ENHANCING REVERSE OSMOSIS MEMBRANE PERFORMANCE: SYNTHESIS OF A NOVEL CLEANING CHEMICAL FOR IMPROVED ORGANIC FOULANT MITIGATION IN WATER DESALINATION. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF FaruqAtilolaThesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 30 June 2026. Download (2MB)

Arabic Abstract

الدرجة العلمية ملخص الدراسة تستكشف هذه الدراسة تطوير وتقييم مادة تنظيف مبتكرة (FA0501) تهدف إلى تعزيز إزالة الملوثات العضوية من أسطح الأغشية، كتلك التي تواجهها عمليات التناضح العكسي (RO). تمت مقارنة أداء مادة التنظيف مع المواد الكيميائية الصناعية القياسية، وتحديداً NaOH و EDTA، باستخدام استعادة التدفق والألفة السطحية للغشاء كمقاييس أساسية.كشفت قياسات *زاوية التلامس (CA) أن FA0501 زاد بشكل كبير من الألفة المائية للغشاء، خاصة عند درجات الحرارة المنخفضة، مع انخفاض في زاوية التلامس من 42 درجة إلى 21.27 درجة مئوية عند 20 درجة مئوية. أظهرت اختبارات استعادة التدفق كذلك فعالية مادة التنظيف، محققة استعادة بنسبة 69.57% عند 20 درجة مئوية، متفوقة بذلك على NaOH و EDTA.مع ذلك، تضاءلت فعالية FA0501 عند درجات الحرارة الأعلى، كما يتضح من زيادة قيم زاوية التلامس وانخفاض استعادة التدفق. عُزي الانخفاض في أداء التنظيف عند درجات الحرارة المرتفعة إلى اضطراب الروابط الهيدروجينية بين مجموعات الأمين في FA0501 وسطح الغشاء. دعمت تحليلات المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) هذه النتائج، كاشفة عن إزالة أكثر فعالية للملوثات عند درجات الحرارة المنخفضة.تُظهر نتائج الدراسة كيف تؤثر درجة الحرارة على التفاعلات بين مادة التنظيف المصنعة مخبرياً –FA0501– وطبقات التلوث، مما يقدم إرشادات قيّمة ل*تحسين بروتوكولات تنظي

English Abstract

This study explores developing and evaluating a novel cleaning agent (FA0501) aimed at enhancing the removal of organic foulants from membrane surfaces, such as those encountered in reverse osmosis (RO) processes. The cleaning agent's performance was compared against standard industry chemicals, specifically NaOH and EDTA, using flux recovery and surface hydrophilicity as primary metrics. Contact angle (CA) measurements revealed that FA0501 significantly increased membrane hydrophilicity, especially at lower temperatures, with a CA reduction from 42° to 21.27° at 20°C. Flux recovery tests further demonstrated the cleaning agent's effectiveness, achieving 69.57% recovery at 20°C, outperforming NaOH and EDTA. However, the efficacy of FA0501 diminished at higher temperatures, as evidenced by increased CA values and decreased flux recovery. The decline in cleaning performance at elevated temperatures was attributed to the disruption of hydrogen bonding between FA0501's amine groups and the membrane surface. Scanning electron microscopy (SEM) analyses supported these findings, revealing more effective foulant removal at lower temperatures. The study’s findings show how temperature influences the interactions between our laboratory-synthesized cleaning agent –FA0501– and fouling layers, offering valuable guidance for optimizing membrane cleaning protocols.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Chemistry Environmental Engineering Mechanical
Department:	College of Chemicals and Materials > Materials Science and Engineering
Committee Advisor:	Falath, Wail Sulaiman
Committee Co-Advisor:	Khan, Majad
Committee Members:	Baroud, Turki Nabieh
Depositing User:	FARUQ ATILOLA (g202208380)
Date Deposited:	03 Jul 2025 08:43
Last Modified:	03 Jul 2025 08:43
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/143591