IR
۴۴۱۹پ
فارسی
IR
بررسی تاثیر شست‌وشوی معکوس و CEB برگرفتگی غشاهای الیاف توخالی PVC/PC و PVC/PC/MAg در تصفیه فاضلاب صنایع پتروشیمی
[پایان‌نامه]
Investigation of the effect of backwashing and CEB on PVC/PC and PVC/PC/MAg hollow fiber membranes fouling in petrochemical wastewater treatment
/معصومه چاپلقی
: مهندسی شیمی
، ۱۴۰۰
۱۰۴ص.
:
زبان: فارسی
زبان چکیده: فارسی
چاپی - الکترونیکی
مصور، جدول، نمودار
کارشناسی ارشد
مهندسی شیمی- پدیده‌های انتقال
۱۴۰۰/۰۵/۰۱
صنعتی سهند
بحران آب به عنوان یک مشکل اساسی در سراسر جهان شناخته شده است .از این رو بازچرخانی آب و تصفیه پساب‌های صنعتی بهمنظور استفاده مجدد یک روش کارآمد برای مقابله با بحران کم آبی محسوب می‌شود .یکی از شیوه‌های نسبتا نوین، بهمنظور تصفیه فاضلاب‌ها، فناوری بیوراکتور غشایی (MBR) است اما گرفتگی غشا یک چالش مهم در برابر استفاده گسترده از بیوراکتورهای غشایی می‌باشد .بر اساس تحقیقات انجام گرفته روش‌های بسیاری برای حل این مشکل پیشنهاد گردیده است .از جمله این روش‌ها استفاده از غشاهایی با خواص ضدباکتریایی و آب‌دوستی و فرآیندهای شست‌وشوی منظم و چرخه‌ای برای جلوگیری از گرفتگی و یا به تعویق انداختن آن است .از جمله روش‌های شست‌وشوی فیزیکی متداول و رایج که در طول فرآیند فیلتراسیون انجام می‌شود، شست‌وشوی معکوس و روش‌های شست‌وشوی شیمیایی متداول،CEB و CIP نام دارد .در این تحقیق، از غشا اختلاطی و نانوکامپوزیتی PVC/PC و PVC/PC/MAg و همچنین شست‌وشوی منظم فیزیکی (backwash) و شیمیایی (CEB) جهت به تاخیر انداختن گرفتگی و کارایی بیشتر غشاها استفاده شد .برای این منظور، ابتدا سامانه شست‌وشوی معکوس و نحوه انجام فرآیند طراحی شد .به منظور بررسی تاثیر شست‌وشوی معکوس بر دو غشای PVC/PC و PVC/PC/MAg از فرآیند فیلتراسیون پیوسته ( بدون شست‌وشوی معکوس) استفاده شد .ضمن مقایسه فرآیند فیلتراسیون پیوسته با سیکل اول فرآیند فیلتراسیون با شست‌وشوی هردو غشا به این نتیجه رسیدیم که هردو غشا در فرآیند فیلتراسیون پیوسته در مدت زمان کوتاه‌تری به شاری کمتر از شار اولیه می‌رسند اما غشاهایی که قبل از رسیدن به فشار بحرانی تحت شست‌وشوی معکوس قرار می‌گیرند، کارایی و عملکرد بهتری( حجم فیلتر کرده و آنالیزهای گرفتگی) نسبت به فرآیند فیلتراسیون پیوسته خود دارند .همچنین در روز هفتم فرآیند فیلتراسیون پیوسته غشا اختلاطی با حجم فیلتر شده mL ۱۳۸۲ و برای غشا نانوکامپوزیتی در روز هشتم و با حجم فیلتر کرده mL ۳۲۶۷ به پایان می‌رسد .درحالی‌که برای سیکل اول غشا اختلاطی و نانوکامپوزیتی در فرآیند فیلتراسیون با شست‌وشو به ترتیب در روز دوازدهم و شانزدهم با حجم فیلتر شده mL ۳۹۴۵ و ۸۷۳۲ به شاری کمتر از شار اولیه رسیدیم و بازیابی شار توسط شست‌وشوی معکوس نداشتیم که اولین فرآیند شست‌وشوی شیمیایی انجام شد .نتایج نشان‌دهنده این می‌باشد که شست‌وشو معکوس سبب احیای نفوذپذیری هردو غشا طی فرآیند فیلتراسیون شده است و در نتیجه موجب بالا رفتن تعداد مراحل فیلتراسیون در فرآیند فیلتراسیون با شست‌وشو شده است .همین‌طور فرآنید فیلتراسیون با شست‌وشو برای غشای PVC/PC بعد از ۴۳ مرحله و با حجم فیلتر شده mL ۷۳۸۳ و برای غشا نانوکامپوزیتی در روز ۵۹ام و باحجم فیلتر شده mL ۱۶۶۵۴ به پایان رسید .غشا نانوکامپوزیتی تقریبا دو و نیم برابر غشا اختلاطی کار کرده است و می‌توان گفت غشا نانوکامپوزیتی به دلیل خواص آب‌دوستی و ضد باکتریایی عملکرد بهتری داشته است .غشا نانوکامپوزیتی با توجه به این‌که حجم بیشتری را فیلتر کرده است و مراحل بیشتری را نسبت به غشا اختلاطی طی کرده اما در بحث آنالیزهای گرفتگی عملکرد مناسب‌تری داشته است .همچنین میزان گرفتگی کل در فرآیند فیلتراسیون پیوسته و در یک روز یکسان( روز هفتم) برای غشا اختلاطی و نانوکامپوزیتی به ترتیب ۶۷/۱۴ و ۶۰/۰۱ می‌باشد .همین‌طور گرفتگی کل در روز هفتم فرآیند فیلتراسیون با شست‌وشوی غشا اختلاطی ۴۴/۰۲ بود در حالی‌که در فرآیند فیلتراسیون پیوسته این مقدار ۶۷/۱۴ می‌باشد و در غشا نانوکامپوزیتی در روز هشتم فرآیند فیلتراسیون پیوسته گرفتگی کل ۶۸/۳۵ می‌باشد و در فرآیند فیلتراسیون با شست‌وشو این مقدار در روز هشتم ۳۸/۴۴ می‌باشد .همچنین گرفتگی برگشت‌ناپذیر در ابتدا کم‌ترین میزان خود را دارد و به مرور زمان افزایش می‌یابد و بعد از هر شست‌وشوی شیمیایی مقدار آن کاهش می‌یابد .همچنین مقاومت در برابر شست‌وشوی معکوس با گذر زمان به دلیل افزایش مقاومت لایه کیک و مقاومت گرفتگی حفرات افزایش می‌یابد و بعد از هر شست‌وشوی شیمیایی مقدار آن کاهش می‌یابد .به طور کلی، مقاومت گرفتگی کل و مقاومت در برابر شست‌وشوی معکوس در غشا نانوکامپوزیتی کمتر از غشا اختلاطی بود .در آخر، بازیابی شار توسط فرآیند CEB در تمامی سیکل‌های غشا نانوکامپوزیتی بیشتر از غشا اختلاطی می‌باشد با این‌که غشا نانوکامپوزیتی تعداد مراحل بیشتری را طی کرده و کارایی بیشتری داشته است .به‌طور کلی غشا نانوکامپوزیتی به دلیل خواص آب‌دوستی و ضد باکتریایی توانست عملکرد بهتری را نسبت به غشا اختلاطی از خود نشان دهد و همین‌طور شست‌وشوهای فیزیکی و شیمیایی عملکرد آنها را تا حد زیادی بهبود بخشید .
The water crisis is recognized as a challenging problem worldwide. Therefore, recycling and industrial wastewater treatment to reuse is considered an efficient way to deal with the water crisis. One of the relatively new methods for wastewater treatment is membrane bioreactor (MBR) technology, however, membrane fouling is an important challenge to the widespread use of membrane bioreactors. Recently, many methods have been proposed to solve this problem (for instance, regular cleaning) to prevent or postpone membrane fouling. Among the physical cleaning methods performed during the filtration processes, backwashing and conventional chemical cleaning methods, called CEB and CIP, are more common. In this study, blended and nanocomposite membranes with regular physical (backwash) and chemical (CEB) cleaning were applied to reduce fouling and increase the efficiency of the membranes. For this purpose, first, the backwashing system and how to perform the process were designed. In order to investigate the effect of backwashing on PVC/PC and PVC/PC/MAg membranes, a continuous filtration process (without backwashing) was used. Comparing the continuous filtration process with the first cycle of the filtration process with backwashing for both membranes, we concluded that both membranes reach a lower flux than the initial flux in a shorter time in the continuous filtration process, but the membranes which are washed by backwashing process before reaching critical pressure, have better efficiency and performance than their continuous filtration process. Also, on the seventh day, the continuous filtration process of the blended membrane with a filtered volume of 1382 mL and for the nanocomposite membrane on the eighth day with a filtered volume of 3267 mL is completed. For the first cycle of the blended and nanocomposite membranes in the filtration process by washing, on the twelfth and sixteenth day with a filtered volume of 3945 and 8732 mL, respectively, we reached a flux less than the initial flux and did not recover the flux by backwashing; therefore, the first chemical washing was carried out. The results show that backwashing has restored the permeability of both membranes during the filtration process leading to an increase in the number of filtration steps in the filtration\backwashing process. Also, the filtration\backwashing process for PVC/PC blended membrane after 43 steps with a filtered volume of 7383 mL and the nanocomposite membrane on the 59th day with a filtered volume of 16654 mL was finished. Although, the nanocomposite membrane has filtered more volume and has run more steps, depicts better performance in the fouling analyzes than the blended membrane. Also, the total fouling rate in the continuous filtration process on the same day (seventh day) for the blended and nanocomposite membranes is 67.14 and 60.01 , respectively. Besides, the total fouling on the seventh day of the filtration\backwashing process of the blended membrane was 44.02 , while in the continuous filtration process this value is 67.14 , also in the nanocomposite membrane on the eighth day of the continuous filtration process the total fouling is 68.35 .; however, in the filtration\backwashing process, this amount on the eighth day is 38.44 . In addition, irreversible fouling is minimal at first and increases over time, and after each chemical wash, its value reduces. In general, the resistance to total fouling, reverse backwashing resistance, and flux recovery by the CEB process is higher in all cycles of the nanocomposite membrane than in the blended membrane. It can be concluded that physical and chemical washes greatly improved membranes performance, and the nanocomposite membrane due to its hydrophilic and antibacterial properties was able to show better performance than the blended membrane.
ba
Investigation of the effect of backwashing and CEB on PVC/PC and PVC/PC/MAg hollow fiber membranes fouling in petrochemical wastewater treatment
بیوراکتور غشایی
گرفتگی غشا
شست‌وشوی معکوس
CEB
فیلتراسیون پیوسته
غشا نانوکامپوزیتی
Nanocomposite membraneص ,MBR, Membrane fouling, Backwash, Chemical enhanced backwashing (CEB), Continuous filtration
بیوراکتور غشایی، گرفتگی غشا، شست‌وشوی معکوس،CEB ، فیلتراسیون پیوسته، غشا نانوکامپوزیتی
چاپلقی، معصومه
یگانی، رضا، استاد راهنما
سالم، امین، استاد راهنما
ایران
شیمی ،۲۱۰۰۶ ،۱۴۰۰
و س‌وکعم ی‌وشوت‌سش ریثات ی‌سررب CEB ی‌لاخوت ف‌ایلا ی‌اهاشغ ی‌گتفرگرب PVC/PC و PVC/PC/MAg ی‌میشورتپ ع‌یانص ب‌لاضاف ه‌یفصت رد.pdf
عادی
عادی
a71.pdf
0
ایمانی
متن
0
پ۴۴۱۹
فارسی
نمایه‌سازی قبلی
pe
TF
1
a
Y
