Отримання целюлозних мембран стійких до біологічного забруднення

        В даний час мембранна технологія широко застосовується для вирішення багатьох технічних та екологічних проблем. Однак тривала експлуатація полімерних мембран в системах, які містять продукти біологічного та органічного походження приводить до їх забруднення, що тягне за собою зменшення продуктивності мембран, необхідності підвищення робочих тисків, частих промивок із застосуванням  хімічних речовин. Утворені на поверхні та в порах мембрани гелеві шари є середовищем для розвитку мікроорганізмів, що викликають деструкцію мембран та вторинне забруднення очищеної води продуктами їх метаболізму. 
       Погіршення показників роботи полімерних мембран внаслідок утворення на їх поверхні біологічних забруднень є однією з найважливіших та найменш досліджених проблем мембранних технологій [1]. Запобігти біологічному забрудненню полімерних мембран, які використовуються для підготовки питної води, досить складно, так як, з одного боку, попередня обробка води окисниками може викликати руйнування полімерного матеріалу мембрани, а з іншого боку, використання біоцидних речовин є небажаним через високий ризик їх потрапляння до очищеної води [2]. Одним з нових та перспективних методів отримання біологічно стійких мембран є їх модифікування біоцидними речовинами шляхом їх іммобілізації на поверхні мембрани.
       В даній роботі для здійснення іммобілізації біоцидних речовин на поверхні мембран до неї спочатку прищеплювали сполуки з активними функціональними групами, які легко вступали в реакцію з функціональними групами біоцидів. До таких сполук належить гліцидилметакрилат (ГМА). Вибір ГМА для модифікування мембран пов’язаний з характерною подвійною функціональністю цього реагента завдяки присутності в його молекулі одночасно подвійного зв’язку та епоксидної групи [3]. Крім того, ГМА розчиняється у воді, що дозволяє проводити прищеплення у водному середовищі.
       В результаті проведених експериментальних досліджень нами розроблена методика модифікування ультрафільтраційних целюлозних мембран прищепленням ГМА з наступною іммобілізацією налідиксової кислоти – синтетичного антибіотику класу хінолонів. Показано, що оптимальними параметрами проведення прищепленої полімеризації ГМА до поверхні мембран є концентрація в реакційній суміші 0,14 моль/дм3 ГМА та 10 ммоль/дм3 NaJO4 при тривалості реакції 20 годин при 323К. Досліджені транспортні та бактерицидні властивості отриманих мембран. Показано, що прищеплення ПГМА до поверхні мембран призводить до зменшення їх продуктивності. Встановлено, що найкращою 100% антимікробною активністю відносно грам-негативної бактерії E. coli характеризуються мембрани з прищепленим ПГМА, іммобілізація на яких проходила з 0,5% водного розчину натрієвої солі налідіксової кислоти при температурі 323К.
       Робота виконана за підтримки проекту УНТЦ, №2476.
 
Література
1. Первов А.Г., Андрианов А.П., Телитченко Э.А. Влияние биологического загрязнения на работу обратноосмотических и ультрафильтрационных мембранных элементов // Критические технологии. Мембраны, 2004. – №1. – С. 3-18.
2. Hrasch P., Gorenflo A., Fuder C., Deleage A., Frimmel F.H.  Biofouling of ultra- and nanofiltration membranes for drinking water treatment characterized by fluorescence in situ hybridization (FISH) // Desalination, 2005. – V.172. – P. 41-52.
3. Суровцев М.А., Михлин В.С., Лазарянц В.Э., Ферштут Е.В., Яблонский О.П., Суровцева Т.Г. Изучение синтеза полифункциональных метакрилатов на основе глицидилметакрилата // Седьмая международная конференция по химии и физикохимииолигомеров "Олигомеры-2000". Тезисы докладов. – Москва - Пермь – Черноголовка, 2000. – С. 109-116.
 
Отримання целюлозних мембран стійких до біологічного забруднення / Побігай Г.А., Чикета О.О., Бурбан А.Ф.  // І-й Всеукраїнський з’їзд екологів: міжнар. наук.-техн. конф., 4–7 жовтня 2006 р.: тези допов. – Вінниця, 2006. – С. 224.
МНПК “Перший Всеукраїнський з’їзд екологів”,  4-7 жовтня, 2006 р.
Вінницький національний технічний університет
Секція 5 “Інженерні шляхи вирішення екологічних проблем України. Альтернативні (відновлювальні) джерела енергії ”.
Скачати в форматі pdf: 
Оцінка: 
0
No votes yet