske separacije, imaju najveću primjenu zbog relativno niskih operacijskih troškova i izvanrednog tretmana. Dosad su se najviše koristile u procesima desalinacije i mekšanja vode, no njima se može ukloniti široki raspon onečišćivala kao što su suspendirane i otopljene čvrste tvari, organska tvar, teški metali, bakterije i virusi. Glavni problem koji se javlja kod RO i NF procesa je efekt koncentracijske polarizacije, koji se u binarnim otopinama objašnjava preko modela koeficijenata prijenosa tvari. Razvijene su mnoge studije u utjecaju koncentracijske polarizacije na procese membranske separacije. Kao što je poznato fenomen koncentracijske polarizacije odgovoran je za pad protoka uslijed povećanja osmotskog tlaka te povećanje otpora zbog zasićenja membrane (npr. formiranje gela) i stvaranja naslaga. Također ima utjecaj i na selektivnost membrane, npr. mijenjajući joj površinski naboj. Cilj ovog rada bio je istražiti utjecaj promjene protoka na koeficijent prijenosa različitih organskih tvari kroz RO/NF membrane, pri čemu su se parametri tlaka, temperature i početne koncentracije održavali konstantnim. Ispitivane su otopine različitih organskih tvari (različitih po strukturi i veličini), grubo podijeljenih na tvari hidrofobnog i hidrofilnog karaktera, budući da sastav pojne smjese utječe na membransku separaciju. Određeni su koeficijenti prijenosa tvari k za pojedini organski spoj i za vodenu otopinu NaCl za XLE membranu i uspoređeni sa podacima proizvođača. Koeficijenti prijesnosa tvari određivani su eksperimentalno, iz ovisnosti ln(1-R/R) o Jv*Q¯⁰’⁵, i teorijski, iz bezdimenzijske značajke Sh. Dobiveni rezultati su pokazali da separacija NaCl sa Filmtec-ovom XLE blago odstupa od specifikacije proizvođača (Reks= 0, 958 ; Rp= 0, 98). Separacija raste povećanjem protoka, kao i koeficijent prijenosa tvari. Schmidtova značajka je veća kod kompleksnijih struktura i ona ovisi o difuzivnosti tvari, što je ona manja to je Sc veći, ali je i veći teorijski koeficijent prijenosa tvari. Na koeficijent prijenosa tvari također utječe brzina strujanja i povećanjem brzine strujanja i on raste. Povezanost između separacije i hidrofilnog ili hidrofobnog karaktera molekula nije uočena.

organic compounds; mass-transfer coefficient; concentration polarization; nanofiltration; reverse osmosis

nije evidentirano