Suodatuskalvon puhdistaminen UV-valolla tai ultraäänellä aktivoidulla titaanidioksidilla

Kalvotekniikan suurin ongelma on edelleen kalvon likaantuminen, jonka tuloksena kalvon erotuskyky voi muuttua ja liuoksen vuo kalvon läpi pientyä huomattavasti. Kalvotekniikan teollisissa sovelluksissa kalvojen puhdistus on yksi tärkeimmistä pääkohdista, sillä se määrittää kalvon käyttöikää ja käyttötehokkuutta. Yleisimmin käytetyn kemiallisen pesun tuloksena muodostuu hävitettävä pesuliuos, joka sisältää sekä kemikaaleja, että kalvosta poistetun lian. Työssä on tutkittu kalvon puhdistusta ultravioletti-valo- tai ultraäänikäsittelyssä titaanidioksidin läsnäollessa. Menetelmien mahdollisina etuina ovat kalvosta poistetun lian hajotus harmittomiksi komponenteiksi ja mahdollisesti kalvon pienempi kuluminen pesussa. Työn kirjallisuusosassa on käsitelty orgaanisten ja epäorgaanisten aineiden hajottamista ultraviolettivalon tai ultraäänikäsittelyn avulla titaanidioksidin läsnäollessa sekä olosuhteiden vaikutusta menetelmien tehokkuuteen. Tämän lisäksi työssä on keskitytty polymeerikalvojen UV-valo- ja ultraäänikäsittelykestävyyteen. Kokeellisessa osassa on tutkittu UV-valo- ja ultraäänikäsittelyjen sopivuutta liatun PVDF-kalvon puhdistukseen titaanidioksidin läsnäollessa. Tavoitteena oli liatun kalvon permeabiliteetin palautus puhtaan kalvon tasolle käsittelyn avulla. Kalvon kestävyyttä on myös tutkittu. Tämän työn perusteella tutkittuja menetelmiä ei voida soveltaa tarkistettavan PVDF-kalvon puhdistukseen, ainakaan testeissä käytetyissä olosuhteissa, sillä kalvon ominaisuudet muuttuvat käsittelyissä.

The fouling of membranes is still the biggest problem of the membrane technology. As a result of the fouling the separation capacity of the membrane can change and the flux through the membrane decrease significantly. In the industry, cleaning of the membranes is one of the most important aspects, because it defines life-time and efficiency of the membrane. The most commonly used chemical cleaning produces sludge. The produced sludge contains both detergents and pollutants and needs further treatments. New suggested method for membrane cleaning employs either UV-light irradiation or ultrasound treatment in the presence of TiO2. The total mineralization of removed pollutants and smaller erosion of the membrane during cleaning is considered to be advantageous respect to traditional methods. In the literature part, the degradation of organic and inorganic compounds during UV-light irradiation or ultrasound treatment in the presence of TiO2 was described. The influence of operating conditions on the effectiveness of methods was also concerned. Furthermore, the report focuses on the resistance of polymeric membranes to UV-light irradiation and ultrasound treatment. In the experimental part of work, the applicability of suggested methods was investigated for the cleaning of a polyvinylidene fluoride membrane. The goal of the cleaning was to increase the water flux of fouled and cleaned membrane to a level of clean untreated membrane. The resistance of the studied membrane was also investigated. According to obtained results, tested methods could not be applied for polyvinylidene fluoride membrane cleaning, at least in tested conditions, because properties of the membrane changes during treatments.