Προσρόφηση μη ιοντικών τασιενεργών σε μεμβράνες υπερδιήθησης

Abstract

Η παρουσία ανόργανων και οργανικών ρύπων, στο περιβάλλον αποτελεί σοβαρό πρόβλημα, λόγω της έντονης τοξικότητάς τους. Πολλές βιομηχανίες και εργοστάσια αποδίδουν υγρά απόβλητα στο περιβάλλον, τα οποία εμπεριέχουν βαρέα μέταλλα καθώς και διάφορα φυτοφάρμακα. Άλλες πηγές που είναι υπεύθυνες για την παραγωγή και απόδοση ρύπων στο περιβάλλον είναι η φυσική αποσάθρωση, η εκπομπή αέριων ρύπων, ατμοσφαιρικές αποθέσεις και οι ανθρώπινες δραστηριότητες. Υπάρχουν πολλές μέθοδοι απομάκρυνσης ρύπων από το περιβάλλον όπως η αντίστροφη ώσμωση, η προσρόφηση, η ηλεκτροδιάλυση, η καθίζηση, οι οποίες όμως λόγω του υψηλού κόστους τους και της παραγωγής δευτερευόντων ρυπαντών, συχνά καθίστανται μειονεκτικές. Προσφάτως η τεχνολογία μεμβρανών και ειδικότερα η ενισχυμένη υπερδιήθηση μέσω μικυλίων τασιενεργών (MEUF) εφαρμόζεται με επιτυχία στην απομάκρυνση μετάλλων και φυτοφαρμάκων από υδατικά συστήματα με την χρήση τασιενεργών (surfactant) .Σε αυτή την διαδικασία οι ρύπο εγκλωβίζονται στα μικύλια των τασιενεργών και τα δημιουργούμενα συσσωματώματα συγκρατούνται και συνεπώς δεν διέρχονται μέσω των μικρότερων πόρων των μεμβρανών. Για την καλύτερη κατανόηση της διεργασίας, εξετάζεται το φαινόμενο της προσρόφησης, επειδή το φαινόμενο αυτό συχνά λαμβάνει χώρα στην διεπιφάνεια μικυλίων‐μεμβρανών. Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετήθηκε η προσρόφηση σε στατικά πειράματα με διαλύματα μικυλίων μην ιοντικών τασιενεργών. Ερευνήθηκε η κινητική και η ισορροπία με την κατασκευή των ισοθέρμων και τον υπολογισμό της αποτελεσματικότητας των μεμβρανών. Χρησιμοποιήθηκαν τρεις ομάδες μη ιοντικών τασιενεργών (οι αιθοξυλιωμένες λιπαρές αλκοόλες,οι αιθοξυλιωμένες λιπαρές αλκυλοφαινόλες και οι ζαχαροεστέρες). και δύο κατηγορίες μεμβρανών ( πολυσουλφόνη και οξική κυτταρίνη) με cut‐off 5000 και 30000.για την ανάλυση των τασιενεργών χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος HPLC. Γενικώς παρατηρήθηκε προσρόφηση των σύνθετων μικυλίων στη μεμβράνες.

The presence of heavy metals, organic and inorganic pollutant in the environment has worrying character due to their intense toxicity. A lot of industries and factories attribute humid waste in the environment, which includes heavy metal, organic and inorganic pollutants. Other sources that are persons in charge for the production and attribution of pollutants in the environment are the natural humification, the emission of gases of pollutants, atmospheric depositions and the human activities. Exist a lot of processes of removal of heavy metals from the environment as the reverse osmosis, Adsorption, the dissolution of electrons, the subsidence, that however because their high cost and the production of secondary polluters, are rendered unfavourable. The adsorption is considered that it is a effective and cheap method in the removal of heavy metals, organic and inorganic pollutant with possibilities of removal, recuperation and recycling of heavy metals from humid waste. The investigation of adsorption includes static adsorption experiments on aVariety of polymeric ultrafiltration membranes with the same cut – off, but with different chemical structure. Micellar surfactant solutions are used at concentrations above CMC. Adsorption isotherms are derived from the experimental results for each system of membrane – surfactant species. The data also are fitted to the Langmuir model. The adsorption effectiveness is related to the (hydrophilicity – hydrophobicity) ratio of surfactants, which determines mainly the type of developed interactions at the interface of membrane – surfactant species (monomers and micelles). It is observed an alteration in the adsorption behaviour of the Membranes tested which is attributed to the different chemical structure of the membrane and the non specified modifications during their manufacturing process. Finally, the morphology of the membrane surface is examined by Infrared Spectroscopy, IR (TFIR), the TFIR images reveal a significant change of membrane surface.