เมมเบรนเซรามิกไฟเบอร์กลวงรวมกับโฟโตคะตาไลติกออกซิเดชัน

นักวิจัยชาวอังกฤษได้พัฒนาเมมเบรนเส้นใยกลวงแบบเซรามิกรวมกับปฏิกิริยาออกซิเดชันด้วยแสงเพื่อบำบัดน้ำเสียจากพืชน้ำมันปาล์ม อุตสาหกรรมน้ำมันปาล์มเป็นเสาหลักของการเกษตรทั่วโลก แต่น้ำเสียจากพืชน้ำมันปาล์ม (POME) ที่ผลิตในระหว่างการผลิตมีปริมาณสารอินทรีย์สูงและมีสีเข้ม ทำให้การบำบัดทางชีวภาพและเคมีกายภาพแบบดั้งเดิมไม่เพียงพอที่จะเป็นไปตามมาตรฐาน การปล่อยสารโดยตรงจะนำไปสู่ภาวะยูโทรฟิเคชั่นและความเสียหายต่อระบบนิเวศ นักวิจัยได้พัฒนาเมมเบรนเส้นใยกลวงเซรามิกมัลไลท์เซรามิก TiO₂-ชั้น-แบบฝังเพื่อแก้ไขปัญหาของการบำบัด POME แบบลึกและการเปรอะเปื้อนของเมมเบรน

I. วิธีการออกแบบและเตรียมการทดลอง

1.วัสดุและโครงสร้าง: ชั้นในเป็นมัลไลท์บริสุทธิ์ ให้การสนับสนุนทางกลและพื้นผิวการกรอง ชั้นนอกเป็นมัลไลท์ + 1~4 wt% TiO₂ ซึ่งให้กิจกรรมโฟโตคะตาไลติก

2.กระบวนการเตรียมการ: ใช้วิธีการเปลี่ยนเฟส + การเผาผนึกร่วม- การเผาผนึกที่ 1350 องศาช่วยขจัดปัญหาการแยกชั้น-สองชั้น และโครงสร้างเส้นใยกลวงถูกเตรียมโดยการขึ้นรูปแบบอัดขึ้นรูปร่วม-

3.ข้อมูลเมมเบรน: ความหนาของเมมเบรนสำเร็จรูป (หลังการเผาผนึก): เมมเบรนชั้นเดียว- (SL): 900 μm, เมมเบรนสองชั้น: 1090–1310 μm; ความยาวของเมมเบรนที่ใช้สำหรับการทดสอบ: 10 ซม. สำหรับการทดสอบโฟโตคะตะไลซิส, 7 ซม. สำหรับการทดสอบฟลักซ์/จุดตัดการกักเก็บ

ครั้งที่สอง ผลการวิจัย

1. โครงสร้างและความสัมพันธ์ระหว่างประสิทธิภาพ: เมมเบรนสองชั้นมีการยึดเกาะแน่นโดยไม่หลุดล่อน และโหลด TiO₂ ได้สำเร็จ โดยปริมาณ Ti เพิ่มขึ้นเป็น 3.76% เมื่อเติมเพิ่มขึ้น . 3 wt% TiO₂ (DL3) แสดงให้เห็นถึงความต้านทานแรงดัดงอสูงสุด (16.34 MPa) และความเสถียรทางกลที่ดีที่สุด TiO₂ (DL4) 4 % โดยน้ำหนักมีขนาดรูพรุนเล็กที่สุด (28.25 นาโนเมตร) ซึ่งอยู่ในระดับการกรองแบบอัลตราฟิลเตรชั่น การโหลด TiO₂ ช่วยลดความพรุนและการไหลของน้ำบริสุทธิ์ แต่ปรับปรุงความเสถียรของสารกันเพรียงและฟลักซ์ได้อย่างมาก

2. การแยกตัวและผลของโฟโตคะตาไลติก: เมมเบรนสองชั้นนั้นเหนือกว่าเมมเบรนชั้นเดียว-มาก โดยมีอัตราการกักเก็บ DL₃ อยู่ที่ 54.50% เทียบกับเพียง 11.27%–19.32% สำหรับเมมเบรนชั้นเดียว-

• การกำจัดมลพิษ: DL4 ทำงานได้ดีที่สุดภายใต้แสง UV โดยมีอัตราการกำจัด COD อยู่ที่ 44.92% และอัตราการกำจัดสีที่ 52.40% โดยมีฟลักซ์อยู่ที่ 18.90 L/(m²・h・bar)
• ความเสถียรและการป้องกันเพรียง: DL3 และ DL4 แสดงอัตราการคืนสภาพของฟลักซ์ (FRR) และดัชนีความเสถียร (SI) ที่สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ โดยยังคงความเสถียรแม้ว่าจะผ่านไปสามรอบแล้ว แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพการทำความสะอาดตัวเอง-ที่โดดเด่น
• เมมเบรนชั้นเดียว-ประสบปัญหาจากการเปรอะเปื้อนอย่างรุนแรงและฟลักซ์ลดลงอย่างรวดเร็ว ในขณะที่เมมเบรนสองชั้น-ช่วยลดการเปรอะเปื้อนของเมมเบรนได้อย่างมากเนื่องจากการย่อยสลายด้วยแสงของ TiO₂ โฟโตคะตาไลติกของสารมลพิษ

III. ข้อดี ข้อเสีย และแนวโน้มในอนาคต

ข้อได้เปรียบด้านนวัตกรรม

• โครงสร้างสองชั้น-ทำให้ความแข็งแรงเชิงกล ประสิทธิภาพการกรอง และกิจกรรมโฟโตคะตะไลติกสมดุลกัน แก้ปัญหาการแยก TiO₂ และการนำกลับคืนมา
• เมมเบรนเซรามิกทนทานต่อกรด ด่าง และอุณหภูมิสูง ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานน้ำเสียทางอุตสาหกรรมมากกว่าเมมเบรนโพลีเมอร์
• คุณสมบัติการทำความสะอาดตัวเอง-ช่วยลดความถี่ในการทำความสะอาด

ทิศทางในอนาคต

• ปรับการโหลด TiO₂ อุณหภูมิการเผาผนึก และขนาดรูพรุนของเมมเบรนให้เหมาะสมเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการย่อยสลาย
• การเติมด้วย N และ Zr จะขยายช่วงการตอบสนองต่อแสงให้กว้างขึ้น ทำให้สามารถเร่งปฏิกิริยาด้วยแสงที่มองเห็นได้
• กระบวนการผลิตได้รับการขยายขนาด และดำเนินการ-มาตราส่วนนำร่องและ-การตรวจสอบการปฏิบัติงานในระยะยาว

IV. สรุป

เมมเบรนเส้นใยกลวงเซรามิกมัลไลท์แบบฝัง TiO₂- ได้รับการเตรียมเรียบร้อยแล้วสำหรับการบำบัดน้ำเสียจากพืชน้ำมันปาล์ม ซึ่งบรรลุผลการทำงานร่วมกันของการแยกการกรองและการย่อยสลายด้วยแสง มีข้อได้เปรียบที่สำคัญในการ-ป้องกันการเปรอะเปื้อน ความเสถียร และ-การทำความสะอาดตัวเอง เทคโนโลยีนี้เป็นวิธีแก้ปัญหาที่ยั่งยืนสำหรับการบำบัดน้ำเสียจากน้ำมันปาล์มอย่างล้ำลึก และนำเสนอข้อมูลอ้างอิงที่สำคัญสำหรับการออกแบบและการใช้งานเมมเบรนโฟโตคะตาไลติกที่ใช้เซรามิก-