Efekt nanovlákenné struktury na proudění filtračních médií

Ing. Tomáš Jiříček

Disertační práce

Membránová destilace

The effects of nanofiber structure on filtration flow

Abstract:

Based on a collection of recent publications, this PhD thesis covers all fundamental areas of new membrane development, including theoretical background research, assessment of methodology, membrane fabrication and testing, and even an industrial application. There is an urgent need to develop of appropriate and economically feasible technologies to treat industrial waste waters at up to zero liquid discharge, particularly as ever more stringent European legislation leads to a situation where simple discharge is no longer an option. Membrane distillation can provide a solution as it can achieve feed saturation levels without any significant flux decline, while being driven by alternative energy sources or even waste heat. Unfortunately, large-scale application has been held back by inefficient membranes. Today, the combination of nanotechnology and membrane science had lead to the development of novel nanofiber membranes for membrane distillation that have unrivalled trans-membrane flux and show a promising future for application in the protection of our environment.

Abstract:

V této disertační práci spojuji formou sebraných publikací všechny zásadní oblasti týkající se vývoje nových membrán, od literární rešerše, přes vývoj metodiky hodnocení, k výrobě membrán, jejich testování a v neposlední řadě jejich použití při zpracování průmyslové odpadní vody. Vývoj vhodné a ekonomicky proveditelné technologie pro zpracování průmyslových odpadních vod až do nulového odtoku kapaliny je nezbytný, zvláště v době stále se zpřísňující odpadové legislativy, která prosté vypouštění prakticky vylučuje. Membránová destilace se v této situaci jeví jako vhodné řešení, neboť může být poháněna alternativními zdroji energie, případně odpadním teplem. Navíc umožňuje zahuštění nástřiku až k mezi nasycení bez zásadního poklesu intensity toku skrz membránu. Především z důvodu nedostatku vhodných membrán je v současnosti jejich využití v průmyslu minimální. Kombinací nanotechnologie a membránového výzkumu jsem dokázal úspěšně vyvinout a otestovat nové nanovlákenné membrány specificky určené pro membránovou destilaci. Tyto materiály mají výrazně lepší intensity toku než současné komerční produkty. Proto mohou výsledky této disertační práce významně podpořit uplatnění membránové destilace při zpracování odpadních vod i ochraně životního prostředí.

Keywords

Membránová destilace, nulový odtok kapaliny, proudění, filtrace, nanovlákenné membrány, průmyslové odpadní vody

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 29. 3. 2017

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 12. 9. 2017
• Vedoucí: Ing. Tomáš Lederer, Ph.D.

Technická univerzita v Liberci

Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií

Doktorský studijní program / obor:
Aplikované vědy v inženýrství / Aplikované vědy v inženýrství