The treatment of wastewater, particularly the removal of ammonia nitrogen, is crucial for maintaining environmental and public health. Ammonia, originating from industrial, agricultural, and household sources, poses a significant threat to aquatic ecosystems and human health. There are various processes for removing ammonia from water, with membrane distillation emerging as a promising technique. Conventional polymeric membranes used in membrane distillation for ammonia removal have limitations, especially in terms of thermal and chemical stability. This has led to growing interest in modifying naturally hydrophilic ceramic membranes to impart hydrophobic properties.

This study investigates the modification of hydrophilic α-alumina tubular ceramic membranes and hydrophilic polyvinylidene fluoride (PVDF) flat-sheet membranes with Hexamethyldisilazane (HMDS) to achieve hydrophobic properties. The performance of the modified membranes was compared to that of commercially available hydrophobic polymeric membranes, such as polytetrafluoroethylene (PTFE) and PVDF, with a focus on hydrophobicity and ammonia recovery efficiency in Direct Contact Membrane Distillation (DCMD).

Goniometer reading was used to assess the achieved hydrophobicity. The results indicate that surface modification of the membranes with HMDS significantly enhances their hydrophobicity, achieving a contact angle of 122° for the ceramic membrane and up to 116° for the modified PVDF membrane, making them suitable for DCMD applications. However, the study also shows that further work is needed to achieve higher ammonia recovery efficiency when using ceramic membranes. This research contributes to the development of more effective ammonia removal techniques in wastewater treatment, offering a sustainable solution to meet stricter environmental regulations.

Behandling av avloppsvatten, särskilt avlägsnande av ammoniakkväve, är avgörande för att upprätthålla miljön och folkhälsan. Ammoniak, som härrör från industriella, jordbruks- och hushållskällor, utgör ett betydande hot mot akvatiska ekosystem och människors hälsa. Det finns olika processer för att avlägsna ammoniak från vatten, där membrandestillation framstår som en lovande teknik. Konventionella polymermembran som används i membrandestillation för ammoniakavlägsnande har begränsningar, särskilt när det gäller termisk och kemisk stabilitet. Detta har lett till ett ökat intresse för att modifiera naturligt hydrofila keramiska membran för att ge dem hydrofoba egenskaper.

Denna studie undersöker modifieringen av hydrofila α-alumina rörformiga keramiska membran och hydrofila polyvinylidenfluorid (PVDF) platta arkmembran med Hexametyl-disilazan (HMDS) för att uppnå hydrofoba egenskaper. Prestandan hos de modifierade membranen jämfördes med kommersiellt tillgängliga hydrofoba polymermembran, såsom polytetrafluoreten (PTFE) och PVDF, med fokus på hydrofobicitet och ammoniakåtervinningseffektivitet i direktkontaktmembrandestillation (DCMD).

Med hjälp av en goniometer kunde den uppnådda hydrofobiciteten analyseras. Resultaten visar att ytmodifiering av membranen med HMDS avsevärt förbättrar deras hydrofobicitet, med en kontaktvinkel på 122° för det keramiska membranet och upp till 116° för det modifierade PVDF-membranet, vilket gör dem lämpliga för DCMD-applikationer. Studien visar dock också att ytterligare arbete krävs för att uppnå högre ammoniakåtervinningseffektivitet vid användning av keramiska membran. Denna forskning bidrar till utvecklingen av effektivare tekniker för ammoniakavskiljning vid avloppsvattenrening och erbjuder en hållbar lösning för att uppfylla strängare miljöbestämmelser.