• No results found

Functionalization of Synthetic Polymers for Membrane Bioreactors

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "Functionalization of Synthetic Polymers for Membrane Bioreactors"

Copied!
2
0
0

Loading.... (view fulltext now)

Full text

(1)

Functionalization of Synthetic Polymers for Membrane Bioreactors

HAMIDREZA BARGHI

Department of Chemical and Biological Engineering Chalmers University of Technology

ABSTRACT

Membrane bioreactors (MBRs) show great promise for productivity improvement and energy conservation in conventional bioprocesses for wastewater reclamation. In order to attain high productivity in a bioprocess, it is crucial to retain the microorganisms in the bioreactors by preventing wash out. This enables recycling of the microorganisms, and is consequently saving energy. The main feature of MBRs is their permeable membranes, acting as a limitative interface between the medium and the microorganisms. Permeation of nutrients and metabolites through the membranes is thus dependent on the membrane characteristics, i.e. porosity, hydrophilicity, and polarity.

The present thesis introduces membranes for MBRs to be used in a continuous feeding process, designed in the form of robust, durable, and semi-hydrophilic films that constitute an effective barrier for the microorganisms, while permitting passage of nutrients and metabolites. Polyamide 46 (polytetramethylene adipamide), a robust synthetic polymer, holds the desired capabilities, with the exception of porosity and hydrophilicity. In order to achieve adequate porosity and hydrophilicity, bulk functionalization of polyamide 46 with different reagents was performed. These procedures changed the configuration from dense planar to spherical, resulting in increased porosity. Hydroxyethylation of the changed membranes increased the surface tension from 11.2 to 44.6 mJ/m2. The enhanced hydrophilicity of PA 46 resulted in high productivity of

biogas formation in a compact MBR, due to diminished biofouling. Copolymerization of hydrophilized polyamide 46 with hydroxymethyl 3,4-ethylenedioxythiophene revealed electroconductivity and hydrophilic properties, adequate for use in MBRs. To find either the maximal pH stability or the surface charge of the membranes having undergone carboxymethylation, polarity and the isoelectric point (pI) of the treated membranes were studied by means of a Zeta analyzer. The hydroxylated PA 46 was finally employed in a multilayer membrane bioreactor and compared with hydrophobic polyamide and PVDF membranes. The resulting biogas production showed that the hydroxylated PA 46 membrane was, after 18 days without regeneration, fully comparable with PVDF membranes.

Keywords: Bioreactor, Functionalization, Hydrophilic, Membrane, Polyamide 46, Synthetic Polymer

(2)

CHALMERS

Functionalization of Synthetic Polymers for Membrane

Bioreactors

HAMIDREZA BARGHI

Akademisk avhandling som för avläggande av teknologie

Doktorsexamen vid Chalmers tekniska högskola försvaras vid offentlig disputation den 7 march 2014, klockan 10.00 i KB-salen, Götenborg.

Avhandlingen försvaras på engelska. Fakultetsopponent är Dr. Wim Doyen,

Vito Institute, Mol, Belgium

Institutionen för kemi-och bioteknik CHALMERS TEKNISKA HÖGSKOLA

412 96 Göteborg Telefon 031-772 1000 Ingenjörshögskolan HÖGSKOLAN I BORÅS 50 190 Borås Telefon 033-435 4000

References

Related documents

Tillväxtanalys har haft i uppdrag av rege- ringen att under år 2013 göra en fortsatt och fördjupad analys av följande index: Ekono- miskt frihetsindex (EFW), som

Generella styrmedel kan ha varit mindre verksamma än man har trott De generella styrmedlen, till skillnad från de specifika styrmedlen, har kommit att användas i större

I regleringsbrevet för 2014 uppdrog Regeringen åt Tillväxtanalys att ”föreslå mätmetoder och indikatorer som kan användas vid utvärdering av de samhällsekonomiska effekterna av

Parallellmarknader innebär dock inte en drivkraft för en grön omställning Ökad andel direktförsäljning räddar många lokala producenter och kan tyckas utgöra en drivkraft

Närmare 90 procent av de statliga medlen (intäkter och utgifter) för näringslivets klimatomställning går till generella styrmedel, det vill säga styrmedel som påverkar

I dag uppgår denna del av befolkningen till knappt 4 200 personer och år 2030 beräknas det finnas drygt 4 800 personer i Gällivare kommun som är 65 år eller äldre i

Den förbättrade tillgängligheten berör framför allt boende i områden med en mycket hög eller hög tillgänglighet till tätorter, men även antalet personer med längre än

På många små orter i gles- och landsbygder, där varken några nya apotek eller försälj- ningsställen för receptfria läkemedel har tillkommit, är nätet av