Iskanje po katalogu digitalne knjižnice

Opis: V diplomski nalogi smo obravnavali problem odpadnega materiala iz mlekarske industrije kisle sirotke ter preverili lastnosti sušenega koncentrata po nanofiltraciji (NF). Koncentrat je bil posušen z metodo sušenja z razprševanjem. Preučili smo tudi možnosti nadaljnje uporabe sušenega sirotkinega koncentrata. V eksperimentalnemu delu smo opravili NF kisle sirotke in vzorca izpirek gojišča. Najprej smo preverili odvisnost med transmembranskim tlakom (TMP) in fluksom J. Pred NF vzorcev smo skozi membrano izmerili pretok destilirane vode in izračunali fluks. Postopek smo ponovili po obdelavi vzorca. Optimalen TMP pri NF je 40 bar in pri tej vrednosti smo opravili kemijsko in mikrobiološko obdelav vzorcev. Z namenom, da bi čimbolj ločili laktozo in mlečno kislino, smo znižali pH z dodajanjem koncentrirane HCl. Najpogostejša tipa mašenja membran sta ustrezala modelu standardnega in popolnega mašenja por. Ugotovili smo, da membran ne bi bilo možno čistiti s protitokom, ampak bi bilo potreben dodatek kemičnih sredstev. V sodelovanju z BT in FFA na UL je bila opravljena kemijska in mikrobiološka analiza po NF. Kemijska analiza je pokazala, da je večinoma laktoza ostala v koncentratu kisle sirotke po NF pri TMP= 40 bar in pH= 4,7 (99,3 % rejekcija). Analiza povprečne velikosti delcev je to potrdila. Rejekcija laktoze je bila 100 % pri TMP= 40 bar in pH= 3,0. Z zniževanjem pH smo tako uspešno povečali rejekcijo laktoze v vzorcu kisle sirotke. Prav tako je bilo v permeatu razvidno veliko znižanje surovega pepela in anorganskih komponent. Za vzorec izpirek gojišča smo ugotovili, da vsebuje nižjo koncentracijo laktoze v primerjavi s kislo sirotko. Posledično je bilo tudi mašenje nižje. Rejekcija laktoze je bila 100 %, rejekcija mlečne kisline pa 57,5 %. Anorganska sestava je bila v permeatu in koncentratu podobna tisti od kisle sirotke. Mikrobiološka analiza je pokazala preveliko skupno število mikroorganizmov. Takšni mikrobiološki rezultati so zožali spekter uporabe tega koncentrata kisle sirotke. Njegova uporabna vrednost se bi tako našla v kremah za nego kože in šamponih za lase. Ob ustrezni predelavi za odstranitev neželenih bakterij pa se uporaba lahko razširi na prehrambeno industrijo.
Ključne besede: Kisla sirotka, nanofiltracija, mašenje membran, laktoza, mlečna kislina
Objavljeno v DKUM: 08.10.2020; Ogledov: 1078; Prenosov: 116
Celotno besedilo (2,01 MB)

Opis: V zadnjem času se vse bolj ugotavlja, da je obremenjenost površinskih in podzemnih voda, posledica odvajanja odpadnih voda iz različnih industrijskih procesov proizvodnje nanoproizvodov v okolje, zaradi prisotnosti ti. nanoonesnaževal, kot so npr. SiO2, TiO2, ZnO. Nanoonesnaževala (velikosti do 100 nm) lahko negativno vplivajo na okolje in zdravje živih organizmov, zato je pomembno, da se za čiščenje voda uporabljajo najustreznejše metode, ki bodo delce različnih velikosti zanesljivo in učinkovito odstranjevale. V primerjavi s klasičnimi metodami, ki odstranjujejo le specifična onesnaževala, se kažejo kot bolj primerne membranske filtracije (npr. nanofiltracija), ki omogočajo odstranjevanje širšega spektra nanoonesnaževal. Namen diplomske naloge je bil sintetizirati optične SiO2 delce reda velikosti 500 ± 50 nm in jih iz pripravljene modelne raztopine odstraniti s postopkom nanofiltracije (NF). Vrednotenje uspešnosti odstranitve SiO2 delcev ter njihovo sledenje smo posredno in neposredno izvajali s pomočjo fluorescenčne in UV-VIS spektroskopije. Optični SiO2 delci z uporabo prekurzorja TEOS niso bili uspešno sintetizirani. Primerne delce pa je bilo možno sintetizirati z uporabo prekurzorja tetraetoksisilan (TEOS) v kombinaciji s trimetoksisilanom (MTMS), v kombinaciji s prekurzorjem trimetoksi (3,3,3- trifluoropropil) silanom (F-TriMOS) ter v kombinaciji z difenildimetoksi silanom (DMPS), in sicer pri sobni T, alkalnem pH in konstantnem mešanju. Kot najboljša kombinacija perkurzorjev se je izkazala kombinacija TEOS in MTMS. V kombinaciji TEOS:F-TriMOS ter TEOS:DMPS se delci niso formirali. Sintetizirane delce s prekurzorjem TEOS:MTMS smo dopirali s fluorescenčnim barvilom Rodamin B (RhB). Sintetizirani optični SiO2 delci (SiO2-MTMS-RhB) so bili okarakterizirani z izbranimi metodami (BET, TEM in FT-IR). Sposobnost oziroma učinkovitost izbrane nanofiltracijske membrane za odstranjevanje optičnih SiO2-MTMS-RhB delcev, smo preučevali z modelno raztopino, ki je vsebovala raztopljene sintetizirane optične SiO2-MTMS-RhB delce. Med izvedbo filtracije se je po standardnih metodah preverjala motnost ter fluorescenca modelne raztopine, vzorec permeata in koncentrata. Rezultati so pokazali, da je po sol-gel metodi možno pripraviti optične SiO2 delce z dopiranim barvilom Rodamin B (RhB) velikosti (500 ± 50 nm) in jih karakterizirati s fluorescenčno spektroskopijo. Optične delce, manjših velikosti, ni bilo možno sintetizirati. Delce velikosti 500 ± 50 nm je bilo možno s pomočjo izbrane NF membrane popolnoma zadržati (99%), saj v vzorcu permeata ni bilo mogoče izmeriti intenzitete fluorescence. Na osnovi rezultatov lahko sklepamo, da je postopek nanofiltracije primeren za odstranjevanje delcev velikosti 500 nm, metoda fluorescence pa je primerna za sledenje optičnih SiO2-MTMS-RhB delcev.
Ključne besede: fluorescenčna spektroskopija, membranske filtracije, nanodelci, nanofiltracija, nanoonesnaževala, optični SiO2 delci (SiO2-MTMS-RhB), sol-gel sinteza
Objavljeno v DKUM: 13.09.2018; Ogledov: 1671; Prenosov: 98
Celotno besedilo (3,31 MB)

Opis: Ultrafiltracija in nanofiltracija sta v zadnjem času tema številnih raziskav spreminjanja funkcionalnosti membran za selektivno odstranjevanje ionov težkih kovin predvsem zaradi zaostrovanja mejnih dovoljenih koncentracij za direktne izpuste odpadnih voda v okolje. Nameni raziskave so bili površinska modifikacija UF PVDF-4 membrane s sol-gel funkcionaliziranimi nanodelci, testiranje različnih izvedbenih tehnik površinskega nanosa ter primerjava učinkovitosti zadrževanja Pb2+ ionov iz modelne raztopine z modificirano UF membrano v primerjavi z nemodificirano UF in izbrano NF membrano. Testirana je bila tudi učinkovitost čiščenja membran ter preverjanje njihove stabilnosti z dolgotrajno filtracijo (7h). Karakterizacija sol-gel nanosov in membran je bila izvedena s ciljno izbranimi analiznimi metodami (BET; TEM; FT-IR; permeabilnost; NMWCO). Vrednotenje učinka zadrževanja Pb2+ ionov z uporabljenimi membranami se je izvedlo posredno z uporabo AAS analize. Rezultati so pokazali, da je naprševanje najprimernejša izvedbena tehnika površinske modifikacije membran z delci, sintetiziranimi pri pogojih TEOS:MPTMS=1:2, 50 °C. Tako modificirana membrana pri najprimernejšem delovnem tlaku 8 bar omogoča zadrževanje Pb2+ ionov do 88,2%, kar je do 20,5% več v primerjavi z izbrano NF membrano pri 20 bar. Kot najbolj učinkovito čistilno sredstvo se je izkazala raztopina citronske kisline.
Ključne besede: 3-merkaptopropil trimetoksisilan, čiščenje membran, funkcionalizacija nanodelcev, nanofiltracija, površinska modifikacija membran, SiO2 nanodelci, ultrafiltracija
Objavljeno v DKUM: 03.10.2016; Ogledov: 2156; Prenosov: 212
Celotno besedilo (5,59 MB)

Opis: Izcedna voda je kompleksna mešanica spojin, za katero je značilno, da nima stalne sestave. Sestava izcednih voda se spreminja in je odvisna od količine in sestave odpadkov ter vsebnosti škodljivih oziroma nevarnih snovi. Predmet našega raziskovalnega dela je bila izcedna voda iz odlagališča CERO Gajke Ptuj. Izhajali smo iz poročil o obratovalnih monitoringih za obdobje od 2004 do 2008 in ugotovili, da od kovin presega zakonsko predpisane mejne vrednosti celotni krom, v nekaterih meritvah pa še baker, nikelj in svinec. Prav tako od merjenih parametrov pri nekaterih meritvah zasledimo še preseganje NH4+ in AOX. Namen naloge je bil z ustreznimi tehnološkimi postopki znižati koncentracije omenjenih parametrov pod zakonsko določene vrednosti. Predčiščenje je potekalo z adsorpcijo na zeolit 3A, 4A, 5A in 13X, proizvajalca Silkem Kidričevo oziroma s kosmičenjem s pomočjo kelatnega polimera P 26T, proizvajalca Biomontan. Organsko onesnaženje smo znižali z nanofiltracijo na laboratorijski napravi Stirred cell, model 8200. Koncentracijo amonijevih ionov smo želeli znižati z izpihovanjem z zrakom. S pomočjo zeolitov nismo uspeli znižati koncentracije ionov in NOM pod zakonsko določeno mejno vrednost. Znižanje koncentracij kromovih ionov in ionov drugih kovin dosežemo z uporabo P 26T, z izpihovanjem amonija se zniža koncentracija NH4+ ionov, z nanofiltracijo pa se zniža koncentracija KPK in AOX. Glede na raziskavo predlagamo naslednje postopke za čiščenje izcedne vode: kosmičenje s P 26T, nanofiltracijo in izpihovanje amoniaka. S predlaganim postopkom dosežemo znižanje Cr6+ pod mejno vrednost, znižanje KPK do 75%, AOX do 88% in NH4+ pod mejno vrednost. S tem izcedna voda dosega kvaliteto, ki ustreza zahtevanim mejnim vrednostim v zadevnih uredbah.
Ključne besede: izcedna voda, zeolit, kelatni polimer P 26T, adsorpcija, kosmičenje, nanofiltracija, izpihovanje amoniaka
Objavljeno v DKUM: 20.04.2011; Ogledov: 3976; Prenosov: 486
Celotno besedilo (1,38 MB)

Opis: Ioni določenih kovin v vodi lahko že v nizkih koncentracijah škodujejo zdravju in obremenjujejo okolje in žive organizme. Med učinkovitejše sisteme odstranjevanja kovinskih ionov iz vode sodijo membranske filtracije, kot npr. nanofiltracija (NF). NF membrane imajo večinoma sposobnost zadrževanja večvaletnih kationov, med njimi tudi ionov težkih kovin, monovalentne ione pa glede na filtracijske zakonitosti prepuščajo. Eksperimentalni del diplomskega dela zajema karakterizacijo dveh nanofiltracijskih membran ter v nadaljevanju študij zadrževanja ionov težkih kovin, prisotnih v modelni vodi. Izbrane soli težkih kovin (so sestavljene iz kationov različnih molekulskih mas in velikosti ter z nitratnega aniona (NO3-)). Filtracija modelne vode je potekala skozi izbrani in karakterizirani NF membrani, pri različnih delovnih pogojih (pH 4; 7; 9 in tlaku 5; 10; 15; 20 bar). V rezultatih je podana učinkovitost filtracije kot retencija, ločeno za ione težkih kovin in nitratne anione pri različnih izbranih delovnih pogojih. Rezultati eksperimentalnega dela so uvodoma pokazali, da je filtracijo modelne vode, ki vsebuje ione težkih soli smiselno izvajati le v kislem mediju (pH 4). Iz tehnološkega vidika je proces najbolj optimalno potekal pri najvišjem tlaku (20 bar), kjer je membrana v največji meri zadržala Zn2+ ione (90,3%), ki jim sledijo Pb2+ (79,1%) in Cd2+ (28,6%). Retencija nitratnih ionov je prav tako odvisna od prisotnega kationa in sledi trendu kovinskih ionov. Posebno pozornost je potrebno posvetiti čiščenju membrane in se pri tem izogniti tvorbi netopnih kovinskih hidroksidov v alkalnem mediju, ki membrano nepovratno zamašijo in poškodujejo.
Ključne besede: nanofiltracija, tankoslojne kompozitne (TFC) membrane, karakterizacija membrane, ioni težkih kovin (Zn2+, Cd2+, Pb2+), modelna voda, učinek zadrževanja
Objavljeno v DKUM: 06.05.2010; Ogledov: 4130; Prenosov: 440
Celotno besedilo (2,48 MB)