Ennigrou, Dorra Jellouli;Ali, Mourad Ben Sik;Dhahbi, Mahmoud;Mokhtar, Ferid
Membrane and Water Treatment
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제5권3호
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pp.183-195
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2014
The efficiency of two metal ions (cadmium, zinc) removal from aqueous solutions by ultrafiltration (UF) and Polymer Enhanced Ultrafiltration (PEUF) processes were investigated in this work. The UF and PEUF studies were carried out using an ultrafiltration tangential cell system equipped with 5.000 MWCO regenerated cellulose. A water-soluble polymer: the polyacrylic acid (PAA) was used as complexant for PEUF experiments. The effects of transmembrane pressure, pH, metal ions and loading ratio on permeate fluxes and metal ions removals were evaluated. In UF process, permeate fluxes increase linearly with increasing pH for different transmembrane pressure, which may be the consequence of the formation of soluble metal hydroxyl complexes in the aqueous phase. In PEUF process, above pH 5.0, the Cd(II) retention reaches a plateau at 90% and Zn(II) at 80% for L = 5. Also, cadmium retention at different L is greater than zinc retention at pH varying from 5.0 to 9.0. In a mixture solution, cadmium retention is higher than zinc for different loading ratio, this is due to interactions between carboxylic groups of PAA and metal ions and more important with cadmium ions.
Carreon, Jose;Saucedo, Imelda;Navarro, Ricardo;Maldonado, Maria;Guerra, Ricardo;Guibal, Eric
Membrane and Water Treatment
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제1권4호
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pp.231-251
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2010
The sulfatation of chitosan, by reaction with chlorosulfonic acid under controlled conditions, allowed increasing the pH range of chitosan solubility. The biopolymer was characterized using FTIR and $^{13}C$-NMR spectroscopy, elemental analysis and titration analysis and it was tested for mercury recovery by polymer enhanced ultrafiltration (PEUF). In slightly alkaline conditions (i.e., pH 8) mercury recovery was possible and at saturation of the polymer the molar ratio $-NH_2$/Hg(II) tended to 2.6. Polymer recycling was possible changing the pH to 2 and the polymer was reused for 3 cycles maintaining high metal recovery. The presence of chloride ions influences metal speciation and affinity for the polymer and "playing" with metal speciation allowed using the PEUF process for mercury separation from cadmium; at pH 11 the formation of hydroxo-complexes of Hg(II) limits it retention. Cake formation reveals the predominant controlling step for permeation flux.
The interactions of water soluble polymers with dye are studied by ultrafiltration using a molecular weight cut off of 10 KDa regenerated cellulose ultrafiltration membrane. Two water-soluble polymers, namely Poly (Sodium-4 Styrenesulfonate) (PSS) and Poly (Vinyl Alcohol) (PVA) were selected for this study. The effects of process parameters, such as, polyelectrolyte concentrations, transmembrane pressure, ionic strength and pH of solution on dye retention and permeation flux were examined. PSS enhanced ultrafiltration achieved dye retention as high as 99% as a result of complexation between polyanion containing aromatic groups and cationic dye. This result was confirmed by the red shift. The retention of dye decreases as the salt concentration increases, a high retention was obtained at pH above 4. However, in case of PVA, relatively low retention (50%) was observed. Ionic strength and pH has no significant effect on the removal of MB. The permeate flux depended slightly on polyelectrolytes concentrations, transmembrane pressure, salt concentration and pH.
To increase the surface hydrophilicity of PVDF membranes, in this paper, an electric enhancing method was adopted to treat PVDF nascent membranes during the phase inversion process. It was found that when PEG 600 was taken as the additive, the surface water contact angle of the PVDF membrane treated under 2 kV electric field was decreased from $84.0^{\circ}$ to $65.7^{\circ}$. The reason for the surface elements change of the PVDF membranes prepared under the electric field was analyzed in detail with the dielectric parameters of the polymer dope solutions. Results from BSA adsorption experiment showed that the antifouling ability of the external electric field-treated membranes was distinctly enhanced when compared with that of the untreated membranes. The amount of BSA adsorbed by the treated membranes was lower by 38-43%. Compared with the common chemical reaction methods to synthesize hydrophilic additives or membrane materials, the electric field-assisted processing method did not involve any additional chemical synthesis process and it was capable of realizing better hydrophilicity.
생분해성 양쪽성 고분자를 이용하여 수용액에 존재하는 소수성 오염물질(페놀, 4-니트로페놀, 벤젠, 톨루엔) 및 중금속($Cs^{+},\;Mg^{2+},\;Cu^{2+},\;Ni^{2+},\;Cr^{3}$)을 제거하였다. 친수성을 띤 단량체로써 분자량이 서로 다른(1,100 그리고 5,000) methoxy poly(ethylene glycol) (MPEG)를 이용해 합성하였다. 투과실험 결과 상대적으로 분자량이 작은 MPEG를 이용해 합성한 경우보다 분자량이 큰 MPEG를 사용하였을 때 더 높은 제거율을 나타내었다. 한외여과공정을 이용해 오염물 없이 생분해성 나노파티클을 투과한 결과 나노파티클 용액의 농도가 100 mg/L 이상인 경우 나노 파티클 제거율은 98% 이상이었다. 소수성을 나타내는 오염원 제거시 소수성이 큰 오염원일수록 더 높은 제거율을 보였다. 또한 금속이온의 경우는 3가, 2가, 1가 이온의 순서로 제거율이 높았다.
침지침강 상변환법으로 폴리에테르설폰$(PES)-TiO_2$ 복합막을 제조하였다. 14 wt% 및 20 wt%의 PES/NMP 기준 고분자 용액에 $TiO_2$ 나노입자를 PES에 대해 $0{\sim}60$ wt%로 첨가량을 달리하여 복합막 제조에 사용될 캐스팅 용액을 준비하였다. 제조된 $PES-TiO_2$ 복합막의 막 특성과 몰폴로지를 $TiO_2$ 첨가량에 따른 캐스팅 용액의 점도, coagulation value, 광투과도와 복합막의 인장강도, 세공크기 및 접촉각, 표면 및 단면 SEM 사진, BSA 용액의 한외여과 실험을 통해 규명하였다. 캐스팅 용액에 첨가시킨 $TiO_2$ 입자의 함유량이 증가함에 따라 점도는 증가하고 coagulation value는 낮아져 캐스팅 용액의 열역학적 불안정성이 증가하였다. $TiO_2$ 입자의 첨가량이 증가함에 따라 1) 순간분리의 침강형식을 유지하면서 침강속도가 빨라졌으며, 2) 순수투과량, 세공크기 및 압밀화 안정성이 증가하며, 3) 인장강도와 접촉각은 감소하였다. $PES-TiO_2$ 복합막의 BSA 용액에 대한 전량여과식 한외여과 실험결과 $TiO_2$ 입자의 함유량이 증가함에 따라 막의 친수화 특성이 증가하여 투과플럭스가 증가하였으며, $TiO_2$가 첨가되지 않은 막과 비교하여 최대 7배까지 투과 플럭스가 향상되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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