PAPER: Removal of particles from potable water. 水道水(飲料水)から微粒子を採集

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stock-photo-water-pouring-from-a-jug-into-a-glass-on-blue-95668024Removal of iron-oxide particles after post-filtration in local potable water using an electrophoretic method

Collaborated with: Univ. Putra Malaysia; Univ. Teknologi MARA, Malaysia

Journal of Water Process Engineering: Vol. 9, Feb. 2016, Pages 208–214. doi:

Full text/PDF: Researchgate, or here

Keywords: Elnaim2016-waterectrophoretic deposition; Fibre electrodes; Limiting flux; Iron oxide; Zeta potential

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Potable water from several residential areas on the east coast of Malaysia was filtered using a polyethersulphone (PES) membrane to separate the coarse and fine iron-oxide particles inside the pipelines. The as-received samples consisted of a wide distribution of particle sizes, ranging from 5 μm to 400 nm. The concentration of fine iron-oxide particles inside a distribution system was extremely low. Hence, a specific method is necessary to concentrate and separate the fine particles from the coarse ones. To study the fine particles from the bulk, excess pressure was applied to the membrane filter so that the clogged particles were released into the permeate. A 100 kDa PES membrane was used to separate the particles, because the samples consisted of a wide molecular-weight cut-off range from 89 g/mol goethite (α-FeOOH) to 231 g/mol hematite (Fe2O3). After the filtration process, the size distribution of permeated particles reduced to 550–400 nm. Through X-ray diffraction analysis, numerous polymorphs such as α-FeOOH, Fe3O4, Fe2O3 and maghemite were detected from the samples. The zeta potential value of the permeated particles changed from −18.5 to −13 mV, suggesting that the dispersity of permeated iron-oxide particles became unstable, but remained adequate for electrophoretic deposition (EPD). The fibrous carbon electrode used in the EPD process, could remove up to 87% of the permeated iron-oxide particles compared to solid carbon electrodes (<56%). A high-surface-area, porous electrode and a moderate applied voltage were preferred in order to minimise gas formation, reduce the electro-osmosis effect and increase the deposition efficiency.

マレーシアのいくつかの住宅地からの水道水(飲料水)において、パイプライン内の粗大粒子と微粒子を分離するために、ポリエーテルスルホン(PES)膜で濾過した。回収サンプルは、5マイクロメートル(5000 nm)から400ナノメートルの範囲の粒子サイズの分布。その中の酸化鉄粒子の濃度は非常に低い。サンプルは、231グラム/モルヘマタイト(Fe2O3)89グラム/モル針鉄鉱(α-FeO​​OHを)からの幅広い分子量カットオフ範囲から成っているので100kDaのPES膜は、粒子を分離するために使用しました。濾過工程の後、粒子のサイズ分布は、550から400 nmになりました。 X線回折分析を通じて、このようなα-FeO​​OHを、Fe3O4の、Fe2O3のとマグヘマイトのような多数の多形体はサンプルから検出されました。浸透された粒子のゼータ電位値は透過された鉄酸化物粒子の分散が不安定になったことを示唆し、-18.5から-13 mVに変わりましたが、電気泳動堆積(EPD)のための適切な範囲でした。 EPDプロセスで使用される繊維状炭素電極は、酸化鉄粒子の87%までを除去することができた(密に詰まった(固体)炭素電極では56%以下)。高表面積をもつ電極と適度な印加電圧は、ガス形成を最小限にするだけではなく、電気浸透効果を低減し、微粒子の堆積効率を高めることがわかりました。