Важнейший вывод, вытекающий из анализа данных табл.8, заключается в том, что на поверхности ФМ отсутствуют все вилы микроорганизмов даже после 15 дней эксплуатации, то есть на ФМ из ультратонких ПП микроволокон не размножаются никакие микроорганизмы.
Таблица 9 –
Содержание микроорганизмов (колоний/мл) в фильтрате
| №об. | Висходной воде | Фильтрат | После термостатирования 6 сут | По ГОСТ 2874-82 | |||
| первая порция | после 15-ти минутной промывки | Исх. вода | Первая порция | После 15-ти мин. промывки | |||
| 1 | 0 | - | 1,7 | 60 | 80 | 40 | 100 |
| 2 | 0 | - | 4,2 | 60 сплошное обрастание | 100 | ||
Значит такой ФМ не обрастает бактериями в процессе эксплуатации. Появление микроорганизмов в смывной жидкости, а также наличие большой) «к количества в фильтрате после 10 и 15 дней эксплуатации обусловлено размножением и накоплением их на поверхности комплектующих фильтра, в застойных зонах фильтродержателя, в соединительных трубопроводах. Эти микроорганизмы представляют собой грам-положительные палочки и их споры, размер которых колеблется в широких пределах: ширина 0,3-2,2 мкм, длина - 1,7 - 7мкм. Мельчайшие из них проходят через поры ФМ, накапливаются и размножаются на различных поверхностях и смываются током воды. Чтобы показатели воды по микрофлоре соответствовали ГОСТ 'у "Вода питьевая", фильтрационную систему необходимо периодически подвергать стерилизации.
Придание ФМ функций бактерицидности
Известно, что серебро и медь, будучи нанесены на те или иные материалы, придают последним бактерицидные свойства. С этой целью на образцы ФМ из ПП или ПКА микроволокон наносили из водной дисперсии медь и серебро. Для сравнения использовали также ПП мононить диаметром 0,1 - 0.2мм, полученную из тою же ПП но по традиционной технологии. Характеристики исследованных образцов представлены в табл.10. Все исследования были выполнены на киевском заводе "Квазар". При этом оценивали: содержание серебра или меди в фильтрате (водопроводная питьевая или деионизоваиная вода); содержание микроорганизмов в фильтрате; обрастание ФМ микроорганизмами. Содержание серебра и меди в фильтрате определяли спекральным методом после предварительной промывки ФМ дистиллированной водой в течение 15 минут. Использовался кварцевый спектрограф ИСП- 30. Количество колоний микроорганизмов считали под микроскопом на поверхности дискового мембранного фильтра с диаметром пор 0,2 мкм после пропускания через него определённого объёма фильтрата и выдерживании фильтра в течение 2-х суток при температуре 37˚˚С в питательной среде рыбосептонного агара. Для оценки степени обрастания фильтроматериала микроорганизмами дисковый образец выдерживали в среде водопроводной воды шесть суток, промывали свежей водопроводной водой и определяли содержание микроорганизмов: в первой порции фильтрата; в фильтрате после предварительной промывки в течение 15 минут, на поверхности ФМ после термостатирования при температуре 37°С в течение 5 суток в питательной среде.
Таблица 10 -
Характеристики исследованных образцов
| №образца | Тип образца | Характер предварительной обработки |
| 1 | ФМ из ПП микроволокон | без обработки |
| 2 | ПП мононить диаметром 0,1 – 0,2 мм | без обработки |
| 3 | ФМ из ПП микроволокон | нанесение порошка серебра на поверхность ФМ |
| 4 | ФМ из ПП микроволокон | обработка водной суспензией металлического серебра |
| 5 | ФМ из ПП микроволокон | нанесение на поверхность ФМ порошка металлической меди |
Результаты показали, что медь и серебро из обработанных ими ФМ не выносятся в фильтрат. Это свидетельствует о прочном закреплении этих металлов на ПП микроволокнах. Образцы ФМ из ПП микроволокон не обрастают микроорганизмами даже при увеличении количества колоний в фильтруемой среде (табл.10, 11). Таким образом, еще раз был подтвержден факт о том, что на созданных тонковолокнистых ПП материалах не размножаются
Таблица 11 -
Данные по обрастанию образцов ФМ микроорганизмами
| Содержание колоний на поверхности ФМ | Номер образца | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| Контрольный образец | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| ФМ после выдерживания 6 суток | 0 | Сплошное обрастание | 0 | 0 | 0 |
бактерии. Значит, такие ФМ могут быть рекомендованы для очистки питьевой воды в течение длительного времени без стерилизующей обработки.
Получение ФМ из смесей с полиоксиметиленом
Из ранее выполненных исследований стало известно, что полиоксиметилен (ПОМ) - полимер мономерного формальдегида - способен отщеплять во влажных средах очень незначительное количество формальдегида, являющегося антисептиком. В результате изделие из ПОМ обладают бактерицидными свойствами. Поэтому представляло научный и практический интерес исследование влияния добавок ПОМ на свойства ФМ из полипропиленовых микроволокон. Добавки ПОМ в количестве 5. 10, 20, 30 % мас. вводили на стадии смешения полимеров. Из трёхкомпонентной смеси получали ФМ, в котором ПОМ находился в виде микроволокон, что обеспечивало развитую поверхность.
Результаты микроскопических исследований показали, что добавка 5-10% мас. ПОМ существенно улучшает волокноообразование ПП в матрице сополиамила и позволяет увеличить содержание полипропилена в смеси до 40 % мас. Дня сопоставления формовали мононить из исходного ПОМ по традицонной технологии. Количество выделившегося формальдегида при прогреве ФМ и мононити оценивали методом инфракрасной спектроскопии. Результаты показали, что ФМ, сформованный из трёхкомпонентной смеси и содержащий всего 5% мас. ПОМ, выделяет такое же количество формальдегида как и нить из 100%-ного полиоксиметилена. Это объясняется именно тем, что ПОМ в виде микроволокон имеет очень развитую поверхность. Последние усиливает процессы деструкции с выделением формальдегида. Отсюда открывается новый путь придания фильтрующим материалам из ПП микроволокон 6актерицидных свойств, и, что очень важно, для этого достаточно вводить в смесь небольшое количество добавки ПОМ.
Мы привели результаты лабораторных исследований ФМ. Для того, чтобы эти исследования реализовать в промышленном масштабе необходимо ответить на еще многие нерешенные проблемы. Какая должна быть конструкция фильтра? Количество и толщина слоев ФМ? Скорость фильтрации? Прочность ФМ и давление сопротивления фильтрации? Какие условия для проведения регенерации? Это далеко не полный список вопросов, которые мы ответим в следующей статье по результатам наших научных исследований уже непосредственно в производственных условиях.
Мембраны
Крупнейшее предприятие России в области мембран и мембранных технологий разделения жидких и газообразных примесей является ЗАО НТЦ «Владипор» г. Владимир – дочернее предприятие ОАО «Полимерсинтез». ОАО « Полимерсинтез» (до 1992 г. НПО «Полимерсинтез») занимающихся разработкой и изготовления мембран более 35 лет, координировал все научно – исследовательские и опытные работы, проводившиеся в стране в области полимерных мембран и мембранных процессов. В настоящее время ЗАО НТЦ «Владипор» имеет исследовательскую часть в составе четырех научных лабораторий и цех опытно – промышленных и опытных установок для проведения опытных работ и выпуска мембранной продукции на основе собственных научно – технических разработок. ЗАО НТЦ «Владипор» является собственником лабораторного корпуса площадью 7464м2 и цеха площадью 5594 м2, что говорит о его большом производственном потенциале.
Аналогичную продукцию выпускает в г. Владимире НПП «Технофильтр», основанный в 1991г, а также ВНИИПБТ, ГОС НИИ ЭЧиГОС им. А.Н. Сысина, ГОС НИИ «Медполимер» (г. Москва) и многие другие.
Данные предприятия изготовляют следующие типы мембран и элементов:
полимерные мембраны (обратноосмотические, нанофильтрационные, ультра фильтрационные, микро фильтрационные, газоразделительные, первапорационные) на основе полиамидов, фторопласта, ацетатов целюлозы и др. полимеров;
рулонные, трубчатые и патронные фильтрующие элементы различной длины (от 250 до 2000 мм) и различного диаметра на основе вышеуказанных мембран.
По форме мембранная продукция изготовляется в виде:
дисковых мембран (серии МФАС–Б; МФАС–М; МФАС-П; МФАС- МПА; МФФК; МФФК–Г; МФФК; МФФК–Г; ММК; КФБЖ и др. см. рис.2 )
рулонных элементах (серии ЭРУ; ЭРН; ЭРО); (см. рис. 3 )
трубчатых мембранных модулей (тип БТУ и БТМ, рис. 4) ;
патронные элементы (марок ЭПМ.Ф; ЗПМ.К; ЭПМ.ФГ; ЭПМ.ПС; ЭПМ.Л; ЭПМ.К+; ЭПМ.АЦ; ЭПВ.СЦ; ЭПВг.П; ЭПНС; ЭПНС.П; ЭПСФ,см. рис.5 )
капсульные фильтры (марок КФМ.К; КФМ.Ф; КФМ.ФГ; КФМ.ПС, см. рис. 6 ) Производство их возрастает, и ассортимент также не стоит на месте.
По данным производителя мембран, применительно к воде, область их использования в следующих позициях:
умягчение воды и очистка поверхностных вод от низкомолекулярных веществ;
концентрирование и очистка солевых растворов;
получение апирогенной воды;
обеззараживающая фильтрация воды;
контроль качества воды.
Микрофильтрационная фторопластовая композиционная гидрофобная мембрана марки МФФК представляет собой пористый пленочный материал (см. рис. 7) на основе фторопласта Ф42Л (сополимер тетрафторэтилена и винилденфторида) армированный различными нетканными материалами