DE2441311C2 - Process for the manufacture of membranes for reverse osmosis - Google Patents
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Description
3030th
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Membranen für die umgekehrte Osmose durch Verfestigen oder Fällen einer polymerhaltigen Gießlösung und gegebenenfalls Aufbringen der verfestigten Membran auf ein Trägermaterial.The invention relates to a method for producing membranes for reverse osmosis Solidifying or precipitating a polymer-containing casting solution and optionally applying the solidified Membrane on a carrier material.
Es ist bekannt, bei der Wasserreinigung und Süßwassergewinnung aus Meer- und Brackwasser, sowie bei der Konzentrierung von Flüssiggemischen nach dem Prinzip der umgekehrten Osmose eine Ausgangslösung kontinuierlich unter Druck in einer osmotischen Zelle mit einer semipermeablen Membran in Berührung zu bringen und die angereicherte Ausgangslösung kontinuierlich aus der Zelle abzuziehen, die als Konzentrat weiterverarbeitet oder verworfen wird, während an der Niederdruckseite der Membran die gereinigte Flüssigkeit z. B. als Gebrauchswasser gewonnen wird.It is known in water purification and fresh water extraction from sea and brackish water, as well as in the concentration of liquid mixtures according to the principle of reverse osmosis a starting solution continuously under pressure in an osmotic cell in contact with a semipermeable membrane bring and continuously withdraw the enriched starting solution from the cell as a concentrate further processed or discarded, while the purified liquid is on the low-pressure side of the membrane z. B. is obtained as service water.
Zur Herstellung der Membranen wurden bislang Zelluloseester, Polyamide, Polyimide und andere für Wasser gut durchlässige Materialien verwendet, die die gelösten Salze nicht hindurchtreten lassen. Aus Lösungen dieser Polymeren werden die Membranen gegossen und anschließend gefällt. Dabei ist es möglich, durch Einhaltung bestimmter Bedingungen bei der Fällung z.B. gemäß US-PS 3122 132 und 3133137 oder KoIIoId-Z. u. Z. Polymere 246 (1971) 669 asymmetrische Membranen mit relativ hoher Permeabilität herzustellen. So far, cellulose esters, polyamides, polyimides and others have been used to manufacture the membranes Water permeable materials are used, which do not allow the dissolved salts to pass through. From solutions These polymers are cast into the membranes and then precipitated. It is possible to go through Compliance with certain conditions during the precipitation e.g. according to US-PS 3122 132 and 3133137 or KoIIoId-Z. et al., Polymers 246 (1971) 669, relatively high permeability asymmetric membranes.
Alle diese Membranen haben den Nachteil, daß sie In extremen pH-Wert-Bereichen zwischen 1 und 14 nicht stabil sind und Insbesondere von organischen Lösungsmitteln und Insbesondere von Phenol angegriffen werden und somit nicht bei der Reinigung von Industrieabwassern eingesetzt werden können.All of these membranes have the disadvantage that they are In extreme pH ranges between 1 and 14 are not stable and especially of organic solvents and in particular are attacked by phenol and therefore not when cleaning industrial wastewater can be used.
Die Erfindung h;it sich die Aufgabe gestellt, diese Nachtelle zu beseitigen und Insbesondere eine phenolbestandlge. säure- und alkallfeste Membran herzustellen, die insbesondere zur Reinigung von Industrieabwässern eingesetzt werden kann.The invention has set itself the task of this To eliminate disadvantages and in particular a phenol component. to manufacture acid and alkali-resistant membranes, especially for cleaning industrial wastewater can be used.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Membranen für die umgekehrte Osmose durch Verfestigen oder Fällen einer polymerhaltigen Gießlösung und gegebenenfalls Aufbringen der verfestigten Membran auf ein Trägermaterial, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man als Gießlösung eine solche auf Basis von Polyvinylalkohol oder dessen Derivaten, Zeliuloseestern, Polyamiden oder Polyimiden verwendet und nach Einsetzen bzw. Beendigung der Verfestigung oder Fällung die gebildete Membran mindestens auf einer Seite mit einer Bariumsalz bzw. -hydroxid oder einer Aluminiumsall oder Chrom(III)-salz enthaltenden Lösung behandelt.The invention relates to a process for the production of membranes for the reverse Osmosis by solidifying or precipitating a polymer-containing casting solution and optionally applying the solidified membrane on a carrier material, which is characterized in that it is used as a casting solution one based on polyvinyl alcohol or its derivatives, cellulose esters, polyamides or polyimides used and after the onset or termination of solidification or precipitation, the membrane formed at least on one side with a barium salt or hydroxide or an aluminum or chromium (III) salt containing solution treated.
Zweckmäßig führt man die Behandlung bzi Temperaturen von 20 bis 80° C durch.Is advantageously carried out the treatment BZI temperatures of from 20 through to 80 ° C.
Zweckmäßig wird so vorgegangen, daß man eine Gießlösung verwendet, die Ester oder Ketale des Poly-Appropriately, the procedure is that one Casting solution used, the esters or ketals of the poly-
rniTiaihutiuiD, iiioucauiiuctc um mein ms jtü iicicfi on-Gruppen enthält. Besonders vorteilhaft Ist es, wenn man als Gießlösung einen mit Borsäure veresterten Polyvinylalkohol oder eine einen Polyvinylalkohol mit einem Molekulargewicht von 20000 bis 100 000 enthaltende Lösung verwendet. Gute Ergebnisse werden ferner erhalten, wenn man eine Polyvinylbutyral enthaltende Gießlösung verwendet. rniTiaihutiuiD, iiioucauiiuctc um my ms jtü iicicfi on- contains groups. It is particularly advantageous if a boric acid-esterified polyvinyl alcohol or a solution containing a polyvinyl alcohol with a molecular weight of 20,000 to 100,000 is used as the casting solution. Good results have also been obtained using a casting solution containing polyvinyl butyral.
Zweckmäßig wird so vorgegangen, daß man die Membranen bei oder nach ihrer Herstellung auf ein Trägermaterial gleicher oder anderer Art aufbringt.Appropriately, the procedure is that one of the membranes during or after their production on a Applying carrier material of the same or a different type.
Die Erfindung beruht also einmal darauf, daß im Anschluß an die Fällung die Membranen durch Behandlung mit Lösungen der genannten Verbindungen sowohl gegenüber alkalischen und sauren Lösungen als auch gegenüber wäßrigen Lösungen, die Phenol in einer Konzentration von etwa 1 Gew.-% enthalten, beständig gemacht werden können und gleichzeitig für Phenol undurchlässig werden.The invention is based on the fact that, following the precipitation, the membranes through Treatment with solutions of the compounds mentioned both against alkaline and acidic solutions also resistant to aqueous solutions containing phenol in a concentration of about 1% by weight can be made and at the same time become impermeable to phenol.
Die Vernetzung geschieht zweckmäßigerweise mit wäßrigen Lösungen der genannten Verbindungen. Die Lösungen können aber auch organische Lösungsmittel wie wasserlösliche Ketone, Alkohole, Polyäther usw. enthalten. Normalerwelse wird die Nachbehandlung der Membranen bei Zimmertemperatur vorgenommen. Oft ist es jedoch von Vorteil, die Nachbehandlung bei erhöhten Temperaturen vorzunehmen. Bestimmte Filme erhalten dadurch bessere mechanische Eigenschaften und besseres Rückhaltever«.iögen gegenüber Phenol.The crosslinking is expediently done with aqueous solutions of the compounds mentioned. the However, solutions can also contain organic solvents such as water-soluble ketones, alcohols, polyethers, etc. contain. Normally the after-treatment of the Membranes made at room temperature. However, it is often beneficial to have follow-up treatment to undertake elevated temperatures. This gives certain films better mechanical properties and better retention behavior compared to phenol.
! äßt man die Metallsalzlösung von einer Seite her auf den gefäüien Film einwirken, so werden aus zunächst homogenen Filmen asymmetrisch strukturierte Membranen erhalten, was nach Sourirajan (Reverse Osmosis, Academic Press, New York, 1970) durch Flußumkehr nachgewiesen werden kann.! if you let the metal salt solution from one side If the film is affected, films that are initially homogeneous become asymmetrically structured Membranes preserve what according to Sourirajan (Reverse Osmosis, Academic Press, New York, 1970) can be detected by reversing the flow.
Die Erfindung beruht ferner auf der Auswahl bestimmter Polymere für die Gießlösung, nämlich Zelluloseester, insbesondere Zelluloseacetate, ferner Polyvinylalkohole, Polyamide und Polyimide. Weiterhin eignen sich für die Zwecke der Erfindung Derivate des Polyvinylalkohole, besonders die partiellen Ester des Polyvinylalkohole, die etwa 8 bis 100% freie alkoholische Gruppen enthalten. Säuren, deren Ester mit Polyvinylalkohol die Basis für Membranen zur Entphenolung bilden können, sind Essigsäure, Borsäure, Propionsäure, Ameisensäure. Insbesondere die partiellen Borsäureester des Polyvinylalkohole ergeben Membranen, die durch Behandlung mit Barlumsalzen wasserun-The invention is also based on the selection of certain polymers for the casting solution, namely Cellulose esters, in particular cellulose acetates, also polyvinyl alcohols, polyamides and polyimides. Farther For the purposes of the invention, derivatives of polyvinyl alcohols, especially the partial esters, are suitable des polyvinyl alcohols, which are about 8 to 100% free alcoholic Groups included. Acids whose esters with polyvinyl alcohol form the basis for membranes for dephenolation are acetic acid, boric acid, propionic acid, formic acid. In particular the partial Boric acid esters of polyvinyl alcohols result in membranes which, by treatment with Barlum salts,
löslich und phenolbeständig gemacht werden können. Auch die Behandlung mit Chromsalzen führt zu Membranen mit sehr guten Eigenschaften.can be made soluble and phenol resistant. Treatment with chromium salts also leads to Membranes with very good properties.
Ferner können für die Zwecke der Erfindung auch Ketale des Polyvinylalkohole, besonders Ketale des Polyvinylalkohole, die mehr als 5% freie alkoholische Gruppen enthalten, Verwendung finden, wie z. B. Ketale, die mit Formaldehyd, Acetaldehyd und Butyraldehyd erhalten werden.Furthermore, for the purposes of the invention, ketals of polyvinyl alcohols, especially ketals of Polyvinyl alcohols that contain more than 5% free alcoholic groups are used, such as. B. Ketals obtained with formaldehyde, acetaldehyde and butyraldehyde.
Diese Polymeren sind je nach Gehalt an freien OH-Gruppen in verschiedenen Lösungsmitteln löslich. Ist die Zahl der freien alkoholischen Gruppen sehr hoch, z. B. 80% und mehr, so sind die Polymeren in Wasser, Dlmethylsulfoxid und Gemischen, die neben Wasser oder Dimethylsulfoxid, Dimethylformamid, Methanol, Äthanol, Propanol, Glykol, Glycerin, Polyalkohole und Polyäther enthalten, löslich. Die aus solchen Lösungen gegossenen Filme können mit Hilfe von Tetrahydrofuran, Dioxan, Furfurol und Ketonen, wie Aceton, Methyläthylketon, Acetylaceton usw. gefällt werden. In diesen mit Wasser mischbaren Lösungsmitteln sind die an freien alkoholischen Gruppen reichen Polymeren unlöslich. Durch Einhaltung bestimmter Fällbedingungen können asymmetrische Membranen hergestellt werden, wobei es im Zwischengebiet erforderlich ist, Lösungsmitteigemische für jeden einzelnen Fall gesondert zusammenzustellen.These polymers are soluble in various solvents depending on the content of free OH groups. is the number of free alcoholic groups is very high, e.g. B. 80% and more, the polymers are in water, Methyl sulfoxide and mixtures which, in addition to water or dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, methanol, Contains ethanol, propanol, glycol, glycerine, polyalcohols and polyethers, soluble. The ones from such solutions cast films can be made with the help of tetrahydrofuran, dioxane, furfural and ketones such as acetone, Methyl ethyl ketone, acetylacetone, etc. are precipitated. In these water-miscible solvents are the polymers rich in free alcoholic groups are insoluble. By observing certain felling conditions asymmetrical membranes can be produced, whereby it is necessary in the intermediate area, Compile solvent mixes separately for each individual case.
Vorteilhaft können Membranen für Verfahren der umgekehrten Osmose durch Vereinigung eines sehr dünnen Films aus einem Polymeren nach dieser Erfindung mit einer porösen Unterlage, die als Träger für den Film dient, hergestellt werden. Diese porösen Unterlagen oder Träger können aus eitern polymeren Material der gleichen Art wie der Film nach dieser Erfindung oder aus völlig anderen Werkstoffen wie z. B. Zellstoffvliesen oder Glasvliesen bestehen.Membranes can be used for reverse osmosis processes by combining a very beneficial membrane thin film of a polymer according to this invention with a porous base which serves as a support for the film is used to be produced. These porous substrates or supports can be made of suppurative polymers Material of the same type as the film after this one Invention or from completely different materials such. B. cellulose fleece or glass fleece.
Die Polymermaterialien können gemäß Erfindung in Form von Formkörpern, wie Filme, Membranen, porösen Schichtträgern, Hohifasern oder Schläuchen vorliegen und zeichnen sich durch hohe chemische Beständigkeit aus. Insbesondere sind sie unempfindlich gegenüber Schwankungen im pH-Bereich von 1 bis 14 und sind innerhalb eines weiten Temperaturbereiches thermisch stabil. Sie haben eine gute mechanische Festigkeit, sind sowohl im trockenen als auch im nassen Zustand zäh und flexibel und können innerhalb eines weiten Temperaturbereiches eingesetzt werden.According to the invention, the polymer materials can be in the form of shaped bodies, such as films, membranes, porous Layer carriers, hollow fibers or hoses are present and are characterized by high chemical resistance the end. In particular, they are insensitive to fluctuations in the pH range from 1 to 14 and are thermally stable within a wide temperature range. They have good mechanical strength, are tough and flexible both when dry and when wet and can be used within a wide temperature range can be used.
Weiterhin zeigen die Membranen im Gegensatz zu den bekannten Membranen bei steigender Salz- bzw. Metallionenkonzentration im Ausgangswasser eine Erhöhung der Stabilität der Membranen.Furthermore, in contrast to the known membranes, the membranes show with increasing salt or Metal ion concentration in the outlet water increases the stability of the membranes.
Die Polymermaterialien gemäß Erfindung werden vorzugsweise für die Entphenolung von Wässern, für die Entsalzung von Salzwasser und für die Gewinnung von Trinkwasser aus Brackwasser oder Meerwasser nach einstufigen oder mehrstufigen Verfahren verwendet. Sie können darüber hinaus bei allen Trennverfahren vorteilhaft verwendet werden, die nach dem Prinzip der umgekehrten Osmose arbeiten. Beispiele solcher Verfahren sind die Aufbereitung und Reinigung von Industriewasser, die Konzentrierung und Gewinnung der verschiedensten chemischen Verbindungen wie Chloride, Sulfate, Borate, Carbonate, Nitrate, Düngemittel, Glutamate, Tannlne und Schwermetallsalze, die Konzentrierung von Nahrungsmitteln wie Cltrussäften, Tomatensaft, Obstkonserven und Obstsäften im allgemeinen, Zuckcrlösungen, Milch, Kaffee- und Teextrakten. die Trennung von Flüssigkeitsgemischen, die Trennung und Konzentrierung von biologischen und pharmazeutischen Substanzen, wie Hormone, Proteine, Vitamine, Antibiotika, Impfstoffe, Aminosäuren usw. sowie für alle anderen Trenn- und Konzentrierungsverfahren, bei denen das Prinzip der umgekehrten Osmose anwendbar ist.The polymer materials according to the invention are preferably used for the dephenolation of waters, for the desalination of salt water and for the extraction of drinking water from brackish water or sea water single-stage or multi-stage process used. In addition, they can be advantageous in all separation processes which work on the principle of reverse osmosis can be used. Examples of such Processes are the treatment and purification of industrial water, concentration and extraction various chemical compounds such as chlorides, sulfates, borates, carbonates, nitrates, fertilizers, Glutamates, fir and heavy metal salts, the concentration of foods such as citrus juices, Tomato juice, canned fruit and fruit juices in general, sugar solutions, milk, coffee and tea extracts. the separation of liquid mixtures, the separation and concentration of biological and pharmaceutical substances such as hormones, proteins, vitamins, Antibiotics, vaccines, amino acids etc. as well as for all other separation and concentration processes, where the principle of reverse osmosis is applicable.
A. Herstellung des PolymerenA. Preparation of the polymer
30 g Polyvinylalkohol des Molgewichtes 100000 (Verseifungsgrad 86 bis 89%) wurden unter kräftigem Rühre" in 3,3 Liter Wasser gelöst. Danach wurden 6 ml einer wäßrigen Lösung von 20 Gew. -96 Natriumhydroxid zugesetzt. In der Siedehitze tropfte man nun eine Lösung von 5,25 g Borsäure in 95 ml Äthanol langsam zu. Nach etwa lstündigem Kochen wurde auf 20° C abgekühlt. Das Produkt wurde mit Aceton gefällt und gewaschen.30 g of polyvinyl alcohol with a molecular weight of 100,000 (degree of saponification 86 to 89%) were vigorously Stir "dissolved in 3.3 liters of water. Then 6 ml of an aqueous solution of 20% by weight of sodium hydroxide added. A solution of 5.25 g of boric acid in 95 ml of ethanol was then slowly added dropwise at the boiling point to. After boiling for about 1 hour, the mixture was cooled to 20 ° C. The product was precipitated with acetone and washed.
B. Herstellung der GießlösungB. Preparation of the casting solution
21 g des gewonnenen Polymers ließ man einen Tag in einem Gemisch aus 60% DMSO, 30% Äthanol und 10% Wasser vorquellen. Anschließend wurde unter langsamem Erwärmen das Polymer in 285 g Lösungsmittel gelöst.21 g of the polymer obtained were left for one day in a mixture of 60% DMSO, 30% ethanol and Pre-swell 10% water. The polymer was then dissolved in 285 g of solvent with slow heating solved.
C. Herstellung der MembranC. Making the membrane
Die Gießlösung wurde bei erhöhter Temperatur auf einer Platte aus V2A-Staiil zu einem Film von etwa 1 mm Dicke ausgezogen. Nach einer Wartezeit von 5 Minuten wurde durch Eintauchen In Aceton die Membran gefällt. Danach wurde die Membran mit einer gesättigten Lösung von Bariumhydroxid in Wasser bei 20° C behandelt. Anschließend wurde die .Membran von der Platte gelöst und entsprechende Flächen zur Untersuchung auf ihre Eigenschaften herausgeschnitten.The casting solution turned into a film of approx 1 mm thick. After a waiting time of 5 minutes, the Membrane like. Thereafter, the membrane was treated with a saturated solution of barium hydroxide in water Treated at 20 ° C. The membrane was then detached from the plate and appropriate areas for examination cut out on their properties.
D. Eigenschaften der MembranD. Properties of the membrane
Bei einem Druck von 50 bar auf der Zuflußseite und einem Druck von 1 bar auf der Produktseite wurden der Fluß und der Phenolrückhalt in einer Testapparatur gemessen. Der Zufluß bestand aus einer Lösung von 0,2 Gew.-% Phenol in Wasser. Es wurden Experimente an Lösungen mit dem pH-Wert 12 und 5 durchgeführt. Folgende Ergebnisse wurden gefunden:At a pressure of 50 bar on the inflow side and a pressure of 1 bar on the product side the flow and the phenol retention measured in a test apparatus. The feed consisted of a solution of 0.2 wt% phenol in water. Experiments on solutions with pH 12 and 5 were carried out. The following results were found:
pH-Wert der Lösung PhenolrückhaltpH of the solution phenol retention
83%83%
55%55%
0,100m/d
0,100 m/d0.100m / d
0.100 m / d
Aus einem Polyvinylalkohol mit dem Molgewicht 45 000 und dem Verseifungsgrad von 97 bis 99,5% (Polyvlol der Firma Wacker) wurde eine Lösung von 16 Gew.-% in Wasser hergestellt. Die Lösung wurde eine Woche lang bei 50° C aufbewahrt, bevor sie auf einer V2A-Platte zu einem Film von etwa 1 mm Dicke ausgezogen wurde. Man ließ nach dem Ziehen des Filmes 5 Minuten an der Luft stehen und fällte dann die Membran durch Eintauchen in ein Acetonbad beiMade from a polyvinyl alcohol with a molecular weight of 45,000 and a degree of saponification from 97 to 99.5% (Polyvlol from Wacker) a solution of 16% by weight in water was prepared. The solution became a Stored at 50 ° C for a week before turning into a film about 1 mm thick on a V2A plate was pulled out. After pulling the film, it was left to stand in the air for 5 minutes and then precipitated the membrane by immersion in an acetone bath
20° C. Nach Beendigung der Fällung wurde die Membran mit einer gesättigten Lösung von Kaliumchromalaun bei 40° C einige Stunden behandelt. Danach wurde die Membran mit Wasser bei 20° C gespült, um überschüssiges Chrom zu entfernen. Zur Untersuchung ihrer Eigenschaften wurden entsprechende Flächen aus der Membran herausgetrennt und in eine Testapparatur eingespannt20 ° C. After the completion of the precipitation, the membrane was coated with a saturated solution of potassium chrome alum Treated at 40 ° C for a few hours. The membrane was then rinsed with water at 20 ° C remove excess chrome. Appropriate areas were selected to investigate their properties separated from the membrane and clamped in a test apparatus
Bei einem Druck von 50 bar auf der Zuflußseite und einem Druck von 1 bar auf der Produktseite wurden Wasserfluß durch die Membran und Phenolrückhalt gemessen. Der Zufluß bestand aus einer Lösung von 0,2 Gew.-% Phenol la Wasser. Es wurden Versuche an Lösungen des pH-Wertes 12 und 5 durchgeführt. Folgende Ergebnisse wurden erhalten:At a pressure of 50 bar on the inflow side and a pressure of 1 bar on the product side Water flow through the membrane and phenol retention measured. The feed consisted of a solution of 0.2% by weight phenol la water. Tests were carried out on solutions with a pH of 12 and 5. The following results were obtained:
2020th
Ein Polyvinylbutyral mit dem Polymerisationsgrad 60 und einem Gehalt von 12 bis 16% an alkoholischen Gruppen und einem Gehalt von 1% an Acetat-Gruppen, der Rest Butyrai wurde mit einer Konzentration von 25 Gew.-% in einem Gemisch von Dimethylformamid und Äthanol unter Rühren und Erwärmen gelöst. Die Lösung wurde bei Zimmertemperatur auf einer Platte aus V2A-Stahl zu einem Film von etwa 1 mm Dicke ausgezogen. Nach einer Wartezeit von 5 Minuten wurde durch Eintauchen in Eiswasser die Membran gefällt. Nach Beendigung der Fällung wurde die Membran mit einer gesättigten Lösung von Kaliumchromalaun bei 400C einige Stunden behandelt. Danach wurde die Membran mit Wasser von 20° C gespült, um überschüssiges Chrom zu entfernen. Zur Untersuchung ihrer Elgenscnaften bei dem Prozeß der umgekehrten Osmose wurden Stücke entsprechender Größe aus der Membran herausgetrennt und in eiiv=·. Testapparatur eingespannt.A polyvinyl butyral with a degree of polymerization of 60 and a content of 12 to 16% of alcoholic groups and a content of 1% of acetate groups, the remainder butyrai with a concentration of 25% by weight in a mixture of dimethylformamide and ethanol with stirring and heating dissolved. The solution was drawn out on a V2A steel plate at room temperature to form a film about 1 mm thick. After a waiting time of 5 minutes, the membrane was precipitated by immersion in ice water. After the end of the precipitation, the membrane was treated with a saturated solution of potassium chrome alum at 40 ° C. for a few hours. The membrane was then rinsed with water at 20 ° C. in order to remove excess chromium. In order to investigate their properties in the reverse osmosis process, pieces of the appropriate size were removed from the membrane and packed into egg. Test apparatus clamped.
Bei einem Druck von 50 bar auf der Zuflußseite und einem Druck von 1 bar auf der Produktseite wurden Wasserfluß durch die Membran und Phenolrückhalt gemessen. Der Zufluß bestand aus einer Lösung von 0,2 Gew.-% Phenol in Wasser und hatte den pH-Wert 12. Folgende Ergebnisse wurden erhalten:At a pressure of 50 bar on the inflow side and a pressure of 1 bar on the product side Water flow through the membrane and phenol retention measured. The feed consisted of a solution of 0.2% by weight phenol in water and had a pH value of 12. The following results were obtained:
pH-Wert der Lösung Phenolrückhalt ProduktfiußpH of the solution phenol retention product flow
33%33%
3,29 m/d3.29 m / d
5555
Polyvinylacetat des Molgewichtes 110 000 (Mowilith 30 der Firma Farbwerke Hoechst) wurden mit einer Konzentration von 20 Gew.-% in einem Gemisch aus Methanol und Aceton gelöst. Die klare, viskose Lösung wurde auf einer Platte aus V2A-Stahl zu einem Film von etwa I mm Dicke ausgezogen. Nach einer Wartezeit von 5 Minuten wurde durch Eintauchen in Eiswasser die Membran gefällt. Nach Beendigung der Fällung wurde die MeiPbran mit einer gesättigten Lösung von Kaliumcbromalauri bei 40° C einige Stunden behandelt. Danach wurde die Membran mit Wasser von 20° C gespült, um überschüssiges Chrom zu entfernen. Zur Untersuchung ihrer Eigenschaften bei dem Prozeß der umgekehrten Osmose wurden Stücke entsprechender Größe aus der Membran herausgetrennt und in eine Testapparatur eingespannt.Polyvinyl acetate with a molecular weight of 110,000 (Mowilith 30 from the company Farbwerke Hoechst) were with a Concentration of 20% by weight dissolved in a mixture of methanol and acetone. The clear, viscous solution was drawn out on a plate made of V2A steel to form a film about 1 mm thick. After a wait The membrane was precipitated by immersion in ice water for 5 minutes. After the precipitation is complete was the MeiPbran with a saturated solution of Treated potassium bromalauri at 40 ° C for a few hours. The membrane was then rinsed with water at 20 ° C. in order to remove excess chromium. To the Studying their properties in the reverse osmosis process, pieces became more appropriate Size separated from the membrane and clamped in a test apparatus.
Bei einem Druck von 50 bar auf der Zuflußseite und einem Druck von 1 bar auf der Produktseite wurden Wasserfluß durch die Membran und Phenolrückhalt gemessen. Der Zufluß bestand aus einer Lösung von 0,2 Gew.-96 Phenol in Wasser und hatte den pH-Wert 5. Der Produktfluß unter diesen Bedingungen betrug 0,75 m/d; der Phenolrückhalt 32%.At a pressure of 50 bar on the inflow side and a pressure of 1 bar on the product side Water flow through the membrane and phenol retention measured. The feed consisted of a solution of 0.2% by weight phenol in water and had a pH value of 5. The product flow under these conditions was 0.75 m / d; the phenol retention 32%.
Ein Polyvinylalkohol des Molgewichts 80 000, der zu 86 bis 89% verseift war (Rest-Acetatgruppen) wurde nach der unter Beispiel 1 erläuterten Arbeitsweise entsprechend mit Borsäure verestert. Dabei wurden bis auf einen geringen Rest von etwa 1 bis 2* die freien alkoholischen Gruppen verestert. Aus dem Produkt wurde eine 7,5 Gew.-% enthahtnde Lösung in einem Gemisch aus 60% DMSO, 30% Äthanol und 10% Wasser hergestellt. Die Lösung wurde bei etwas erhöhter Temperatur auf einer Platte aus V2A-Stahl zu einem Film von etwa 1 mm Dicke ausgezogen. Nach einer Wartezeit von 5 Minuten wurde die Membran durch Eintauchen in Methyläthylketon bei 20° C gefällt. Nach Beendigung der Fällung wurde die Membran mit einer gesättigten Lösung von Kaliumchromalaun in Wasser bei 40° C einige Stunden behandelt. Danach wurde die Membran mit Wasser von 20° C gespült, um überschüssiges Chrom zu entfernen. Zur Untersuchung ihrer Eigenschaften bei dem Prozeß der umgekehrten Osmose wurden Stücke entsprechender Größe aus der Membran herausgetrennt und in eine Testapparatur eingespannt.A polyvinyl alcohol with a molecular weight of 80,000, which was 86 to 89% saponified (residual acetate groups) esterified with boric acid according to the procedure explained in Example 1. Up to to a small remainder of about 1 to 2 * the free ones esterified alcoholic groups. The product became a 7.5% by weight solution in one Mixture of 60% DMSO, 30% ethanol and 10% Water produced. The solution became one at a slightly elevated temperature on a plate made of V2A steel Film about 1 mm thick pulled out. After a waiting time of 5 minutes, the membrane was broken Immersion in methyl ethyl ketone at 20 ° C precipitated. After the completion of the precipitation, the membrane was with a saturated solution of potassium chrome alum in water Treated at 40 ° C for a few hours. The membrane was then rinsed with water at 20 ° C. to remove excess Remove chrome. To study their properties in the process of the reverse Osmosis, pieces of appropriate size were separated from the membrane and placed in a test apparatus clamped.
Bei einem Druck von 50 bar auf der Zuflußseite und einem Druck von 1 bar auf der Prcriuktselte wurden der Wasserfluß durch die Membran und der Phenolrückhalt gemessen. Der Zufluß bestand aus einer Lösung von 0,2 Gew.-% Phenol in Wasser. Die pH-Werte betrugen 12 und 5. In einem Versuch wurden einer Phenollösung des pH-Wertes 5 0,02 Gew.-% Kochsalz zugesetzt. Folgende Ergebnisse wurden erhalten.At a pressure of 50 bar on the inflow side and a pressure of 1 bar on the Prcriuktselte were the water flow through the membrane and the phenol retention were measured. The tributary consisted of one Solution of 0.2% by weight phenol in water. The pH values were 12 and 5. In an experiment were 0.02% by weight of sodium chloride was added to a phenol solution of pH 5. The following results were received.
pH-Wert
der LösungPH value
the solution
SalzgehaltSalinity
Phenolrückhalt ProduktnußPhenol retention product nut
0 82%0 82%
0 46%0 46%
0,02 Gew.-% 69%0.02 wt% 69%
0,15 m/d
0,2 m/d
0,18 m/d0.15 m / d
0.2 m / d
0.18 m / d
Ein Polyvinylalkohol des Molgewichtes 45 000 mit dem Verselfungsgrad 97 bis 99,5% wurde der im Beispiel 1 beschriebenen Arbeitswelse entsprechend mit Borsäure verestert. Dabei wurden etwa 75% der freien alkoholischen Gruppen verestert. Das Produkt wurde in einem Gemisch aus 60% DMSO, 30% Äthanol und 10% V/asser aufgelöst, so daß eine klare, viskose Lösung mit einer Konzentration von 10 Gew.-% entstand. Die erhal tene Lösung wurde bei etwas erhöhter Temperatur auf einer Platte aus V2A-Stahl zu einem Film von etwa 1 mm Dicke ausgezogen. Nach einer Wartezeit von 5 Minuten wurde die Membran durch Eintauchen in Aceton bei 20° C gefällt. Nach Beendigung der Fällung wurde die Membran mit einer gesättigten Lösung vonA polyvinyl alcohol with a molecular weight of 45,000 and a degree of silvering of 97 to 99.5% was im Example 1 described working catfish esterified accordingly with boric acid. About 75% of the free esterified alcoholic groups. The product was in a mixture of 60% DMSO, 30% ethanol and 10% V / ater dissolved, leaving a clear, viscous solution with a concentration of 10 wt .-% resulted. The obtained solution was at a slightly elevated temperature a plate made of V2A steel to form a film about 1 mm thick. After a waiting period of The membrane was precipitated by immersion in acetone at 20 ° C. for 5 minutes. After the precipitation is complete was the membrane with a saturated solution of
Kaliumchromalaun in Wasser bei 40° C einige Zelt behandelt. Danach wurde die Membran mit Wasser von 20° C gespült, um überschüssiges Chrom zu entfernen. Zur Untersuchung ihrer Eigenschaften bei dem Prozeß der umgekehrten Osmose wurden Stücke entsprechender Größe aus der Membran herausgetrennt und In eine Testapparatur eingespannt.Potassium chrome alum treated in water at 40 ° C some tent. Then the membrane was covered with water Rinsed 20 ° C to remove excess chromium. To study their properties in the process the reverse osmosis pieces of appropriate size were separated from the membrane and into a Test apparatus clamped.
Bei einem Druck von 50 bar auf der Zuflußseite und einem Druck von 1 bar auf der Produktseite wurden der Wssserfluß durch die Membran und der Phenolrückhalt gemessen. Der Zufluß bestand aus einer Lösung von 0,2 Gew.-% Phenol In Wasser. Die pH-Werte der Lösung waren 12 und 5. In einem Versuch wurde einer Phenollösung des pH-Wertes 5 0,02 Gew.-* Kochsalz zugesetzt. Folgende Ergebnisse wurden erhalten:At a pressure of 50 bar on the inflow side and a pressure of 1 bar on the product side the water flow through the membrane and the phenol retention measured. The feed consisted of a solution of 0.2% by weight phenol in water. The pH levels the solution was 12 and 5. In one experiment, a phenol solution of pH 5 was 0.02 Weight * table salt added. The following results were obtained:
pH-Weri der LösungpH Weri the solution
91% 0,07 m/d91% 0.07 m / d
46% 0,12 m/d46% 0.12 m / d
0,02 Gew.-% 60% 0,12 m/d0.02% by weight 60% 0.12 m / d
2020th
Polyvinylalkohol des Molgewichtes 100 000 mit einem Verseifungsgrad von 86 bis 89% wurde der im Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise entsprechend mit Borsäure verestert. Dabei wurden etwa 25% der freien alkoholischen Gruppen verestert. Das Produkt wurde in einem Gemisch aus 60% DMSO, 30% Äthanol und 10% Wasser aufgelöst, so daß eine klare, viskose Lösung mit einer Konzentration von 5 Gew.-% entstand. Die erhaltene Lösung wurde bei etwas erhöhter Temperatur aut einer Platte aus V2A-Stahl zu einem Film von etwaPolyvinyl alcohol of molecular weight 100,000 with a degree of saponification of 86 to 89% was the im Example 1 described procedure esterified accordingly with boric acid. About 25% of the free esterified alcoholic groups. The product was in a mixture of 60% DMSO, 30% ethanol and 10% Dissolved water, so that a clear, viscous solution with a concentration of 5 wt .-% was formed. The received At a slightly elevated temperature, the solution turned into a film of about
VI U „i ,. ti/ >n~Al» ..«— „«VI U "i,. ti / > n ~ A l »..« - "«
! nun Dicke ausgezogen. Nach eine
5 Minuten wurde die Membran durch Eintauchen in Aceton bei 20° C gefällt. Nach Beendigung der Fällung
wurde die Membran mit einer gesättigten Lösung von Kaliumalaun [K Al (SO4)2] in Wasser bei 40= C einige
Zeit behandelt. Danach wurde die Membran mit Wasser bei 20c C gespült, um überschüssiges Alumi-! now thick undressed. After a
The membrane was precipitated by immersion in acetone at 20 ° C. for 5 minutes. After the end of the precipitation, the membrane was treated with a saturated solution of potassium alum [K Al (SO 4 ) 2 ] in water at 40 ° C. for some time. The membrane was then rinsed with water at 20 c C to remove excess aluminum
nium zu entfernen. Zur Untersuchung ihrer Eigenschaften bei dem Prozeß der umgekehrten Osmose wurden Stücke entsprechender Größe aus der Membran hcrausgetrennt und In eine Testapparatur eingespannt.nium to remove. To study their properties in the reverse osmosis process, pieces of appropriate size were separated from the membrane and clamped in a test apparatus.
Bei einem Druck von 50 bar auf der Zuflußseite und einem Druck von 1 bar auf der Produktseite wurden der Wasserfluß und der Phenolrückhalt gemessen. Der Zufluß bestand aus einer Lösung von 0,2 Gew.-% Phenol in Wasser. Es wurden Lösungen mit den pH-Werten 12 und 5 verwendet. Folgende Ergebnisse wurden erhalten:At a pressure of 50 bar on the inflow side and a pressure of 1 bar on the product side the water flow and the phenol retention were measured. The feed consisted of a solution of 0.2 Wt% phenol in water. Solutions with pH values 12 and 5 were used. The following results were received:
pH-Wert der LösungpH of the solution
ProduktflußProduct flow
75%
43%75%
43%
0,12 m/d
0,15 m/d.0.12 m / d
0.15 m / d.
Celluloseacetat des Molgewichtes 24 000 mit einem Acetalislerungsgrad von 39,8% wird in einem Gemisch aus 60 Gew.-% Aceton und 40 Gew.-% Formamid mit einer Konzentration von 25 Gew.-% aufgelöst. Die erhaltene Lösung wurde auf einer Platte aus V2A-Stahl zu einem Film von etwa 1 mm Dicke ausgezogen. Nach einer Wartezeit von ca. 1 Minute wurde die Membran durch Eintauchen in Eiswasser gefällt. Nach Beendigung der Fällü.ig wurde die Membran mit einer gesättigten Lösung von Kaliumchromalaun [K Cr (SO^l bei 40° C etwa 4 Stunden lang behandelt. Danach wurde die Membran, um überschüssiges Chrom zu entfernen, mit Wasser bei 20° C gespült. Zur Untersuchung Ihrer Eigenschaften bei dem Prozeß der umgekehrten Osmose wurden Stücke entsprechender Größe aus der Membran herausgetrennt und in eine Testapparatur eingespannt.Cellulose acetate of molecular weight 24,000 with a degree of acetalization of 39.8% is in a mixture dissolved from 60 wt .-% acetone and 40 wt .-% formamide with a concentration of 25 wt .-%. the The solution obtained was drawn out on a plate made of V2A steel to form a film about 1 mm thick. To After a waiting time of about 1 minute, the membrane was precipitated by immersion in ice water. After completion the membrane was saturated with a precipitate Solution of potassium chrome alum [K Cr (SO ^ l bei 40 ° C for about 4 hours. The membrane was then used to remove excess chromium Rinsed with water at 20 ° C. To study their properties in the process of the reverse Osmosis, pieces of appropriate size were separated from the membrane and placed in a test apparatus clamped.
Sei einem Druck von 50 bar auf der Zuflußscite und einem Druck von 1 bar auf der Produktseite wurden der Wasserfluß und der Phenolrückhalt gemessen. Der Zufluß bestand aus einer Lösung von 0,2 Gew.-% Phenol in Wasser vom pH-Wert 5. Bei einem Produktfluß von 0,5 m/d betrug der Phenolrückhalt 58%.Let a pressure of 50 bar on the influx slope and the water flow and the phenol retention were measured at a pressure of 1 bar on the product side. Of the Inflow consisted of a solution of 0.2 wt .-% phenol in water of pH 5. At one With a product flow of 0.5 m / d, the phenol retention was 58%.
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-
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