РЕГЕНЕРАЦИЯ УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИОННЫХ МЕМБРАН В ПРОЦЕССЕ РАЗДЕЛЕНИЯ ВОДОМАСЛЯНЫХ СИСТЕМ
Аннотация
Для очистки отработанных нефтесодержащих продуктов предложено использовать баромембранный процесс. В качестве фильтрующих элементов использовались трубчатые ультрафильтрационные полимерные мембраны с активным слоем из фторопласта с добавками из диатомита и керамические мембраны на основе Al2O3. В процессе эксплуатации мембранных элементов происходит падение удельной производительности, связанное с их загрязнением. Загрязнение ультрафильтрационных мембран рассматривается как необратимое отложение высокомолекулярных веществ, нефтепродуктов и жиров на поверхности или в порах мембраны. Однако при правильной технической эксплуатации возможно увеличение срока службы мембран. В работе рассматриваются две стратегии технического обслуживания мембранных элементов, основанных на их промывке (регенерации) через определенные промежутки времени. Выбор способа и режима регенерации мембранных элементов определяется в зависимости от типа материала мембран и от конкретных рабочих условий их эксплуатации. Для регенерации полимерных трубчатых мембран, ввиду их анизотропной конструкции и непрочной связи между активным (тонкопористым) и дренажным (крупнопористым) слоями предлагается химический способ промывки с использованием в качестве реагента керосина. Для керамических мембран, ввиду особенности их производства путем спекания при высоких температурах, возможны два способа регенерации: физический и химический. Физический способ заключался в использовании обратной промывки мембранных пор пермеатом. Эксперименты показали, что наиболее эффективным методом регенерации мембранных элементов при падении удельной производительности на 30% является обратная промывка. Этот метод не требует использования дополнительных реагентов и, следовательно, не предполагает их последующей утилизации.
Для цитирования:
Маркелов А.В., Соколов А.В. Регенерация ультрафильтрационных мембран в процессе разделения водомасляных систем. 2023. Т. 66. Вып. 1. С. 114-119. DOI: 10.6060/ivkkt.20236601.6618.
Литература
Odaryuk V.A., Tronin S.A., Skancev V.I. Problem Utilization Industrial and Household Waste. Tekhnol. Grazhd. Bezopasn. 2012. V. 9. N 3. P. 72 – 79 (in Russian).
Izvekova T.V., Kobeleva N.A., Sulaeva O.Yu., Gushchin A.A., Grinevich V.I., Rybkin V.V., Platova A.S. Estimation of level of soil pollution in Ivanovo city by polycyclic aromatic hydrocarbons. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2021. V. 64. N 12. P. 105-110 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20216412.6467.
Dolgorsuren M.M., Zharov S.P. The engine oil change efficiency upgrading at an auto-transport enterprise. Vestn. Kurgan. gos. Univ. 2017. V. 2. P. 71 – 74 (in Russian).
Makolova L.V. Ecological preconditions of necessity of restoration and a reuse of the fulfilled autotractor oils. J. Terra Economicus. 2011. V. 9. 60 - 63 (in Russian).
Rudnick L.R. Synthetics, Mineral Oils, and Bio-Based Lubricants: Chemistry and Technology. CRC Press. 2020. 1194 p. DOI 10.1201/9781315158150.
Hvang S-T., Kammermejer K. Membrane in separation. New York, London, Syndey, Toronto: John Wiley & Sons. 1981. 464 p.
Baker R.W. Membrane Technology and Applications. John Wiley & Sons, Ltd. 2004. 535 p.
Fedosov S.V., Osadchiy Y.P., Markelov A.V. Modeling of Ultrafiltration Process Taking Into Account the Formation of Sediment on Membrane Surface. J. Membr. Membr. Technol. 2020. V. 2. P. 169 – 180. DOI: 10.1134/S251775162003004X.
Fedosov S.V., Maslennikov V.A., Osadchiy Yu.P., Markelov A.V. Pressure Loss along the Channel of a Tubular Membrane during the Ultrafiltration of Liquid Media. J. Theor. Found. Chem. Eng. 2020. V. 54. N 2. Р. 380 – 387. DOI: 10.1134/S0040579520010078.
Fedosov S.V., Maslennikov V.A., Osadchiy Yu.P., Blinichev V.N., Markelov A.V. Mechanism of clogging of polymer membranes during separation of used motor oils. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2015. V. 58. N 8. P. 79 - 82 (in Russian).
Mulder M. Basic principles of membranе technolodgy. Netherlands: Kluwer Academic. 1995. 515 p.
Gabrus E., Szaniawska D. Study on fouling of ceramic membranes during microfiltration of yeast suspensions. Przemysl Chemiczny. 2008. V. 87. N 5. P. 444-446. DOI: 10.1134/S207020512002015X.
Lie J.A., Hagg M.-B. Carbon membranes from cellulose: Synthesis, performance and regeneration. J. Membr. Sci. 2006. V. 284. N 1-2. P. 79 – 86. DOI: 10.1016/j.memsci.2006.07.002.
Peng H., Tremblay A. Membrane regeneration and filtration modeling in treating oily wastewaters. J. Membr. Sci. 2008. V. 324. N 1-2. P. 59-66. DOI: 10.1016/J.MEMSCI.2008.06.062.
Reyderman I.B., Konstantinov V.A., Flisyuk O.M. Re-generation of ultrafiltration membranes used in water treatment processes. Ekolog. Prtom-st. Rossii. 2010. V. 11. P. 29 – 32 (in Russian).
Quadt Т., Schmidt Е. Membranes: Optimising the regeneration of ceramic membranes. J. Orig. Res. Art. Filtrat. + Separat. 2011. V. 48 (6). P. 26-28. DOI: 10.1016/S0015-1882(11)70259-2.
Lazarev S.I., Golovin Yu.M., Khorokhorina I.V., Khokhlov P.A. Investigation of the structural organization of the surface layer and the state of water in ultrafiltration composite membranes. Fiz.-Khim. Obrab. Pov-ti Zashch. Mater. 2020. V. 56. N 2. P. 132-137 (in Russian). DOI: 10.31857/S0044185620020151.
Abdullin I.Sh., Ibragimov R.G., Zaitseva O.V., Vishnevsky V.V., Osipov N.V. Investigation of polyestersulfone membranes regenerated in NNTP by IR spectroscopy method. Vestn. Kazan. Tekhnol. Univ. 2013. N 21. P. 168-170 (in Russian).
Klyuchnikov A.I., Potapov A.I., Polyansky K.K. On the issue of membrane regeneration in the processes of micro- and ultrafiltration of technological liquids of food production. Vestn. Ross. Un-tov. Matematika. 2016. N 1. P. 312-315 (in Russian). DOI: 10.20310/1810-0198-2016-21-1-312-315.
Trusek A., Wajsprych M., Tyrka M., Noworyta A. Regeneration methods of the ultrafiltration membranes applied in coke oven wastewater treatment. Desalinat. Water Treat. 2021. V. 214. Р. 120–127. DOI: 10.5004/DWT.2021.26653.
Zhengwang H., Miller D., Kasemset S., Paul D., Freeman B. The effect of permeate flux on membrane fouling during microfiltration of oily water. J. Membr. Sci. 2017. V. 525. P. 25-34. DOI: 10.1016/J.MEMSCI.2016.10.002.
Fedosov S.V., Markelov A.V., Sokolov A.V., Osadchy Y.P. Mathematical modeling of turbulent transport of parti-cles in the boundary layer of a tubular membrane element. Membranes Membrane Technol. 2021. V. 3. N 6. P. 389-399. DOI: 10.1134/S2517751621060044.
