Synthesis and Characterization of Indigenous Hydrophilized Polyvinylidene Fluoride Membrane for Drinking Water Purification: Experimental Study and Modeling Aspects

Simple item page
dc.citation.epage250
dc.citation.issue2
dc.citation.spage239
dc.citation.volume14
dc.contributor.affiliationOsmania University
dc.contributor.affiliationCSIR-Indian Institute of Chemical Technology
dc.contributor.authorRavichand, Kancharla
dc.contributor.authorKumar, Vadeghar Ramesh
dc.contributor.authorReddy, Ginuga Prabhaker
dc.contributor.authorSridhar, Sundergopal
dc.coverage.placenameЛьвів
dc.coverage.placenameLviv
dc.date.accessioned2020-12-30T08:53:22Z
dc.date.available2020-12-30T08:53:22Z
dc.date.created2020-01-24
dc.date.issued2020-01-24
dc.description.abstractПроведено гідрофілізацію полівініліденфлуоридних мембран (ПВДФ) внаслідок змішування з полівініловим спиртом (ПВС), і подальшим зшиванням із глутаральдегідом. Синтезовані мембрани досліджені в процесах очищення поверхневих вод. Для вивчення поверхневої і поперечної морфології та міжмолекулярних взаємодій проведені дослідження мембран з використанням скануючої електронної мікроскопії та спектроскопії Фур’є. Вивчено вплив параметрів, а саме: тиску, часу та концентрації зшиваючого агента на ефективність процесу. Для прогнозування впливу концентраційної поляризації на ефективність розділення і частоту зворотного промивання на основі експериментально встановлених даних граничного потоку, осмотичного тиску та моделі блокування пор знайдено відповідну теоретичну модель. Встановлено, що модель осмотичного тиску є придатною моделлю, а прогнозовані результати добре узгоджуються з експериментальними даними. Після перевірки моделі для синтезованої мембрани, проведено симуляцію для прогнозування утворення осаду та визначено час зворотного промивання 97 год. Для підтвердження економічної доцільності розробленого процесу проведено оцінку вартості пілотної установки потужністю 1000 м3/добу
dc.description.abstractIndigenous polyvinylidene fluoride (PVDF) membrane was hydrophilized by blending with polyvinyl alcohol (PVA) which was further cross-linked with glutaraldehyde and tested for surface water purification. Synthesized membranes were characterized by SEM and FTIR to study the surface and cross-sectional morphologies and intermolecular interactions, respectively. The effect of parameters, namely feed pressure, operational time, and the cross-linking agent concentration on the process efficiency was studied. PVDF/PVA blend membrane exhibited a reasonable process flux of 205 l/m2·h at 0.5 MPa and ambient temperature of 308 K. Experimental data were fitted to the limiting flux, osmotic pressure and pore blocking model to find the suitable theoretical model to predict the effect of concentration polarization on the separation performance and back flushing frequency. Osmotic pressure model was found to be a suitable model and the predicted results from the model were in agreement with the experimental findings. After the model was validated for the synthesized membrane, the simulation was carried out to predict the cake formation and the back flushing time was found as 97 h. Cost estimation was carried out for a pilot plant of capacity of 1000 m3/day to emphasize the economic feasibility of the developed process.
dc.format.extent239-250
dc.format.pages12
dc.identifier.citationSynthesis and Characterization of Indigenous Hydrophilized Polyvinylidene Fluoride Membrane for Drinking Water Purification: Experimental Study and Modeling Aspects / Kancharla Ravichand, Vadeghar Ramesh Kumar, Ginuga Prabhaker Reddy, Sundergopal Sridhar // Chemistry & Chemical Technology. — Lviv : Lviv Politechnic Publishing House, 2020. — Vol 14. — No 2. — P. 239–250.
dc.identifier.citationenSynthesis and Characterization of Indigenous Hydrophilized Polyvinylidene Fluoride Membrane for Drinking Water Purification: Experimental Study and Modeling Aspects / Kancharla Ravichand, Vadeghar Ramesh Kumar, Ginuga Prabhaker Reddy, Sundergopal Sridhar // Chemistry & Chemical Technology. — Lviv : Lviv Politechnic Publishing House, 2020. — Vol 14. — No 2. — P. 239–250.
dc.identifier.doidoi.org/10.23939/chcht14.02.239
dc.identifier.urihttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/55787
dc.language.isoen
dc.publisherВидавництво Львівської політехніки
dc.publisherLviv Politechnic Publishing House
dc.relation.ispartofChemistry & Chemical Technology, 2 (14), 2020
dc.relation.references[1] Brehant A., Bonnelye V., Perez M.: Desalination, 2002, 144, 353. https://doi.org/10.1016/S0011-9164(02)00343-0
dc.relation.references[2] Wilf M., Schierach M.: Desalination, 2001, 135, 61. https://doi.org/10.1016/S0011-9164(01)00139-4
dc.relation.references[3] Pathak T., Chung K.: J. Ind. Eng. Chem., 2006, 12, 539.
dc.relation.references[4] Hashim N., Liu F., Li K.: J. Membrane Sci., 2009, 345, 134. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2009.08.032
dc.relation.references[5] Meng X., Zhao L., Wang L. et al.: Water Sci. Technol., 2012, 66, 2074. https://doi.org/10.2166/wst.2012.380
dc.relation.references[6] Liu F., Hashim N., Liu Y. et al.: J. Membrane Sci., 2011, 375, 1. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2011.03.014
dc.relation.references[7] Mailvaganam M., Goodboy K., Bai J.: US Pat. 6024872, Publ. Feb. 15, 2000.
dc.relation.references[8] Rhim J.-W., Kim J.-S., Park C.-Y. et al.: Membrane J., 2013, 23, 312. http://membranejournal.or.kr/journalarticle.php?code=12316
dc.relation.references[9] Li N., Xiao C., An S., Hu X.: Desalination, 2010, 250, 530. https://doi.org/10.1016/j.desal.2008.10.027
dc.relation.references[10] Wang X., Chen C., Liu H., Ma J.: Water Res., 2008, 42, 4656. https://doi.org/10.1016/j.watres.2008.08.005
dc.relation.references[11] Linares A., Nogales A., Rueda D., Ezquerra T.: J. Polym. Sci. B, 2007, 45, 1653. https://doi.org/10.1002/polb.21210
dc.relation.references[12] Zhang Y., Li H. et al.: Desalination, 2006, 192, 214. https://doi.org/10.1016/j.desal.2005.07.037
dc.relation.references[13] Rajaeian B., Heitz A., Tade M., Liu S.: J. Membrane Sci., 2015, 485, 48. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2015.03.009
dc.relation.references[14] Li X., Chen Y., Hu X. et al.: J. Membrane Sci., 2014, 471, 118. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2014.08.018
dc.relation.references[15] Xu J., Ma C., Cao B. et al.: Proc. Safety Environ. Protect., 2016, 104B, 564, https://doi.org/10.1016/j.psep.2016.06.020
dc.relation.references[16] Azmi R., Goh P., Ismail A. et al.: J. Food Eng., 2015, 166, 165. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2015.06.001
dc.relation.references[17] dos Reis E., Campos F., Lage A. et al.: Mater. Res., 2006, 9, 185. https://doi.org/10.1590/S1516-14392006000200014
dc.relation.references[18] Madhumala M., Satyasri D., Sankarshana T., Sridhar S.: Ind. Eng. Chem. Res. 2014, 53, 17770. https://doi.org/10.1021/ie502566b
dc.relation.references[19] Chowdari B., Kawamura J., Mizusaki J. (Eds.): Proceeding of the 13th Asian Conference on Solid State Ionics: Ionics for Sustainable World, Sendai Japan, 17-20 July 2012. World Scientific 2012.
dc.relation.references[20] Bowen W., Jenner F.: Adv. Colloid Interface Sci., 1995, 56, 141. https://doi.org/10.1016/0001-8686(94)00232-2
dc.relation.references[21] Iritani E.: Dry. Technol., 2013, 31, 146. https://doi.org/10.1080/07373937.2012.683123
dc.relation.references[22] Foley G.: Membrane Filtration: A Problem Solving Approach with MATLAB. Cambridge University Press 2013, 88-103.
dc.relation.references[23] Gehlert G., Abdulkadir M., Fuhrmann J., Hapke J.: J. Membrane Sci., 2005, 248, 63. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2004.09.026
dc.relation.references[24] Chellam S., Jacangelo J., Bonacquisti T.: Environ. Sci. Technol., 1998, 32, 75. https://doi.org/10.1021/es9610040
dc.relation.references[25] Perry J.: Chemical Engineers’ Handbook, 4th edn. McGraw Hill, New York 1963.
dc.relation.references[26] McCabe W., Smith J., Harriott P.: Unit Operations of Chemical Engineering, 5th edn. McGraw Hill, New York 1993.
dc.relation.references[27] Bai H., Wang X., Zhou Y., Zhang L.: Prog. Nat. Sci. Mater. Int., 2012, 22, 250. https://doi.org/10.1016/j.pnsc.2012.04.011)
dc.relation.referencesen[1] Brehant A., Bonnelye V., Perez M., Desalination, 2002, 144, 353. https://doi.org/10.1016/S0011-9164(02)00343-0
dc.relation.referencesen[2] Wilf M., Schierach M., Desalination, 2001, 135, 61. https://doi.org/10.1016/S0011-9164(01)00139-4
dc.relation.referencesen[3] Pathak T., Chung K., J. Ind. Eng. Chem., 2006, 12, 539.
dc.relation.referencesen[4] Hashim N., Liu F., Li K., J. Membrane Sci., 2009, 345, 134. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2009.08.032
dc.relation.referencesen[5] Meng X., Zhao L., Wang L. et al., Water Sci. Technol., 2012, 66, 2074. https://doi.org/10.2166/wst.2012.380
dc.relation.referencesen[6] Liu F., Hashim N., Liu Y. et al., J. Membrane Sci., 2011, 375, 1. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2011.03.014
dc.relation.referencesen[7] Mailvaganam M., Goodboy K., Bai J., US Pat. 6024872, Publ. Feb. 15, 2000.
dc.relation.referencesen[8] Rhim J.-W., Kim J.-S., Park C.-Y. et al., Membrane J., 2013, 23, 312. http://membranejournal.or.kr/journalarticle.php?code=12316
dc.relation.referencesen[9] Li N., Xiao C., An S., Hu X., Desalination, 2010, 250, 530. https://doi.org/10.1016/j.desal.2008.10.027
dc.relation.referencesen[10] Wang X., Chen C., Liu H., Ma J., Water Res., 2008, 42, 4656. https://doi.org/10.1016/j.watres.2008.08.005
dc.relation.referencesen[11] Linares A., Nogales A., Rueda D., Ezquerra T., J. Polym. Sci. B, 2007, 45, 1653. https://doi.org/10.1002/polb.21210
dc.relation.referencesen[12] Zhang Y., Li H. et al., Desalination, 2006, 192, 214. https://doi.org/10.1016/j.desal.2005.07.037
dc.relation.referencesen[13] Rajaeian B., Heitz A., Tade M., Liu S., J. Membrane Sci., 2015, 485, 48. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2015.03.009
dc.relation.referencesen[14] Li X., Chen Y., Hu X. et al., J. Membrane Sci., 2014, 471, 118. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2014.08.018
dc.relation.referencesen[15] Xu J., Ma C., Cao B. et al., Proc. Safety Environ. Protect., 2016, 104B, 564, https://doi.org/10.1016/j.psep.2016.06.020
dc.relation.referencesen[16] Azmi R., Goh P., Ismail A. et al., J. Food Eng., 2015, 166, 165. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2015.06.001
dc.relation.referencesen[17] dos Reis E., Campos F., Lage A. et al., Mater. Res., 2006, 9, 185. https://doi.org/10.1590/S1516-14392006000200014
dc.relation.referencesen[18] Madhumala M., Satyasri D., Sankarshana T., Sridhar S., Ind. Eng. Chem. Res. 2014, 53, 17770. https://doi.org/10.1021/ie502566b
dc.relation.referencesen[19] Chowdari B., Kawamura J., Mizusaki J. (Eds.): Proceeding of the 13th Asian Conference on Solid State Ionics: Ionics for Sustainable World, Sendai Japan, 17-20 July 2012. World Scientific 2012.
dc.relation.referencesen[20] Bowen W., Jenner F., Adv. Colloid Interface Sci., 1995, 56, 141. https://doi.org/10.1016/0001-8686(94)00232-2
dc.relation.referencesen[21] Iritani E., Dry. Technol., 2013, 31, 146. https://doi.org/10.1080/07373937.2012.683123
dc.relation.referencesen[22] Foley G., Membrane Filtration: A Problem Solving Approach with MATLAB. Cambridge University Press 2013, 88-103.
dc.relation.referencesen[23] Gehlert G., Abdulkadir M., Fuhrmann J., Hapke J., J. Membrane Sci., 2005, 248, 63. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2004.09.026
dc.relation.referencesen[24] Chellam S., Jacangelo J., Bonacquisti T., Environ. Sci. Technol., 1998, 32, 75. https://doi.org/10.1021/es9610040
dc.relation.referencesen[25] Perry J., Chemical Engineers’ Handbook, 4th edn. McGraw Hill, New York 1963.
dc.relation.referencesen[26] McCabe W., Smith J., Harriott P., Unit Operations of Chemical Engineering, 5th edn. McGraw Hill, New York 1993.
dc.relation.referencesen[27] Bai H., Wang X., Zhou Y., Zhang L., Prog. Nat. Sci. Mater. Int., 2012, 22, 250. https://doi.org/10.1016/j.pnsc.2012.04.011)
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/S0011-9164(02)00343-0
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/S0011-9164(01)00139-4
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/j.memsci.2009.08.032
dc.relation.urihttps://doi.org/10.2166/wst.2012.380
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/j.memsci.2011.03.014
dc.relation.urihttp://membranejournal.or.kr/journalarticle.php?code=12316
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/j.desal.2008.10.027
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/j.watres.2008.08.005
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1002/polb.21210
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/j.desal.2005.07.037
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/j.memsci.2015.03.009
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/j.memsci.2014.08.018
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/j.psep.2016.06.020
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2015.06.001
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1590/S1516-14392006000200014
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1021/ie502566b
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/0001-8686(94)00232-2
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1080/07373937.2012.683123
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/j.memsci.2004.09.026
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1021/es9610040
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/j.pnsc.2012.04.011
dc.rights.holder© Національний університет “Львівська політехніка”, 2020
dc.rights.holder© Ravichand K., Kumar V., Reddy G., Sridhar S., 2020
dc.subjectгідрофілізований полівініліденфлуор
dc.subjectультрафільтрація
dc.subjectмутність
dc.subjectглутаральдегід
dc.subjectструктурування
dc.subjectполівініловий спирт
dc.subjecthydrophilized polyvinylidene fluoride
dc.subjectultrafiltration
dc.subjectturbidity
dc.subjectglutaradehyde
dc.subjectcross-linking
dc.subjectpolyvinyl alcohol
dc.titleSynthesis and Characterization of Indigenous Hydrophilized Polyvinylidene Fluoride Membrane for Drinking Water Purification: Experimental Study and Modeling Aspects
dc.title.alternativeСинтез та характеристика гідрофілізованих полівініліденфлуоридних мембран для очищення питної води: експериментальні дослідження та моделювання
dc.typeArticle

Files

Original bundle

Now showing 1 - 2 of 2
Thumbnail Image
Name:
2020v14n2_Ravichand_K-Synthesis_and_Characterization_239-250.pdf
Size:
1.11 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Download
Thumbnail Image
Name:
2020v14n2_Ravichand_K-Synthesis_and_Characterization_239-250__COVER.png
Size:
572.34 KB
Format:
Portable Network Graphics
Download

License bundle

Now showing 1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
Name:
license.txt
Size:
3.01 KB
Format:
Plain Text
Description:
Download

Collections

Chemistry & Chemical Technology. – 2020. – Vol. 14, No. 2