Лаборатория мембранных процессов

Лаборатория мембранных процессов является ведущей исследовательской группой в области мембранной науки и технологий в Беларуси, успешно сочетающей фундаментальные исследования и коммерческое применение разработанных продуктов и технологических решений (более 50 патентов на изобретения). Разработаны 16 зарегистрированных торговых марок мембран для микро- и ультрафильтрации на основе различных полимеров и 4 зарегистрированных торговых марки половолоконных полисульфоновых мембран для ультрафильтрации. Разработано мембранное оборудование для микро-, ультра- и нанофильтрации и поставлено для водоподготовки в энергетике, на предприятия пищевой промышленности для переработки молока, соков и уксуса, на биотехнологические предприятия в Беларуси, России, Украине, Казахстане, Саудовской Аравии. Разработана технология и налажено производство спиральных, кассетных и половолоконных мембранных модулей, мембранного оборудования непрерывного и периодического действия, оборудования для разделения жидкостей мембранным, сорбционным и комбинированным методами; крупномасштабные комплексные установки по очистке воды питьевого и технического назначения. Лаборатория имеет производственные мощности полупромышленного производства мембран, мембранных модулей и оборудования.

Общее число сотрудников лаборатории — 18, из них 2 доктора наук, 7 кандидатов наук.

Основные направления фундаментальных исследований:

• исследование диаграмм состояния многокомпонентных полимерных систем и процессов их фазового разделения;
• разработка физико-химических основ переработки полимерных растворов для получения ультра- и микрофильтрационных мембран;
• разработка методов объемной и поверхностной модификации мембран и получение композитных структур на их основе;
• разработка методов получения полимерных мембран для разделения водно-спиртовых смесей в процессе первапорации;
• разработка методов получения мембран для нанофильтрации;
• исследование мембранного массопереноса и физико-химических взаимодействий в системе мембрана — разделяемые среды;

Основные направления прикладных исследований:

• разработка и производство половолоконных полимерных мембран;
• разработка и производство половолоконных мембранных элементов с эффективной площадью фильтрации от 0,1 до 50 м²;
• разработка и производство мембранного оборудования периодического и непрерывного действия с эффективной площадью фильтрации от 1 до 1000 м²;
• разработка и производство полномасштабного модульного оборудования очистки воды для питьевых и технологических нужд;
• разработка и производство установок для улавливания из поверхностных и питьевых вод вирусных частиц (ECHO, Коксаки А и В, вирусов полиомиелита, гепатита А и Е, ротавирусов и др.);
• разработка термореактивных связующих и препрегов на их основе.

Перспективные направления исследований:

• разработка научных основ получения новых половолоконных ультра- и микрофильтрационных мембран с улучшенными значениями проницаемости, селективности, регулируемым гидрофильно-липофильным балансом селективного слоя, наличием заряда на поверхности селективного слоя и повышенной устойчивостью мембран к обрастанию органическими веществами и микроорганизмами в процессе фильтрации;
• разработка механически прочных половолоконных мембран с повышенной устойчивостью к засорению для водоподготовки и водоочистки;
• разработка умных мембран, чувствительных к pH и температуре, обладающих высокими противообрастающими характеристиками и способностью к регенерации;
• разработка модифицированного оборудования для синтеза и получения половолоконных мембран с улучшенными функциональными характеристиками;
• разработка новых высокоэффективных технологических схем для очистки газов и жидкостей с использованием гибридных мембранных процессов.

Основные достижения:

— разработаны и экспериментально подтверждены основные принципы формования пористых проницаемых структур методом инверсии фаз, что позволило создать оригинальные технологии получения ультра- и микрофильтрационных мембран из различных полимеров;

— разработан новый подход к описанию процессов ультрафильтрации с учетом физико-химических взаимодействий между мембраной и компонентами разделяемого раствора, учитывающий влияние трех факторов на транспортные характеристики мембран: пористой структуры исходной мембраны, ее модификации в процессе разделения и механизма транспорта растворенного вещества через модифицированную мембрану;

— разработаны методы модификации половолоконных ультрафильтрационных мембран на основе полисульфона, полиэфирсульфона и полифенилсульфона с использованием неорганических наночастиц, позволяющие создавать нанокомпозитные мембраны с улучшенными транспортными характеристиками;

— разработаны новые методы объемной модификации половолоконных мембран из полисульфона, позволяющие повысить гидрофильность селективного слоя, с использованием добавок гидрофильных полимеров в формовочные составы, в качестве внутреннего осадителя или внешней коагуляционной ванны;

— разработаны новые методы получения композитных и нанокомпозитных полимерных мембран для ультрафильтрации, первапорации, газоразделения и мембранных контакторов «газ-жидкость»;

— освоено производство мембранных элементов для комплектации автоматизированных модульных установок очистки поверхностных и артезианских вод от коллоидных, бактериальных загрязнений и высокомолекулярных соединений производительностью от 5 до 100 м3/ч;

— разработан бытовой фильтр очистки воды МИФИЛ, предназначенный для улучшения качества водопроводной воды (снижения содержания хлора, хлорорганических соединений, нефтепродуктов, тяжелых металлов, веществ, придающих посторонний вкус и запах), пригодный к использованию в квартирах, на предприятиях общественного питания, школах, детских садах, яслях, гостиницах, коттеджах и т.д.