Prosessiteollisuuden ultrasuodatinyksiköiden membraanien kemiallinen kestävyys
Rantanen, Mikko (2016)
2016
Materiaalitekniikan koulutusohjelma
Teknisten tieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2016-06-08
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201605254141
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201605254141
Tiivistelmä
Ultrasuodattimien membraanien foulaantuminen, tukkeutuminen ja suodatustehokkuuden heikkeneminen on yksi prosessiteollisuuden jätevesien suodattamisen suurimmista ongelmista. Prosessipesuaineiden käyttäminen on edelleen yksi tehokkaimmista tavoista membraanien puhdistamiseksi ja suodatuskyvyn elvyttämiseksi alkuperäiselle tasolle.
Polymeeristen membraanien puhdistamista rajoittaa niiden kemiallinen kestävyys, joka on täysin riippuvainen membraanien materiaalikomponenteista. Prosessipesuaineiden ja liian suurien konsentraatioiden hyödyntäminen johtaa membraanien fysikaalisten-, kemiallisten ja mekaanisten ominaisuuksien muutoksiin. Muutokset voivat johtaa membraanien suodatuskyvyn heikkenemiseen, tukkeutumiseen tai pahimmillaan rakenteen vaurioitumiseen. Tästä syystä prosessipesuaineiden ja membraanien yhteensopivuus, sekä käytettävien liuosten konsentraatiot on selvitettävä tarkkaan.
Diplomityössä tutkittiin neljän erilaisen polymeerimembraanin kemiallista kestävyyttä alkaalisilla ja happamilla prosessipesuaineilla. Lisäksi tutkittiin konsentraation ja altistusajan vaikutusta kemialliseen vanhenemiseen. Tutkimusten perusteella todettiin Polyeetterisulfoni- ja polysulfonimembraanien kestävän kemialliset altistukset. Tutkittujen konsentraatioiden ja altistusaikojen ei havaittu vaikuttavan kemialliseen vanhenemiseen. Selluloosaan pohjautuvilla membraaneilla havaittiin erittäin alkaalisten olosuhteiden aiheuttavan muutoksia polymeerien mikrorakenteessa. Tutkimusten perusteella voidaan todeta hydrolyyttisen kemiallisen vanhenemisen olevan riippuvainen testausliuoksen pH:sta. Happamien pesuaineiden ei todettu aiheuttavan muutoksia selluloosapohjaisissa membraaneissa.
Polymeeristen membraanien puhdistamista rajoittaa niiden kemiallinen kestävyys, joka on täysin riippuvainen membraanien materiaalikomponenteista. Prosessipesuaineiden ja liian suurien konsentraatioiden hyödyntäminen johtaa membraanien fysikaalisten-, kemiallisten ja mekaanisten ominaisuuksien muutoksiin. Muutokset voivat johtaa membraanien suodatuskyvyn heikkenemiseen, tukkeutumiseen tai pahimmillaan rakenteen vaurioitumiseen. Tästä syystä prosessipesuaineiden ja membraanien yhteensopivuus, sekä käytettävien liuosten konsentraatiot on selvitettävä tarkkaan.
Diplomityössä tutkittiin neljän erilaisen polymeerimembraanin kemiallista kestävyyttä alkaalisilla ja happamilla prosessipesuaineilla. Lisäksi tutkittiin konsentraation ja altistusajan vaikutusta kemialliseen vanhenemiseen. Tutkimusten perusteella todettiin Polyeetterisulfoni- ja polysulfonimembraanien kestävän kemialliset altistukset. Tutkittujen konsentraatioiden ja altistusaikojen ei havaittu vaikuttavan kemialliseen vanhenemiseen. Selluloosaan pohjautuvilla membraaneilla havaittiin erittäin alkaalisten olosuhteiden aiheuttavan muutoksia polymeerien mikrorakenteessa. Tutkimusten perusteella voidaan todeta hydrolyyttisen kemiallisen vanhenemisen olevan riippuvainen testausliuoksen pH:sta. Happamien pesuaineiden ei todettu aiheuttavan muutoksia selluloosapohjaisissa membraaneissa.