Stato dell'arte
Gli studi di seguito esposti sono focalizzati nell'apportare modificare alle caratteristiche della membrana tramite l’introduzione di nuovi composti nel processo di produzione oppure tramite diverse tecniche di produzione:
- Polifenilensulfone solfonato (PPSU) è stato utilizzato come base per la fabbricazione di membrane ultrafiltranti (UF) a fibra cava con fori a disposizione triangolare (TBF). Sono state studiate le prestazioni di rimozione degli oli e la tendenza al fouling delle membrane TBF per la separazione olio/acqua. I flussi critici e di soglia delle membrane UF in TBF sono stati determinati in funzione del grado di solfonazione mediante esperimenti ad incrementi di pressione. È interessante notare come i TBF solfonati hanno mostrato sempre flussi di permeato più elevati e una resistenza totale inferiore rispetto alle membrane in PPSU non modificate. Le membrane solfonate sono meno soggette a fouling e sono più facili da rigenerare. Dopo l'UF attraverso le membrane TBF, l'acqua permeata è apparsa abbastanza pulita con bassa torbidità e alta rimozione di TOC maggiore del 95.4% \cite{maletzko2015}.
- Sono state utilizzate cinque diverse membrane tra cui due membrane per microfiltrazione (MF) in polisulfone PS (0.1 μm) e PS (0.2 μm) e tre membrane per ultrafiltrazione (UF) poliacrilonitrile PAN (20 kDa), PS (30 kDa) e PAN (100 kDa). Il flusso di permeazione finale delle acque reflue oleose è stato determinato per ciascuna membrana (76.0, 73.1, 53.7, 32.1 e 96.2 L m-2 h-1, rispettivamente). La membrana UF PAN (100 kDa) è risultata efficace e adatta al trattamento delle acque reflue oleose mostrando un'adeguata rimozione di oli e grassi (97.2%), rimozione di TSS (94.1%), rimozione di TDS (31.6%), riduzione della torbidità fino al 96.4%, un alto flusso di permeazione (96.2 L/m2 h), una media resistenza al fouling (60%) rispetto alle altre membrane \cite{madaeni2010}.
- È stato utilizzato ossido d’alluminio (Al2O3) e biossido di titanio TiO2 con diverse dimensioni dei pori, dalla microfiltrazione (MF) alla nanofiltrazione (NF) ed è stato possibile raggiungere fino al 99% di rimozione degli oli se usati in combinazione. Mirando allo studio delle velocità di flusso medie e dell'efficienza di rimozione dell'olio e del carbonio organico totale (TOC), le velocità di flusso incrociato attraverso le membrane erano nell'intervallo 0.6-1.3 m s-1. Il flusso di permeato è variato da 3.4 a 3300 L (h m2 bar)-1 ad una pressione trans-membrana di 1 bar e una temperatura dell'acqua di alimentazione di 60°C. Utilizzando una membrana MF (0.1 μm) e una modello di soluzione di acqua di produzione, il flusso di permeato è diminuito da 1150 a 200 L (h m2)-1 dopo 5 ore. Utilizzando una membrana UF (0.05 μm), è stata ottenuta la rimozione dell'olio fino al 99% e la rimozione del TOC fino al 39% \cite{czermak2009}.