اصلاح سطح غشا اولترافيلتراسيون(UF) پلي(‌اترسولفون) (PES) با ذرات سيليكا برمبناي روش پيروليز اسپري شعله (FSP) و بررسي عملكرد آن در جداسازي آب و روغن

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي شيمي

كارشناسي ارشد

افزايش چشمگير ورود پساب‌هاي روغني به محيط‌زيست و پيامدهاي زيان‌بار آن بر بوم‌سازگان، تصفيه اين پساب‌ها را به امري ضروري بدل كرده است. در ميان فناوري‌هاي مختلف، فرآيند غشايي اولترافيلتراسيون به دليل مزاياي فراوان ازجمله راندمان بالاي جداسازي آلاينده‌ها، مصرف انرژي پايين و هزينه‌هاي نگهداري و استهلاك كم، براي تصفيه پساب‌هاي آلوده به مواد روغني بسيار موردتوجه قرارگرفته است. در ميان انتخاب‌هاي متنوع جنس غشا، پلي (اترسولفون) به دليل خواص فيزيكي و شيميايي مناسب، گزينه‌اي مناسب محسوب مي‌شود. بااين‌حال، اين غشاها با چالش نامطلوب رسوب و گرفتگي روبرو هستند. اگرچه روش‌هاي مختلفي براي اصلاح سطح غشا و بهبود خواص آب‌دوستي آن وجود دارد، اما استفاده از روش پيروليز اسپري شعله (FSP) تاكنون براي اصلاح سطح غشاهاي پليمري گزارش نشده است. اين روش مي‌تواند يك رويكرد نوين و كارآمد براي افزايش آب‌دوستي و بهبود عملكرد غشاهاي پلي(اترسولفون) در برابر رسوب و گرفتگي باشد. بنابراين بررسي امكان‌سنجي و كاربرد اين فناوري جديد براي اصلاح غشاهاي پليمري، از اهميت ويژه‌اي برخوردار است. بدين منظور ابتدا، غشاهاي پلي (اترسولفون) خام، به روش جدايش فاز با القاي گرمايي با تركيب درصد ثابت در دماهاي مختلف حمام انعقاد ساخته شد تا ساختاري اسفنجي و با تأييدي از تصاوير SEM به دست آيد و سپس با استفاده از روش پيروليز اسپري شعله، توسط نانو ذرات سيليكا اصلاح شدند. جهت مشخصه‌يابي سطح اصلاح‌شده و مقايسه آن با غشا خام، آزمون سنجش تخلخل،آزمون اندازه‌گيري دفع مولكولي MWCO ، آزمون طيف‌سنجي مادون‌قرمز تبديل فوريه سطحي، آزمون زاويه تماس و تصاوير FE-SEM تهيه شد. همين‌طور جهت ارزيابي عملكرد غشاء، اندازه‌گيري شار آب خالص تراوش يافته، ميزان گرفتگي غشاء با محلول شير خشك و آب، ميزان حذف روغن از آب و آزمون كدورت بررسي شدند. نتايج به‌دست‌آمده حاكي از افزايش قابل‌توجه آب‌دوستي غشاهاي اصلاح‌شده با استفاده از نانو ذرات سيليكا توليدشده با روش پيروليز اسپري شعله بوده. توليد سطحي فوق آب‌دوست از ذرات نانوذرات سيليكا بر روي سطح كه منجر به كاهش زاويه تماس آب خالص از مقدار 90 به 0 درجه براي غشاهاي اصلاح‌شده بود. افزايش نسبت بازيابي شار آب خالص از 39.8 درصد به 69.5 در غشاي بهينه و همچنين كاهش ميزان گرفتگي برگشت‌ناپذير غشاها پس از اصلاح سطح از 56 به 28 درصد در غشاي بهينه، كه نمايانگر بهبود خاصيت ضد گرفتگي غشاها است. نتايج آزمون دفع مولكولي نشانگر كاهش اندازه حفرات غشا و درنتيجه كاهش شار آب خالص پس از اصلاح سطح بود. همچنين آزمون عملكرد در شرايط عملياتي و با خوراك آب و روغن نيز، بيانگر عملكرد قابل‌توجه غشاهاي اصلاح‌شده جهت حذف كدورت و جداسازي بالاي 99 درصدي براي جداسازي آب و روغن بود.

229695

فرآيندهاي جداسازي

مهندسي شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان