عنوان

بررسی اثر پیل‌های الکتروشیمیایی در بیوراکتور غشایی برای تصفیه فاضلاب و کاهش گرفتگی غشا

IR

۳۶۶۳پ

فارسی

IR

بررسی اثر پیل‌های الکتروشیمیایی در بیوراکتور غشایی برای تصفیه فاضلاب و کاهش گرفتگی غشا

[پایان‌نامه]

Investigation of the effect of electrochemical cells in membrane bioreactor for wastewater treatment and membrane fouling reduction

/لیلا کریمی

: مهندسی شیمی

، ۱۳۹۷

۹۱ص.

:

زبان: فارسی

زبان چکیده: فارسی

چاپی - الکترونیکی

مصور، جدول، نمودار

کارشناسی ارشد

مهندسی شیمی -محیط زیست

۱۳۹۷/۱۰/۰۱

صنعتی سهند

در حال حاضر گرفتگی غشا یکی از محدودیت‌های اصلی در فرآیند MBR است .در این پایان‌نامه برای کاهش گرفتگی غشا از یک بیوراکتور غشایی با میدان الکتریکی (EMBR) استفاده شد تا گرفتگی غشا در این سیستم‌ها را کاهش دهد .در این مطالعه پس از آزمایش‌های انجام شده برای شرایط بهینه با استفاده از یک فاضلاب سنتزی، گرفتگی غشا EMBR با MBR در شش حالت و در شرایط و ساختارهای متفاوت فرآیند شامل :تغییر جنس آند و کاتد، تغییر فاصله بین آند و کاتد و تغییرات ولتاژ مقایسه شد .غلظت پروتئین‌ها و پلی‌ساکاریدهای موجود در EPS و SMP لجن فعال در داخل بیوراکتور و پساب خروجی،COD ، شار اولیه آب خالص و میزان فلاکس خروجی از غشا پس از شستشوی شیمیایی و فیزیکی اندازه‌گیری شد .نتایج به دست آمده نشان داد EPS و SMP در راکتور MBR در طی مدت زمان فیلتراسیون افزایش پیدا کرد در حالی که در راکتور EMBRدر طی مدت زمان فیلتراسیون بسیار کاهش پیدا کرد .میزان کربوهیدرات در راکتورEMBR نسبت بهMBR ، در Run اول ۲۵/۷۶ درصد، در Run دوم ۴۲/۲۱ درصد، در Run سوم ۴۷/۵۵ درصد، در Run چهارم ۳۷/۶۵ درصد، در Run پنجم ۴۷/۹۷ درصد و در Run ششم ۵۳/۳۳ درصد، کاهش پیدا کرد .همچنین میزان پروتئین در راکتور EMBR نسبت بهMBR ، در Run اول ۳۸/۷۱ درصد، در Run دوم ۴۳/۲۱ درصد، در Run سوم ۴۸/۰۸ درصد، در Run چهارم ۲۶/۸۹ درصد، در Run پنجم ۳۶/۲۹ درصد و در Run ششم ۵۶/۹۵ درصد، کاهش پیدا کرد .در بین این موارد از نظر جنس کاتد و آند تیغه‌های آلومینیومی به عنوان کاتد و آند بهترین عملکرد داشتند ولی از نظر فاصله بین کاتد و غشا در Run ششم که دو قطعه کاتد روی پایه‌های ماژول نسب شدند بهترین عملکرد را داشت و گرفتگی غشا، میزان کربوهیدرات و پروتئین در داخل بیوراکتور به حداقل رسید .میزان گرفتگی برگشت‌پذیر، برگشت ناپذیر و گرفتگی کلی برای راکتور EMBR نسبت به MBR بسیار کاهش پیدا کرد که این به دلیل مکانیسم‌های الکترواسمزی، الکتروفورز و انعقاد الکتریکی است که در الکتروبیوراکتورغشایی اتفاق می‌افتد .همچنین میزان گرفتگی برگشت‌ناپذیر در Run ششم نسبت بهRun های دیگر برای غشای EMBR بسیار کاهش یافت و فرآیند عملکرد بهتری داشت .میزان حذف COD در راکتور MBR و EMBR به ترتیب :در Run اول ۷۶/۶۷ و ۸۳/۵۵ ، در Run دوم ۷۳/۵۵ و ۸۷/۹۲ ، در Run سوم ۷۱/۰۵ و ۹۷/۶۷ ، در Run چهارم ۷۴/۱۷ و ۹۴/۱۷ ، در Run پنجم ۷۶/۶۷ و ۹۶/۸۶ و در Run ششم ۷۱/۰۵ و ۱۰۰ است .با توجه به نتایج به دست آمده میزان حذف COD برای راکتور MBR به طور متوسط بین ۷۵-۷۱ درصد و برای راکتور EMBR بین ۱۰۰-۸۷ درصد است .نتایج حاصل از آنالیز PSD نشان داد، توزیع اندازه ذرات با اندازه ۰/۱ تا ۵۰ میکرومتر در راکتور MBR ۹۵ و برای ۵۰ تا ۸۰ میکرومتر ۵ بوده است .و در راکتورEMBR ، در Run سوم توزیع اندازه ذرات با اندازه ۰/۱ تا ۵۰ میکرومتر ۲۵ ، در Run چهارم ۴۰ ، در Run پنجم ۳۵ و در Run ششم ۱۵ بوده است و برای توزیع اندازه ذرات ۸۰-۵۰ میکرومتر در ران سوم ۷۵ ، در Run چهارم ۶۰ ، در Run پنجم ۶۵ و در Run ششم ۸۵ بوده است .نتایج حاصل از آنالیز FTIR نیز نشان داد، در Run ششم مخلوط لجن داخل راکتور دارای SMP و EPS کمتری نسبت به Run پنجم و سوم بود که با نتایج حاصل از آزمون EPS و SMP مطابقت داشت .

Today, membrane fouling is one of the main limitations in the MBR process. In this project, a membrane bioreactor with alternating electric field was used to reduse membrane fouling in this systems. In this study, after experiments for optimum condition using a synthetic wastewater, membrane fouling with MBR in six states in different processes condition and structures including changes anode and cathode material, change between anode and cathode and voltage changing were compared. The concentration of proteins and polysaccharids in EPS and SMP, activated sludge in the bioreactor and effluent, COD, initial water flux and permeat flux were measured after chemical and physical washing. The results showed that EPS and SMP in the MBR reactor increased during filtration, while in the EMBR reactor, it decreased significantly during filtration. The amount of carbohydrate in the EMBR reactor compared to MBR was 25.76 in the first run, 42.21 in the second run, 47.55, in the third run, 37.65, in the run 4, 47.97 , in the run5 and in the run Sixth, 53.33 percent, decreased. Also, the amount of protein in the EMBR reactor was higher than MBR in the first run, 38.71 , in the second run, 43.21 , in the third run, 48.08 , in the fourth run, 26.89 , in the fifth run,36.29 , and in the Run six, it was 56.95 , decreased. Among these cases, the cathode and anode of the aluminum blades were best served as cathode and anode, but in terms of the distance between the cathode and the membrane in Run 6, the two cathode parts were based on the modules, the best performance was, and the membrane obstruction, carbohydrate content and the protein inside the bioreactor is minimized. Among these cases, the cathode and anode of the aluminum blades were best served as cathode and anode, but in terms of the distance between the cathode and the membrane in Run 6, the two cathode parts were based on the modules, the best performance was, and the membrane obstruction, carbohydrate content and the protein inside the bioreactor is minimized. The reversible, irreversible and total fouling of the EMBR reactor to the MBR was greatly reduced, due to electrosmosis mechanisms, electrophoresis, and electro coagulation that occurs in the (EMBR). Also, the irreversible fouling rate in the sixth Run was significantly reduced compared to the other run for the EMBR membrane, and the process was better. The amount of COD removal in the MBR and EMBR reactors was 76.67 and 83.55 at the first run,73.55 and 87.92 at the second run, 71.05 and 97.67 at the third run. In the fourth run,74.17 and 94.17 , in Run 5, 76.67 and 96.86 , and in Run six, 71.05 and100 respectively. According to the results, the COD removal rate for an MBR reactor is between 71-75 , and for EMBR, between 87-100 . The results of the PSD analysis showed that the particle size distribution with a size of 0.1 to 50 m was 95 MBR and 50 to 80 m 5 . And in the EMBR reactor, in the third run, the particle size distribution was 0.1 to 50 m, 25 , 40 Run, 35 Run5,15 Run 6, and 50 to m for the particle size distribution On the third run 75 , on the fourth run 60 , on the run fifth 65 and on the run six 85 . The results of the FTIR analysis also showed that in Run 6, the sludge mixture inside the reactor had SMP and EPS less than Run 5 and 3, which was consistent with the EPS and SMP test results

ba

Investigation of the effect of electrochemical cells in membrane bioreactor for wastewater treatment and membrane fouling reduction

تصفیه فاضلاب

بیوراکتور غشایی

کنترل گرفتگی

فرآیندهای الکتروشیمیایی

wastewater treatment, membrane bioreactor, control fouling, electrochemical processes

تصفیه فاضلاب، بیوراکتور غشایی، کنترل گرفتگی، فرآیندهای الکتروشیمیایی

کریمی، لیلا

حضرتی، حسین، استاد راهنما

شکرکار، هانیه، استاد راهنما

ایران

شیمی ،۲۰۸۷۴ ،۱۳۹۷

اشغ‍ ی‌گتفرگ‍ ش‌هاک‍ و ب‌لاضاف‍ ه‌یفصت‍ ی‌ارب‍ ی‌یاشغ‍ روتکارویب‍ رد ی‌یایمیشورتکلا ی‌اهل‌یپ‍ رثا ی‌سررب‍.pdf

عادی

عادی

3663.pdf

0

ایمانی

متن

0

پ۳۶۶۳

فارسی

نمایه‌سازی قبلی

pe

TF

1

a

Y