Membran polietersulfone (PES) yang biasa digunakan dalam aplikasi rawatan air untuk penghapusan asid humik. Kemerosotan membran adalah salah satu kesan yang tidak baik semasa proses pemisahan yang menggunakan membran. Untuk mengatasi kesan kemerosotan prestasi pada membran, beberapa kajian telah menyatakan bahawa meningkatkan hidrofilisiti membran boleh mengurangkan kesan kemerosotan prestasi membran ini. Penambahan zarah nano zink oksida (ZnO) dalam membran PES dan memvariasikan panjang jurang udara semasa proses fabrikasi membran serat berongga adalah teknik untuk meningkatkan hidrofililiti membran.Serat berongga PES dengan penambahan zarah nano ZnO telah melalui kajian yang sistematik atas kesan panjang jurang udara pada morfologi membran dan prestasi pemisahan. Larutan yang terdiri daripada PES, ZnO dan polivinilpirolidon (PVP) digunakan untuk fabrikasi membran serat berongga dengan menggunakan proses berputar basah jet-kering. Pada masa yang sama, penggunaan panjang jurang udara adalah berbeza-beza (5cm, 10 cm, 15cm) untuk menambah baikkan hydrofilisiti. Morfologi membran serat berongga dianalisis dengan menggunakan mikroskopi daya atom (AFM) dan pengimbasan mikroskop elektron (SEM) untuk penilaian permukaan dalaman dan luaran membran dan struktur rentas keratan. Penambahan nanopartikel ZnO ke membran PES terbukti dapat meningkatkan hidrofilisiti dan mengurangkan kesan kemerosotan prestasi membran kerana penyebaran zarah nano ZnO dengan baik pada seluruh membran. Untuk penilaian membran serat rongga, 50 mg / L larutan humik asid pada pH 7.7 digunakan sebagai larutan masuk ke membrane dan ia menghasilkan fluks tertinggi yang diperolehi pada jurang udara yang semakin tinggi manakala penolakan HA yang semakin tinggi pada panjang jurang udara rendah. Nisbah pemulihan fluks (FRR) berupaya meningkat sehingga 99.522% dan nisbah fluks pemulihan (RFR) berupaya dikurangkan sehingga 7.182% dipanjang jurang udara tertinggi. Selain itu, membran Z1-15, iaitu panjang jurang udara 15 cm menunjukkan fluks HA yang paling tinggi iaitu 124.675 kg/m2.h di bawah tekanan transmembran 1 bar dan ini menunjukkan membran ini mempunyai antifouling paling rendah berbanding membran lain. Walau bagaimanapun, penolakan asid humik tertinggi didapati di membran Z1-5 yang pada panjang jurang air 5cm dengan 96.6%.
_______________________________________________________________________________________________________
Polyethersulfone (PES) membrane commonly used in the application of water treatment for humic acid removal. Fouling of membrane is one of unfavourable effect during membrane separation process. To overcome this fouling effect on membrane, some research as stated improving hydrophilicity of the membranes can lead in reducing this unfavourable effect. An addition of ZnO-NPs in PES membrane and varying the air gap length during fabrication process of hollow fibre membrane is techniques to improve the hydrophilicity of the membrane. This PES hollow fiber with addition of ZnO-NPs undergoes systematic study of the air gap length effect on the membrane’s morphology and the separation performance. The dope solution consist of PES, ZnO and Polyvinylpyrrolidone (PVP) is used for fabrication of the hollow fibre membrane using dry-jet wet spinning process. At a same time the air gap length parameter are varies (5cm, 10 cm, 15cm) to provide further hydrophilicity enhancement. The morphology of the hollow fibre membrane is analysed by using atomic force microscopy (AFM) and scanning electron microscopy (SEM) for evaluation of inner and outer surface of membranes and their cross-sectional structure respectively. An addition of ZnO nanoparticle into PES membranes is proven to improve the hydrophilicity and lead to reduce fouling effect of the membrane due to well disperse of ZnO-NPs through membrane. For hollow fibre membrane evaluation, 50 mg/L of humic acid solution at pH 7.7 is used as feed and it result at highest flux obtained at higher air gap meanwhile higher HA rejection at low air gap length. The flux recovery ratio (FRR) can increase up to 99.522 % and the recovery flux ratio (RFR) can reduced to 7.182% for the highest air gap length. Besides, the Z1-15 membrane with 15 cm air gap length shows the highest HA permeate flux of 124.675 kg/m2.h under 1 bar transmembrane pressure and it show the lowest antifouling compared to other membrane. Nevertheless, the highest humic acid rejection was found at Z1-5 membrane which at 5cm air gap length with 96.6%.
Effect of air gap distance on the structure, characteristic and performance of PESPVP and PESPVPZnO hollow fiber membrane / Muhammad Hanafi Razak