مقاله در مورد نانو فیلتراسیون ، روشی پیشرفته در تصفیه آب

اختصاصی از نیک فایل مقاله در مورد نانو فیلتراسیون ، روشی پیشرفته در تصفیه آب دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

مقاله کامل بعد از پرداخت وجه

لینک پرداخت و دانلود در "پایین مطلب"

فرمت فایل: word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحات: 64

تصفیه خانه کلیفتون واقع در امتداد رودخانه کلرادو و شرق ناحیه Grand Iunction ، آب رودخانه را تصفیه کرده و آن را برای تقریباً 30000 مصرف کننده در شهر کلیفتون و نوحی دور افتاده ارسال می کند. به واسطه تغییرات فصلی ، مقدار کل مواد جامد حل شده (TDS :Total Dissolved Solids)  در آب رودخانه در سراسر سال متغیر است ، به طوری که کمتریت غلظت در بهار و بیشترین غلظت در طی ماههای زمستان به وجود می آید.

در ماه دسامبر که جریان آب در رودخانه کلرادور به پایین ترین سطح خود می رسد ، غلظت TDS بین 700 تا 800 میلی گرم بر لیتر می باشد. از اینرو به مدت چندین سال تصفیه خانه کلیفتون به منظور حفظ غلظت TDS در محدوده 500-400 میلی گرم بر لیتر ، ناگزیر بود که در طول زمستان آب را از ناحیه Grand Junction  خریداری نماید.

  این نوسانات فصلی در کیفیت آب ، باعث می شد که غلظتهای TDS و سولفات از مقادیر مجاز توصیه شده برای آب آشامیدنی فراتر روند که این در نهایت منجر به نارضایتی و شکایت مصرف کننده می گویند. از اینرو ، مسئولین تصفیه خانه کلیفتون تصمیم گرفتند یک راهکار اقتصادی و بلند مدت جهت تصفیه منبع اصلی آب خود ( رودخانه کلرادو) پیدا کنند و تحقیقاتی که در این زمینه انجام گرفت  در نهایت آنها را با استفاده از نوع خاصی از سیستم تصفیه آب سوق داد . این سیستم که از فن آوری غشایی بهره می گیرد توسط یکی از شرکتهای سازنده وسایل و تجهیزات تصفیه آب به نام Osmonic ارائه گردید . سیستم فن آوری غشائی بهترین و مقرون به صرفه ترین راه حل بود زیرا می توانست سختی آب و غلظتهای TDS را پایین آورد و آبی با خلوص بسیار بالا تهیه نماید.

کارخانه ای که بدین منظور تاسیس شد شامل یک تصفیه آب قابل اختلاط با ظرفیت MGD 12 بود که ازیک سیستم نانوفیلتراسیون MGD 4/2 جهت تامین شرایط و مقتضیات کیفی آب بهره می گرفت.

این سیستم از 4بستره لغزان موازی با هم تشکیل شده است و هر یک از آنها در بر گیرنده 2 صافی چند لایه موازی باشند که به دنبال آنها صافیهای فشنگی واقع شده اند. فرآیند تصفیه با پمپاژ آب از یک چاه به صافی چند لایه شروع می شود، این صافی از 6 لایه و از 4 ماده مختلف آنتراسیت ( نوعی زغال سنگ) شن سبز منگنزی (Manganese Greensand)   سنگریزه و گارنت (لعل) ساخته شده است. آب بعد از این صافی وارد واحد نانوفیلتراسیون می شود. در این قسمت به آب، اسید سولفوریک و ضد رسوب تزریق گردیده و سپس آب از صافیهای فشنگی عبور می کند تا بدین وسیله پالایش بر روی مواد جامد معلق در آب صورت گرفته و آن را برای ورود به غشاهای نانو فیلتراسیون آماده سازد. آبی که از این غشاها عبور می کند سپس با آبی که به طور معمول تصفیه شده ، مخلوط می گردد.

آزمایشها نشان داده اند که واحد نانوفیلتراسیون تصفیه خانه کلیفتون ، آبی به مراتب و سالم تر تولید می کند. این سیستم توانست به طور قابل ملاحظه ای سختی کل آب را تا 80% ، سولفات را تا 98% ، TDS را تا 50% ، TTHMP را تا 95% ، HAAP را تا 99% و غلظت کل ذرات آب را 97% پایین آورد.

سیستم فیلتراسیون شنی فوق دقیق

سیستم فیلتراسیون آب Vortisand محصول جدید شرکت SONITEC قادر به تصفیه آب تا حد  فیلتراسیون است . این سیستم با استفاده از نیروی سانتریفیوژ بر مساحت مفید فیلترهای خود می افزاید و در مشهای 45% ، 5،2 میکرون تولید شده است. کاربرهای این سیستم فیلتراسیون در پیش تصفیه آب آشامیدنی و با تصفیه آب فرآیندهای و یا فاضلاب می باشد.

دانلود پاورپوینت میکرو فیلتراسیون

اختصاصی از نیک فایل دانلود پاورپوینت میکرو فیلتراسیون دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

تعریف غشاء

لایه ای نازک است که می تواند اجزای یک سیال را به طور انتخابی جدا نماید.

دو عمل اصلی که توسط غشا انجام می شود:

نفوذ پذیری یا تراوش permeability

انتخابگری یا گزینش پذیریselectivity

انواع قالب های غشا

طرح صفحه ای قالبی

 طرح لوله ای

طرح مارپیچ

صافی های فیبر میان تهی

طرح مارپیچ ارزان است اما نمی تواند جامدات

معلق را تصفیه کند.

طرح فیبر تو خالی نمی تواند با فشارهای بالای مورد نیاز برای جداسازی جامدات معلق تطبیق یابد و طرح لوله ای می تواند جامدات معلق را تصفیه کند و با فشارهای بالا تطبیق یابد امّا گران است.

در میکروفیلتر اسیون برای حذف جامدات معلق از صافی های فیبر میان تهی استفاده می گردد.

انواع فرایندهای جداسازی غشایی

اسمز معکوس- نانوفیلتراسیون- اولترافیلتراسیون- میکروفیلتراسیون

اسمزمعکوس:

از دیگر فرآیند های غشایی است که تنها آب از خلال سوراخهای آن عبور می کند که از آن برای نمک زدایی آب دریا استفاده کرد. در صنعت لبنیات جهت تغلیظ شیر، شیر پس چرخ، دوغ، کره ، آب پنیر استفاده می شود. در این فرآیند هیچ یک از ترکیبات موجود در شیر به جزء آب امکان عبور از غشای اسمزمعکوس را ندارند.

نانوفیلتراسیون:

 قطر منافذ غشا کمتر از 2 نانومتر است. دراین فرآیند قندها، پروتئین ها ویون های دوظرفیتی، باکتریها، ویروسها وآلاینده ها توسط آن جدا می شوند. غشاها غالباً از نوع لوله ای ومارپیچ هستندو جنس آنها پلی آمید است. از نانوفیلتر جهت جدا کردن ترکیبات یونی از آب پنیر و تولید محصولاتی نظیر غذایی کودک استفاده می شود.

اولترافیلتراسیون:

فرآیند جداسازی غشایی با استفاده از نیروی فشار است که می تواند جداسازی و تغلیظ موادی با وزن ملکولی بین 1000 تا 1000000دالتون را انجام دهد که در صنعت لبنیات استفاده می شود. که برای جداسازی پروتئین ها از آب پنیر و تغلیظ شیر در پنیرسازی است. این فرآیند در پنیرسازی، افزایش راندمان بالا می توان به موارد زیر اشاره کرد:

حداکثر بازیافت پروتئین های آب پنیر و صرفه جویی در مصرف انرژی و کاهش زمان تولید.

در این حالت رنت و استارترکمتری مصرف می شود.

شامل 28 اسلاید powerpoint

دانلود پایان نامه امکان سنجی فیلتراسیون آکوستیکی جهت جذب ذرات خروجی از اگزوز موتورهای دیزل

اختصاصی از نیک فایل دانلود پایان نامه امکان سنجی فیلتراسیون آکوستیکی جهت جذب ذرات خروجی از اگزوز موتورهای دیزل دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

زیست موجودات زنده به ویژه انسان در معرض هجوم انواع آلودگیها است که آلودگی هوا یکی از مهمترین آنها است. بسیاری از مراکز صنعتی و تولیدات آنها، از عوامل مهم تولید آلاینده های هوا میباشند و از این میان خودروها سهم عمده این آلودگی را در شهرها به عهده دارند.
به موازات رشد و ترقی جوامع که موجب تخریب طبیعت و در نتیجه آلوده کردن بیشتر آن شده است، سازمانهای حفاظت از محیط زیست با وضع قوانینی، سعی در کاهش آلودگیها دارند. برای کاهش آلودگی هوای ناشی از خودروها، دو روش اساسی وجود دارد:
الف: کاهش تولید آلاینده ها
ب: جلوگیری از انتشار آنها در محیط
کاهش تولید آلاینده ها از طریق بهبود کیفیت سوخت و طراحی بهینه سیستم احتراق و یا دوباره سوزاندن گازهای حاصل از احتراق امکان پذیر است و برای جلوگیری از انتشار آلاینده ها در محیط از سیستم های تصفیه و پالایش گازهای خروجی از اگزوز استفاده می شود. روشهای کاهش تولید آلاینده ها مستلزم صرف هزینه های بسیاری می باشد که امروزه در کشور ما توجیه اقتصادی ندارد، لذا در شرایط کنونی و به عنوان یک راه حل سریع و ارزان، تصفیه گازهای خروجی اگزوز شیوه مناسبتری می باشد. آلایندههای منتشره از موتور خودروها عبارتند از: هیدرو کربن ها (HC)، مونوکسید کربن (CO)، اکسیدهای نیتروژن (NOx) و ذرات معلق.
 در موتورهای دیزلی، مهمترین و بیشترین آلودگی را ذرات خروجی اگزوز تشکیل می دهند و بنابراین موضوع این پروژه پالایش گازهای خروجی اگزوز موتورهای دیزلی از ذرات آلاینده میباشد. این موضوع در مرحله اول مستلزم بررسی خصوصیات ذرات آلاینده و در مرحله دوم نیازمند بررسی سیستمهای جداسازی فازهای جامد- گاز از یکدیگر می باشد.
در این تحقیق ذرات آلاینده به عنوان ایروسلهایی با قطر تقریبی 10-01/0 میکرون شناخته شدند که حداکثر تجمع جرمی آنها در محدوده کمتر از 4/0 میکرون است. ایروسل به معنای هر    ذره ای اعم از جامد یا مایع که در یک محیط گازی یا اتمسفر معلق باشند و سرعت سقوط آنها قابل اغماض باشد، گفته می شود.
       برای جداسازی این ذرات هیچیک از سیستمهای جداسازی گاز- جامد نظیر شوینده ها، فیلترهای الیافی و سیکلونها و فیلترهای الکترواستاتیک  مفید واقع نشدند. زیرا برخی از این سیستمها نظیر فیلتر های الیافی، افت فشار زیادی ایجاد می کنند که برای به کارگیری بر روی گازهای خروجی اگزوز مناسب نمی باشد و همچنین برای این توزیع اندازه ذرات، از کارآیی کافی برخوردار نمی باشند و یا بسیار حجیم و بزرگ می شوند. نهایتاً نشست دهنده آکوستیکی (که امروزه به عنوان مکمل سیستم های فیلتراسیون فعلی استفاده می شوند) انتخاب بهتری به نظر آمد و برای عملکرد آن و امکان سنجی استفاده عملی، مطالعات و آزمایشهای جامع تری آغاز گردید.
برای انجام و شروع آزمایشات لازم بود در وحله اول خواص گازهای خروجی از اگزوز موتورهای دیزلی و مکانیزم  نحوه عملکرد امواج آکوستیکی در انباشت ذرات را بشناسیم. بدین منظور برای شناخت خواص گازهای خروجی از اگزوز موتورهای دیزلی آزمایشاتی انجام شد که نتایج این آزمایشات در فصول آتی آمده است. در مرحله بعد اطلاعات مربوط به تئوری موضوع جمع آوری شد و از بین تئوری های موجود نظریه آقای سانگ انتخاب و بر این مبنا کد عددی برای مدل سازی انباشت آکوستیکی  نوشته شد.
پس این مراحل، شبیه سازی آزمایشگاهی آغاز شد و آزمایشهایی صورت گرفت به این ترتیب که ایروسلهای تولیدی توسط موتورهای دیزلی شبیه سازی شده و عملکرد یک نمونه نشست دهنده آکوستیکی استوانه ای برای حصول کارآیی میانگین حدود 90 درصد در شرایط مختلف بررسی گردید. نتایج آزمایشگاهی نشان میداد که سیستم فیلتراسیون آکوستیکی دارای کارایی بالایی در حذف ذرات معلق در گازها دارد و می توان برای فیلتراسیون گازهای خروجی از موتورهای دیزلی استفاده کرد.
فصول پایان نامه حاضر در برگیرنده مطالبی است که به طور اجمالی جهت گیری و عملکرد ما را در این فعالیت روشن می سازد. فصل دوم در مورد روشهای موجود در فیلتراسیون ذرات معلق در گازها و گازهای خروجی از موتورهای دیزل، بیشینه استفاده از امواج آکوستیکی و تئوری های موجود در زمینه انباشت آکوستیکی می باشد. فصل سوم به بررسی روش مدل سازی عددی، فرضیات مورد استفاده در شبیه سازی و تشریح وسایل و سیستمهای آزمایشگاهی که ساخته یا استفاده شده است می پردازد. در فصل چهارم به شرح نتایج مدل سازی عددی و نتایج آزمایشگاهی می پردازد. فصل پنجم راجع به جمع بندی نتایج آزمایشگاهی ،نتیجه گیری و بحث پیرامون مشکلات عملی و صنعتی شدن طرح می باشد.

1-فصل اول: مقدمه1
2- فصل دوم: مروری بر ادبیات و اصول و مبانی نظری4
2-1 مقدمه5
2-2 سیستم جدا ساز ذرات معلق در گازها8
2-2-1 صافی های کیسه ای8
2-2-2 ته نشین کننده های ثقلی8
2-2-3 شوینده ها9
2-2-4 سیکلونها9
2-2-5 نشست دهنده الکتروستاتیک9
2-3 زمینه تاریخی10
2-4  مکانیزمهای انباشت آکوستیک11
2-4-1 فعل و انفعالات اورتوکینتیک11
2-4-2 فعل و انفعالات هیدرودینامیک17
2-4-3 واکنشهای آشفتگی آکوستیک20
2-4-4 روان سازی آکوستیک19
2-4-5 توده آکوستیک23
2-5 مدلهای شبیه سازی فعلی24
2-5-1 مدل وولک24
2-5-2 مدل شو25
2-5-3  مدل تیواری25
2-6 مدل سانگ25
3-فصل سوم: روشها و تجهیزات27
3-1 مقدمه28
3-2 روش شبیه سازی انباشت آکوستیک28
3-2-1 فرضیات انجام شده در مدل سازی28
3-2-2 الگورِیتم مدل سازی29
3-3  سیستم آزمایشگاهی فیلتراسیون آکوستیکی30
3-3-1 سیستم آزمایشگاهی اندازه گیری توزیع اندازه ذرات30
3-3-2 آزمایشات مربوط به دستگاه نشت دهنده آکوستیکی33
3-3-3 مواد مورد استفاده41
3-4 کالیبراسیون وسایل آزمایشگاهی 43
4- فصل چهارم: نتایج و تفسیر آنها45
4-1 مقدمه46
4-2 نتایج آزمایشگاهی47
 4-2-1  اندازه گیری توزیع اندازه و غلظت کلی ذرات
 خروجی از اگزوز موتورهای دیزلی46
 4-3 آزمایشات مربوط به دستگاه نشست دهنده آکوستیکی49
4-3-1 آزمایش بدست آوردن فرکانس های بحرانی49
4-3-2 رسم پروفیل فشار آکوستیکی در طول لوله52
4-3-3 اعمال امواج آکوستیکی بر روی جریان ایروسل55
4-3-3-1 اعمال امواج آکوستیکی برروی ذرات درحالت بدون دبی و ساکن55
4-3-3-2 اعمال امواج بر روی جریان ایروسل62
4-4 بررسی تأثیر عوامل موثر در بازده فیلترهای آکوستیکی
         در خروجی موتور های دیزل67
4-4-1 بررسی تأثیر دبی عبوری از محفظه65
4-4-2  بررسی اثر توان اعمالی امواج72
4-4-3 بررسی تاثیر دما و فشار75
4-4-4  تأثیرات فرکانس صدا77
4-4-5 اثر اندازه ذرات77
5- فصل پنجم79
فهرست مراجع83
ضمیمه 85
ضمیمه 88
ضمیمه 95

شامل 110 صفحه فایل word

پایان نامه ساخت غشا اولترا فیلتراسیون پلی اکریلونیتریل حاوی نانو ذرات TiO2 به منظور جداسازی پلی‌اکریل‌آمید کاتیونی

اختصاصی از نیک فایل پایان نامه ساخت غشا اولترا فیلتراسیون پلی اکریلونیتریل حاوی نانو ذرات TiO2 به منظور جداسازی پلی‌اکریل‌آمید کاتیونی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحات:122

پایان نامه ی کارشناسی ارشد نانو مهندسی شیمی

عنوان : ساخت غشا اولترا فیلتراسیون پلی اکریلونیتریل حاوی نانو ذرات  TiO2 به منظور جداسازی پلی‌اکریل‌آمید کاتیونی  از پساب کارخانه زغالشویی 

فهرست مطالب:

گفتار اول: مطالعه بر روش های جداسازی پلی‌اکریل‌آمید و آشنایی با فرآیندهای غشایی    1
1-1معرفی کارخانه زغالشویی    3
1-2 معرفی فرآیند انعقاد و لخته سازی    4
1-3 معرفی پلی‌اکریل‌آمید    6
1-4 لزوم تصفیه پساب حاوی پلی‌اکریل‌آمید    10
1-5 روش های جداسازی پلی‌اکریل‌آمید    12
1-6 جذب پلیمر با جاذب های سطحی    12
1-7 غشا و فرآیندهای غشایی    13
1-7-1 تاریخچه    13
1-7-2 تعریف غشا    14
1-7-3 مزایای استفاده از تکنولوژی غشایی    17
1-7-4 انواع غشاها    17
1-7-4-1 تقسیم بندی بر اساس جنس غشا    18
1-7-4-2 تقسیم بندی بر اساس ساختار غشا    18
1-7-4-3 تقسیم بندی غشاها از لحاظ عملکرد    20
1-7-5 انواع فرآیندهای جداسازی غشایی    21
1-7-6 مقایسه روش های فیلتراسیون    24
1-7-7 مکانیسمهای جداسازی    26
1-7-8 روشهای عملکرد فرآیندهای غشایی    28
1-7-9 انسداد در غشاها    29
1-7-10 روش های جلوگیری و یا کمتر کردن گرفتگی غشا    33
1-7-10-1 انتخاب غشا مناسب    33
1-7-10-2 پیش تصفیه سیال ورودی به غشا    33
1-7-10-3 بهبود شرایط عملیات    34
1-7-10-4 اصلاح سطح غشاهای ساخته شده    34
1-7-10-4-1 روش فیزیکی    34
1-7-10-4-2 روش شیمیایی    34
1-7-11 تهیه غشاهای اولترافیلتراسیون ترکیبی با استفاده از ذرات معدنی    35
1-7-11-1 رسوب ذرات معدنی بر روی سطح غشا به صورت مستقیم    35
1-7-11-2 قرار گرقتن نانوذرات در ماتریکس غشا    36
1-7-12 روش‌های کاهش گرفتگی    36
1-7-13 تمیزسازی (کلینینگ)    37
1-7-13-1 تمیزسازی هیدرولیکی    37
1-7-13-2 تمیزسازی مکانیکی    38
1-7-13-3 تمیزسازی الکتریکی    38
1-7-13-4 تمیزسازی شیمیایی    38
1-8 مطالعات صورت گرفته    40
گفتار دوم:تجربیات    46
2-1 تجهیزات و مواد مورد استفاده    47
2-2 فرآیند تهیه غشا    48
2-2-1 ساخت غشا پلی اکریلونیتریل به روش وارونگی فازی    48
2-2-2 ساخت غشای پلی اکریلونیتریل مناسب    51
2-3 اصلاح سطح غشا با روش عملیات حرارتی و هیدرولیز    51
2-4 ترکیب غشا با نانو ذرات تیتانیوم دی اکسید    52
2-4-1 خود آرایی نانو ذرات تیتانیوم دی اکسید بر روی سطح غشا پلی‌اکریلونیتریل    53
2-4-2 مخلوط کردن نانوذرات تیتانیوم‌دی‌اکسید در محلول پلیمری    53
2-5 ارزیابی عملکرد غشا    54
2-6 شار آب خالص    57
2-7 احتباس    58
2-8 آستانه شکست و محاسبه اندازه حفرات    59
2-8-1  اندازهگیری غلظت پلیاتیلنگلایکول    61
2-9  بررسی میزان گرفتگی غشا    62
2- 10 بررسی مورفولوژی غشا    63
2-10-1 بررسی مورفولوژی غشای تهیه شده با میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM)    64
2-10-2 بررسی آبدوستی غشا با آنالیز زاویه تماس    65
2-7-3 بررسی ساختار شیمیایی غشا    66
2-10-4 طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس(EDX)    67
گفتار سوم: بحث و نتیجه گیری    69
مقدمه    70
3-1 ساخت غشا پلی اکریلو نیتریل    70
3-2 اصلاح شیمیایی غشا    73
3-3 اصلاح حرارتی غشاهای پلی اکریلو نیتریل    76
3-4 بررسی عملکرد و ساختار غشا اصلاح شده حرارتی    76
3-5  اصلاح غشا با استفاده از نانوذرات    80
3-5-1 اثر خودآرایی نانوذرات تیتانیوم دی‌اکسید بروی سطح غشا    81
3-5-2 اثر مخلوط کردن نانوذرات تیتانیوم دی‌اکسید در محلول پلیمری    83
3-6  مقایسه بین دو روش افزودن نانوذرات    85
3-7  آنالیز میکروسکوپ الکترونی پویشی از سطح غشا    86
3-8 آنالیز پراش انرژی پرتو ایکس(EDX)    90
3-9  اندازه گیری آستانه شکست    93
3-10 بررسی آبدوستی سطح غشا    95
3-8 بررسی گرفتگی غشا    97
گفتار چهارم: نتیجه گیری و پیشنهادات    101
4-1 نتیجه گیری    102
4- 2 پیشنهادات    104
منابع       105

فهرست جدول‌ها
عنوان    صفحه
جدول1-1: تفاوت در فرآیندهای فیلتراسیون                                                                   27
جدول1-2: پس¬زنی گونه¬ها در فرآیندهای فیلتراسیون                                                        28
جدول3-1: درصدهای وزنی و اتمی عناصر در غشاهای خودآرایی و مخلوط                               93
جدول 3-2: زوایای محاسبه شده از تصاویر زاویه تماس                                                      98



فهرست شکل‌ها
عنوان    صفحه
شکل1-1: شماتیکی از فرآیند زغالشویی                                                                             
5
شکل1-2: پلی‌اکریل‌آمیدبدون بار                                                                                         7
شکل1-3: ساختار پلی‌اکریل‌آمید کاتیونی                                                                               8
شکل1-4: طیف FT-IR ازپلی‌اکریل آمید مورد استفاده     8
شکل1-5: توزیع اندازه ذرات پلی‌اکریل‌آمید در pH های مختلف                                                 10
شکل 1-6: مکانیسم فرآیند انعقاد و لخته سازی                                                                      11
شکل 1-7: گرفتگی در غشاهای PSF در اثر جداسازی پلی‌اکریل‌آمید                                          17
شکل 1-8: نمایی از فرآیند جداسازی غشایی                                                                         17
شکل 1- 9: فرآیندهای تصفیه آب معمولی و میکرو فیلتراسیون     18
شکل 1-10: نمایی از ساختار غشاهای سنتزی                                                                       21
شکل1-11: طرحی از تقسیم بندی غشاها بر اساس ساختار                                                        22
شکل 1-12: نمایی از فرآیند اسمز¬معکوس                                                                            27
شکل1-13: انواع روش¬های فیلتراسیون با نوع مواد عبوری از آن¬ها                                                29
شکل1-14: نمایی از مکانیسم غربال مولکولی                                                                         30
شکل1-15: شماتیکی از دو فرآیند عملکرد غشایی                                                                   32
شکل 1-16: نمونه¬ای از یک گرفتگی غشایی بر روی غشای پلی وینیلیدن فلوراید                                33
شکل 1-17: شماتیکی از انواع گرفتگی در فرآیند غشایی                                                             33
شکل 1-18: شماتیکی از تمیزسازی هیدرولیکی غشاهای دارای گرفتگی                                          41
شکل 2-1: فیلم کش مورد استفاده جهت ساخت غشا پلیمری                                                       52
شکل2-2: شماتیک فرآیند انعقاد                                                                                          53
شکل2-3: مراحل کامل ریخته‌گری و انعقاد غشا پلیمری                                                              53
شکل2-4: نمای شماتیک از سل با انتهای بسته و سل با جریان متقاطع                                         58
شکل2-5: نمای شماتیک تست عملکرد غشا                                                                          59
شکل2-5: نمای شماتیک تست عملکرد غشا                                                                          63
شکل 2-6: اندازهگیری آستانه شکست از طریق منحنی احتباس ردیابها                                   
68
شکل 2-8: رابطه میان زاویه تماس و آبدوستی                                                                       69
شکل 2-9: نمونه ای از آنالیز EDX                                                                                    71
شکل 3-1: وجود بزرگحفرهها در غشا تهیه شده با پلیمر پلیاکریلونیتریل و حلال                       
74
شکل 3-2: اثر غلظت پلی¬اکریلو نیتریل بروی شار و احتباس پلی¬اکریل آمید                                    75
شکل3-3: مکانیسم هیدرولیز پلی¬اکریلو نیتریل در محیط اسیدی و بازی                                        76
شکل3-4: آنالیز طیف سنج ماون قرمز برای غشا قبل از هیدرولیز                                                 78
شکل3-5: آنالیز طیف سنج ماون قرمز برای غشا بعد از هیدرولیز                                                 79
شکل 3-6: شکل گیری حفرات غشا در پی عملیات حرارتی                                                        81
شکل3-7: اثر دمای اصلاح غشا پلی اکریلونیتریل بروی شار و احتباس پلیمر                        81
شکل3-8: تغییرات شار و احتباس پلیمردر پی تغییرات زمان اصلاح حرارتی                      83
شکل3-9: خودآرایی نانوذرات تیتانیوم دی¬اکسید بروی سطح غشا                                               85
شکل3-10: اثر زمان غوطه¬وری غشا در محلول نانوذرات  TiO2بر میزان احتباس و شار پلیمر              86
شکل3-11: اثر نانو ذرات بروی احتباس و شار عبوری پلی¬اکریل آمید در روش مخلوط کردن               88
شکل3-12: مقایسه درصد افزایش شار در دو روش خودآرایی و مخلوط کردن                                  89
شکل 3-13: تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی                                                                   91
شکل3-14: پراش الکترونی پرتو ایکس غشا خودآرایی شده با نانوذرات TiO2                                  92
شکل3-15: پراش الکترونی پرتو ایکس غشا مخلوط شده با نانوذرات TiO2                                    93
شکل 3-16: آستانه شکست غشا در عدم حضور نانوذرات TiO2                                                 95
شکل 3-17: آستانه شکست غشا در حضور نانوذرات  TiO2با روش خودآرایی                                  95
شکل 3-18: آستانه شکست غشا در حضور نانوذرات TiO2 با روش مخلوط کردن                             96
شکل 3-19: تصاویر آنالیز زاویه تماس                                                                                 97
شکل 3-20: تغییرات نسبت بازیابی شار در پی افزودن نانوذراتTiO2                                           99
شکل 3-21: تغییرات میزان گرفتگی در پی افزودن نانوذرات TiO2                                              99
شکل 3-22: بررسی تغییرات شار پلی اکریل آمید با گذشت زمان فیلتراسیون                                100

چکیده
هدف از انجام این مطالعه، جداسازی پلی‌اکریل‌آمید کاتیونی از پساب کارخانه زغالشویی پروده طبس با استفاده از فرآیند فیلتراسیون غشای پلیمری می‌باشد. غشا اولیه با استفاده از پلی اکریلونیتریل (PAN) توسط فرآیند وارونگی فاز تهیه گردید و در ادامه با استفاده از عملیات‌ هیدرولیز به‌عنوان اصلاح شیمیایی و عملیات حرارتی به‌عنوان اصلاح فیزیکی برای حداکثر جداسازی پساب آماده گردیدند. همچنین از نانو ذرات TiO2 به دو روش خودآرایی و مخلوط کردن با محلول پلیمری به منظور افزایش خواص ضد گرفتگی سطح غشا استفاده شده‌ است. به منظور بررسی عملکرد غشا محلول خوراک ppm10 از پلی‌اکریل‌آمید کاتیونی مطابق با خوراک کارخانه تهیه و در فشار 3 بار و دمای 25 درجه سلسیوس میزان احتباس و شار عبوری اندازه‌گیری گردید. با توجه به آنچه که مطلوب این مطالعه بوده‌است، در کنار احتباس 98% از پلی‌اکریل ‌آمید دست‌یابی به شارهای متفاوتی با توجه به نوع غشا به کار رفته امکان پذیر بوده‌است. میزان شار در غشاهای فاقد نانوذرات در حدود  L/m2.hr 4/125 بوده‌است درحالیکه برای غشا ترکیب شده با نانوذرات TiO2 در روش خودآرایی این مقدار در حدود 45% و برای روش مخلوط کردن در محلول پلیمری 32% بهبود داشته ‌است. آزمایش¬های گرفتگی غشاهای ساخته شده نشان می¬دهد غشاهای حاوی نانوذرات TiO2 به نسبت غشاهای معمولی از گرفتگی کمتری برخوردار هستند. آنالیزهای FT-IR گروه¬های شیمیایی موجود در سطح غشا قبل و بعد از انجام عملیات هیدرولیز را نشان می‌دهند. تصاویر  SEMسطحی تغییر قابل محسوسی در مورفولوژی سطح غشاها بعد از اصلاح در حضور نانوذرات TiO2 نشان نمی¬دهد در حالیکه آنالیز  EDXحضور نانوذرات TiO2 را تایید می‌کند. آنالیز زاویه تماس نشان می¬دهد که آبدوستی سطح غشا در حضور نانوذرات TiO2 با روش خودآرایی بیشتر از روش مخلوط کردن افزایش نشان می¬دهد.

کلمات کلیدی:  نانوذرات  TiO2، ضد گرفتگی کردن، پلی اکریلو نیتریل، پلی‌اکریل‌آمید، خودآرایی، مخلوط کردن