Asid humik telah mendapat perhatian dalam rawatan air sisa kerana ia memberi kesan kepada warna, bau dan rasa air bekalan. Membran poliethersulfon dengan kestabilan kimia dan haba yang bagus telah digunakan secara meluas dalam rawatan air sisa, namun ia terdedah kepada pengotoran kerana sifat hidrofobiknya. Sehubungan itu, Trietilen glycol (TEG) telah dicadangkan sebagai bahan tambahan untuk meningkatkan hidrofilik membran dan penelapan fluks. Satu siri membran poliethersulfon telah disediakan melalui pemisahan fasa kering/basah. Kesan parameter sintesis membrane, iaitu kepekatan TEG (0 wt%, 25 wt%, 50 wt%), kelembapan relative (35%, 60%, 85%) dan masa penyejatan semasa fasa kering (0 minit, 5 minit, 10 minit) terhadap morfologi dan prestasi membrane telah dikaji. Membran yang disintesis kemudiannya dianalisis dengan menggunakan mikroskop elektron imbasan (SEM), spektroskopi inframerah ubah fourier (ATR-FTIR), keporosan membran dan porometer. Secara amnya, peningkatan dalam kepekatan TEG menghasilkan membran dengan saiz liang yang lebih besar. Dari kajian ini, membran dengan kepekatan TEG 50 wt% mempunyai 22 kali saiz liang yang lebih besar berbanding dengan membran PES tulen. Membran ini mempunyai penolakan acid humik yang tinggi pada 95% dan fluks penyerapan yang rendah pada 7.16 L/m2.hr dalam keadaan stabil. Manakala, membrane yang disintesis dalam kelembapan relatif yang lebih rendah menghasilkan saiz liang yang lebih besar. Kesan kelembapan relatif atas saiz liang membran adalah kurang ketara berbanding dengan parameter lain. Seperti yang ditunjukkan dalam ujian penapisan, membran yang disintesis pada kelembapan relatif 35% dan 60% mempunyai fluks penyerapan (45 L/m2.hr dan 33 L/m2.hr) dan penolakan asid (66% dan 77%). yang lebih kurang sama. Di samping itu, membrane yang menjalani 0 minit penyejatan semasa pemisahan fasa kering mempunyai 15 kali saiz liang membran yang lebih besar berbanding dengan 10 minit penyejatan. Ketebalan dan keporosan membran didapati malar dalam julat masa penyejatan yang dikaji, dengan nilai 150 μm dan 83% masing-masing. Dalam kajian ini, membran yang paling sesuai untuk penyingkiran bahan humik telah disintesis dengan menggunakan 13 wt% PES polimer, 25 wt% TEG dan 62 wt% NMP, dalam kelembapan relatif 60% dan menjalani 10 minit penyejatan semasa pemisahan fasa kering. Membran terbaik ini boleh mencapai fluks penyerapan yang tinggi, iaitu 145.15 L/m2.hr. Sementara itu, ia dapat mengekalkan penolakan asid humik yang tinggi, iaitu 94.95%.
_______________________________________________________________________________________________________
Humic acid is the main concern in wastewater treatment as it affects the colour, odour and taste of supply water. Polyethersulfone (PES) membrane with good chemical and thermal stability is widely used in wastewater treatment, however it is prone to membrane fouling due to its hydrophobic property. In regards, triethylene glycol (TEG) was proposed to add as the additive to improve the membrane hydrophilicity and permeation flux. A series of polyethersulfone membranes were prepared via dry/wet phase inversion. The effect of membrane synthesis parameters, namely TEG concentration (0 wt%, 25 wt%, 50 wt%), relative humidity (35%, 60%, 85%) and evaporation time during dry phase inversion (0 minutes, 5 minutes, 10 minutes) on membrane morphology and performance were investigated. The membranes synthesized were then characterized using scanning electron microscopy (SEM), attenuated total reflectance-Fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR), porosity measurement and porometer. Generally, an increased in TEG concentration produced a membrane with bigger pore size. In facts, a membrane with TEG concentration of 50 wt% has 22 times bigger pore size than the pure PES membrane. This membrane has contributed to the highest rejection rate of humic acid at 95% and low steady state permeation flux at 7.16 L/m2.hr. On the other hand, the effect of relative humidity on membrane pore size was least significant as compared to the other two parameters. As shown in the filtration test, the membranes synthesized at relative humidity of 35% and 60% have performed at similar steady state permeation flux (45 L/m2.hr and 33 L/m2.hr) and humic acid rejection rate (66% and 77%). Moreover, a membrane underwent 0 minute of evaporation during dry phase inversion had shown 15 times bigger membrane pores compared to that of evaporation time of 10 minutes. The membrane thicknesses and porosities were found to be constant over the investigated range of evaporation time, around 150 μm and 83% respectively. In current work, the most suitable membrane used for humic acid removal was found at the casting formulation of 13 wt% of PES polymer, 25 wt% of TEG and 62 wt% of NMP, which casted under relative humidity of 60% and subjected to 10 minutes of vapour induced phase inversion. This membrane has achieved a high steady state permeation flux of 145.15 L/m2.hr while maintained a high humic acid rejection at 94.95%.
Synthesis and characterization of polyethersulfone membrane via drywet phase inversion for separation of aquatic humic substances / Tan Peng Chee