Abstract
Membrane fouling is a major problem encountered in the use of microfiltration (MF) processes to separate the emulsified oil from water. This work involves assessing the efficacy of removing oil-in-water emulsion (O/W emulsion), and evaluating fouling resistance by studying the membrane morphology before and after fouling, and after washing with different cleaning solutions via field emission scanning electron microscopy (FESEM) analysis. Also, the fundamental mechanism involved in the flux drop during crossflow MF has been assessed using models such as the Hermia blocking models and the modified model by Field. The standard and intermediate pore blocking models provided the best prediction for experimental behavior when analyzing the decay in the flux with time for the bio silicon oxide/polyvinylchloride (B-SiO2/PVC) membrane and the stannic oxide/polyvinylchloride (SnO2/PVC) membrane. This research established regression equations of the flux for both membranes in which these equations are highly correlated with R2 of 98.33% for B-SiO2/PVC and R2 of 99.52% for SnO2/PVC using the surface response methodology (RSM). The high flux recovery ratio (FRR) is indicative of the improved antifouling feature of the manufactured membranes where it was 96.8% for B-SiO2/PVC and 94.6% for SnO2/PVC. The results obtained by Hermia and Field were in good agreement with RSM analysis supporting the standard pore-blocking mechanism.
Keywords
: Bio silicon oxide; polyvinylchloride; stannic oxide; fouling models; anti-fouling; microfiltration; oil-in-water emulsion.
Abstract
يعد تلوث الاغشية مشكلة كبيرة عند استخدام عمليات الترشيح الدقيق لفصل الزيت المستحلب عن الماء. يتضمن هذا العمل تقييم فعالية ازالة مستحلب الزيت في الماء، وتقييم مقاومة القاذورات، ودراسة شكل الغشاء قبل وبعد التلوث والغسيل باستخدام محاليل تنظيف مختلفة بواسطة تحليل المجهر الالكتروني الماسح للانبعاث الميداني. ايضاً، تم تقييم الالية الاساسية المساهمة في انخفاض التدفق في اغشية الترشيح الدقيق اثناء الجريان المتقاطع باستخدام موديلات التلوث مثل موديل هيرميا والموديل المطور بواسطة فيلد. قدمت موديلات حجب المسام القياسية والمتوسطة افضل تنبوء للسلوك التجريبي عند تحليل الانحدار في التدفق مع مرور الوقت لغشاء اكسيد السيلكون الحيوي/ البولي فينييل كلورايد و غشاء اكسيد الستانيك/ البولي فينييل كلورايد. انشأ هذا البحث معادلات انحدار للتدفق لكلا الاغشية حيث ترتبط هذه المعادلات بشكل كبير و بنسبة معامل انحراف معياري 98.33% ل B-SiO2/PVC و بنسبة معامل انحراف معياري 99.52% ل SnO2/PVC باستخدام منهجية الاستجابة السطحية. تشير نسبة استرداد التدفق العالية الى تحسن ميزة مقاومة القاذورات على الاغشية المصنعة حيث كانت النسبة 96.8% بالنسبة ل B-SiO2/PVC و 94.6% بالنسبة ل SnO2/PVC. تتوافق النتائج التي حصل عليها هيرميا وفيلد بشكل جيد مع تحليل منهجية الاستجابة السطحية الذي يدعم الية غلق المسام القياسية.
Keywords
اكسيد السلكون الحيوي، البولي فينييل كلورايد، اكسيد الستانيك، موديلات القاذورات، المضادة للقاذورات، الترشيح الدقيق، مستحلب الزيت في الماء