بررسي تاثير خصوصيات پايه بر عملكرد غشاي نانوفيلتراسيون فشار پايين به منظور كاهش مصرف انرژي

كارشناسي ارشد

چكيده امروزه با توجّه به بحران آب، روش¬هاي تصفيه و بازچرخاني آب و پساب از اهميّت به¬سزايي برخوردار مي-باشند. در اين ميان استفاده از غشا¬هاي نانوفيلتراسيون و اسمز معكوس به منظور نمك¬زدايي و حذف فلزات سنگين متداول مي¬باشد. غشا¬هاي نانوفيلتراسيون با توجّه به تراوايي بالا و عملكرد مناسب در حذف آلاينده-هاي يوني بسيار مورد توجّه قرار گرفته¬اند. ساخت غشا¬هاي نانوفيلتراسيون داراي بار سطحي نيز از آنجايي اهمّيت ويژه¬اي مي¬يابد كه مكانيزم حذف در غشا¬هاي نانوفيلتراسيون علاوه بر غربال مولكولي، وابسته به نيرو-هاي دافعه دونان نيز مي¬باشد و بار سطحي مي¬تواند اثر مكانيزم دافعه دونان را افزايش دهد. براي ساخت موفّق غشا¬هاي نانوفيلتراسيون بار مثبت، كه از طريق لايه¬نشاني پلي¬اتيلن¬ايمين بر روي غشا¬ي پايه توليد مي-شوند، نياز به تهيه غشاي پايه با خصوصياتي خاص از جمله زبري بالا و سطح باردار منفي مي¬باشد تا لايه-نشاني هم از طريق نيرو¬هاي فيزيكي و هم نيرو¬هاي الكترواستاتيكي تسهيل شود. امتزاج¬پذيري متريميد با پلي¬اترسولفون به منظور ايجاد خصوصيات سطحي مناسب بررسي شد و با تأييد امتزاج¬پذيري اين دو پليمر غشا¬هايي با نسبت تركيب 9/1، 6/1 و 3/1 در غلظت كل 16 و 18 درصد وزني ساخته شده و تراوايي آب خالص غشا¬هاي با عملكرد مطلوب در غلظت 16 درصد 318 و در غلظت 18 درصد LMH/bar 285 بوده است؛ اين غشا ها در فيلتراسيون BSA تراوايي پاياي 119 و LMH/bar 130 داشته¬اند. تمام غشا¬هاي آميخته اولترافيلتراسيون توان حذف پروتئين BSA را تا بيش از 95 درصد داشته¬اند. پارامتر¬ها و مدل¬هاي گرفتگي نشان از كاهش 5 و 40 درصدي گرفتگي كل براي غشا¬هاي 16 و 18 درصد وزني بوده¬اند و در غشا¬هاي آميخته پليمري ماهيت گرفتگي از انسداد حفرات به گرفتگي كيك تغيير نمود. نتايج FESEM نشان داد كه در غشا¬هاي داراي متريميد لايه نانوفيلتراسيون بسيار عالي تشكيل شده¬اند كه با مقايسه در غشا¬هاي خالص مشاهده مي¬شود كه نيرو¬هاي الكترواستاتيكي توانسته اند لايه ضخيم¬تري را در سطح غشا نگهداري نموده و غشا¬هاي نانوفيلتراسيون با عملكرد بهتري ساخته شده است. عملكرد غشا¬هاي نانوفيلتراسيون با پايه آميخته به طور تقريبي مشابه بوده وتراوايي غشا¬هاي نانوفيلتر براي نمك¬هاي MgSO4، MgCl2 و NaCl با توجه اندازه حفرات غشا و ظرفيت بار نمك¬ها به ترتيب در حدود LMH/bar 50، 16 و 20 مي¬باشد و درصد حذف نمك¬هاي نامبرده نيز به ترتيب 6/71، 57 و 60 درصد مي¬باشد. واژه‌هاي كليدي: نانوفيلتراسيون- پلي¬اترسولفون- متريميد-آميخته پليمري- نمك¬زدايي

192575

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر سمانه خانلري

مهندسي شيمي

دكتر تورج محمدي