Stabiele membranen voor extreme condities in industrieel waterhergebruik

Complexe mengsels van olie/water/vaste stoffen worden in veel industriële processen aangetroffen en daarmee ook in het industriële afvalwater. Het zogenaamde “produced water” dat vrijkomt bij olie- en gaswinning, bijvoorbeeld, vormt een van de grootste waterige afvalstromen ter wereld. Produced water is een complex mengsel van organische en anorganische verbindingen, die zowel in gedispergeerde als opgeloste toestand aanwezig zijn. Dit afvalwater geschikt maken voor hergebruik is een uitdaging om het wereldwijde tekort aan schoon water te verminderen.

Technologie

Membraanfiltratie is een belangrijke stap in het hergebruik van deze industriële afvalstromen, vooral omdat het een van de weinige technieken is die met succes de kleinste (< 10 µm) en meest stabiele oliedruppels kan verwijderen. Hiervoor zijn microfiltratie en vooral ultrafiltratie (UF) zeer geschikte technieken gebleken. Bovendien kunnen dichtere membranen zoals nanofiltratie (NF) en omgekeerde osmose (RO) membranen zware metalen, multivalente ionen en voor RO ook de monovalente ionen verwijderen.

Uitdaging

De bestaande NF- en RO-membranen missen echter de benodigde chemische stabiliteit. De industriële afvalwaterstromen kenmerken zich namelijk door hoge zoutgehalten, extreme pH-waarden en de aanwezigheid van organische oplosmiddelen en andere problematische chemicaliën zoals waterstofsulfide.

Oplossing

In dit project gaan we NF-membranen ontwikkelen op basis van zogenaamde polyelektrolyt multilayers (PEMs), die stabiel zijn onder zware omstandigheden. Deze PEM-coatings hebben het potentieel om dergelijke membranen te voorzien van uitstekende eigenschappen, in de vorm van selectiviteit, waterflux en weerstand tegen vervuiling.