COMB-SHAPED AMPHIPHILIC POLYMERS FOR MEMBRANE FOULING TREATMENT. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF MS_Thesis_g202115370 (Final).pdf Restricted to Repository staff only until 2 June 2025. Download (2MB)

Arabic Abstract

تحلية المياه ضرورية لمكافحة ندرة المياه العالمية، حيث تلعب أغشية التناضح العكسي (RO) دورًا محوريًا. ومع ذلك، تظل مشكلة تلوث الأغشية تحديًا كبيرًا، مما يتطلب استراتيجيات تنظيف فعالة. تشمل الأساليب الحالية الاستخدام المتتابع لمواد كيميائية مختلفة، لكنها غالبًا ما تتسبب في تلف الأغشية وتشكل مخاطر بيئية. تركز هذه الدراسة على تخليق وتطبيق البوليمرات المشتركة الصديقة للبيئة لتنظيف أغشية التناضح العكسي لمياه البحر الملوثة بالمواد العضوية. تم تخليق واختبار بوليمرات مشتركة أمفيبيلية ذات شكل مشط، حيث أظهرت PIMA-PEHA أداءً استثنائيًا. أكدت تحاليل FTIR وNMR تخليق البوليمر المشترك. قلل التلوث بالألجينات بشكل كبير من التدفق خلال 6 ساعات. أدى التنظيف بـ PIMA-PEHA بتركيز 2.5 جم/لتر، ودرجة حموضة 11، ودرجة حرارة C° 40 إلى استعادة أكثر من %90 من التدفق، متفوقًا على عوامل البوليمر المشتركة الأخرى التي تم اختبارها. قامت تحليلات السطح باستخدام SEM وEDX وAFM بتقييم كفاءة التنظيف. أكدت SEM وEDX إزالة طبقة التلوث واستعادة السطح، مع زيادات ملحوظة في نسبة الكربون إلى الأكسجين (حتى 4-6:1) وانخفاض محتوى الكالسيوم. تم تحديد الظروف المثلى عند درجة حموضة 9.4 ودرجة حرارة C ° 40، حيث عمل PIMA-PEHA كعامل فعال سطحي ووكيل تخلبي، مما أدى إلى إذابة الملوثات وعزل أيونات Ca+2. في الختام، تقدم هذه الدراسة طريقة فعالة وصديقة للبيئة لتنظيف أغشية التناضح العكسي الملوثة.

English Abstract

Desalination is vital for combating global water scarcity, with RO membranes playing a central role. However, membrane fouling remains a major challenge, necessitating efficient cleaning strategies. Current methods involve sequential use of various chemicals, but they often damage membranes and pose environmental risks. This study focuses on the synthesis and application of environmentally friendly copolymers for cleaning organic-fouled SWRO membranes. Comb-shaped amphiphilic copolymers were synthesized and tested, with PIMA-PEHA showing exceptional performance. FTIR and NMR analysis confirmed copolymer synthesis. Alginate fouling significantly reduced flux within 6 hours. Cleaning with PIMA-PEHA at 2.5 g/L, pH 11, and 40°C achieved over 90% flux recovery, surpassing other copolymer agents tested. SEM, EDX, and AFM surface analyses evaluated cleaning efficacies. SEM and EDX confirmed fouling layer removal and surface restoration, with notable C:O ratio increases (up to 4-6:1) and calcium content decreases. Optimal conditions were identified at pH 9.4 and 40°C, where PIMA-PEHA acted as a surfactant and chelating agent, solubilizing foulants and sequestering Ca2+ ions. In conclusion, this study presents an effective, eco-friendly method for cleaning fouled RO membranes.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Chemistry Environmental Chemical Engineering
Department:	College of Chemicals and Materials > Chemistry
Committee Advisor:	Khan, M
Committee Members:	Tahir, M.N and Adewale, S.A
Depositing User:	ABDUSSALAM MAIDAULA (g202115370)
Date Deposited:	03 Jun 2024 08:07
Last Modified:	03 Jun 2024 08:07
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/142909