عنوان

ارزیابی مشخصات غشا PVC حاوی نانو ذرات گرافن‌اکساید اصلاح شده با اکسید روی(GO-ZnO) و اثر آن در گرفتگی غشا و بررسی غشا در سیستم MBR

Number

۴۷۶۴پ

.Language of Text, Soundtrack etc

فارسی

Title Proper

ارزیابی مشخصات غشا PVC حاوی نانو ذرات گرافن‌اکساید اصلاح شده با اکسید روی(GO-ZnO) و اثر آن در گرفتگی غشا و بررسی غشا در سیستم MBR

General Material Designation

[پایان نامه]

First Statement of Responsibility

سحر اونق

Name of Publisher, Distributor, etc.

صنعتی سهند

Date of Publication, Distribution, etc.

۱۴۰۱

Specific Material Designation and Extent of Item

۱۰۰ص.

Other Physical Details

مصور، جدول، نمودار

Accompanying Material

CD

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

مهندسی شیمی- جداسازی

Date of degree

۱۴۰۱/۰۶/۰۱

Text of Note

از جمله روش¬های رفع بحران آب، تصفیه و بازیافت با محوریت بازچرخانی آب از منابع غیرمتعارف می¬باشد. یکی از روش¬های جدید در تصفیه فاضلاب، سامانه بیوراکتور غشایی است که ترکیبی از فرآیند لجن فعال متعارف و مدول غشایی می¬باشد، محدودیت این سامانه، گرفتگی ¬غشا می¬باشد. در این پژوهش، برای کاهش گرفتگی ¬غشا ¬از جنس PVC از نانوذرات معدنی گرافن¬اکساید (GO) و اکسیدروی (ZnO) به¬دلیل خواص آبدوستی بالا و ضد¬باکتریایی و همچنین از پلی¬¬¬¬اتیلن¬¬گلیکول¬ (PEG) به ¬دلیل داشتن گروه عاملی آبدوست، برای اصلاح این غشا استفاده شد. در این کار با استفاده از روش NIPS، غشاهای نانوکامپوزیتی تهیه و عملکرد آن¬ها در سیستم بیوراکتور غشایی از نوع مستغرق (MBR) به¬¬منظور جداسازی فاضلاب داروسازی-شهری مورد بررسی قرار گرفت. غلظت نانوذرات GO وGO-ZnO در ترکیب درصدهای صفر تا 1/0 درصد وزنی به غشای PVC افزوده شده و با استفاده از آنالیز FESEM، زاویه تماس، محتوی آب، تخلخل و میزان گذردهی آب خالص، مورد ارزیابی قرار گرفت. تصاویر FESEM حاصل از سطح غشا، تاییدی بر اصلاح گرافن اکساید با ZnO که باعث افزایش آبد¬وستی و کاهش کلوخگی نانوذرات GO در ساختار غشا شده است. آزمون زاویه تماس آب از°80 برای غشای خالص PVC به °67 برای ترکیب درصد 1/0 درصد وزنی GO-ZnO کاهش یافت. غشاهای ساخته ¬شده در فرآیند MBR، به مدت 40 روز مورد ارزیابی قرار گرفت. شار بحرانی برای غشای PVC، برابر با L/m2h 4/22 که این مقدار برای غشایPVC/GO(0.05 wt%) ، PVC/GO-ZnO(0.05wt%) به ترتیب 2/35 وL/m2h 6/65 افزایش یافته است. برای تعیین گرفتگی غالب در غشاها از مدل هرمیا، مدل مقاومت سری استفاده شد. نتایج مدل هرمیا نشان داد مکانسیم غالب با توجه به¬ خواص غشا متفاوت است که برای غشا PVC خالص،¬ انسداد از¬ نوع استاندارد، برای غشای PVC/GO(0.05wt%) ، PVC/GO-ZnO(0.05wt%) از نوع کامل است. همچنین مدل مقاومت سری نشان داد که با افزایش آبدوستی غشا ، مقاومت ذاتی غشا کاهش یافت. بطوریکه برای غشای PVC خالص، برابر 690/1 درصد و برای غشای PVC/GO-ZnO(0.1wt%) به 614/0 درصدکاهش یافته و مقاومت حفره غشاها تا 0/05 درصد وزنی نانوذرات کاهش و بعد از آن افزایش یافته است. تست استخراج EPS از لایه تشکیل شده بر روی سطح غشاها نشان داد که غلظت پروتئین و کربوهیدرات¬های موجود در EPS، به لجن، خواص غشا (آبدوستی،آبگریزی و ضد¬-باکتریایی غشا) و اندازه ذرات لجن بستگی دارد که EPS_t برای لایه کیک غشای ¬PVC، PVC/GO(0.05wt%)، PVC/GO-ZnO(0.05wt%) به ترتیب30/31 ، 4/22 و mg/vss63/8 شده است. طبق نتایج آنالیز PSA، اندازه ذرات لجن بر روی لایه کیک به خواص غشا مرتبط است که اندازه ذرات لجن بر روی لایه کیک غشای PVC، μm 1209و برای لایه کیک غشای PVC/GO-ZnO(0.05wt%)، mμ 76/28 است. درصد حذف COD برای خروجی غشاهایPVC و PVC/GO(0.05wt%)، PVC/GO-ZnO(0.05wt%) به ترتیب 59، 71 و 76 درصد است و همچنین درصد حذف کدورت برای غشای PVC،PVC/GO(0.05wt%) ، PVC/GO-ZnO(0.05wt%) به ترتیب 54¬¬،82 و96¬ درصد است.¬ ¬آنالیز ضد¬باکتریایی از غشا PVC/GO(0.05wt%)، PVC/GO-ZnO(0.05wt%) نیز انجام گرفت، نرخ باکتریواستاتیک S.aureus و E.coli برای غشای حاوی اکسید¬روی به ترتیب58 و31 درصد گزارش شده است.

Text of Note

One of the ways to solve the water crisis is purification and recycling centered on recycling water from non-conventional sources. One of the new methods in wastewater treatment is the membrane bioreactor system, which is a combination of conventional activated sludge process and membrane module, the limitation of this system is membrane fouling.In this research, to reduce the fouling of the PVC membrane, the inorganic nanoparticles of graphene oxide (GO) and zinc oxide (ZnO) have been used for modification of this membrane due to their high hydrophilic and antibacterial properties, as well as polyethylene glycol (PEG) due to having a hydrophilic functional group, were used to correct this membrane was used. In this work, using the NIPS method, nanocomposite membranes were prepared and their performance was investigated in the submerged membrane bioreactor (MBR) system for the separation of pharmaceutical-urban wastewater. The concentration of GO and GO-ZnO nanoparticles in the combination of zero to 0.1% by weight was added to the PVC membrane and using FESEM analysis, the contact angle, water content, porosity and pure water permeability were evaluated. The FESEM images of the membrane surface confirm the modification of graphene oxide with ZnO, which has increased the hydrophilicity and reduced the clump of GO nanoparticles in the membrane structure. The contact angle test for the PVC membrane was reduced from 80 ° to 67 ° by adding nanoparticles to the membrane with 0.1wt% of GO-ZnO. The membranes made in the MBR process have been evaluated for 40 days. The critical flux for PVC membrane is equal to 22.4 L/m2h, which is increased for PVC/GO (0.05 wt%), PVC/GO-ZnO (0.05wt%) membrane, is respectively 35.2 and 65.6 L/m2h. Hermia model, series resistance model was used to determine the dominant clogging in the membranes. The results of the Hermia model showed that the dominant mechanism is different according to the properties of the membrane. For the pure PVC membrane, the blockage is of the standard type, for the PVC/GO (0.05wt%) membrane, the PVC/GO-ZnO (0.05wt%) is of the complete type. Also, the series resistance model showed that with the increase of membrane hydrophilicity, the intrinsic resistance of the membrane decreased. So that for the pure PVC membrane, it is equal to 1.690% and for the PVC/GO-ZnO (0.1wt%) membrane it is reduced to 0.614%, and the cavity resistance of the membranes has decreased up to 0.05% by weight of nanoparticles and increased after that. The EPS extraction test from the layer formed on the surface of the membranes showed that the concentration of protein and carbohydrates in EPS depends on the sludge, the properties of the membrane (hydrophilic, hydrophobic and antibacterial of the membrane) and the size of the sludge particles, which is (EPSt) for the membrane cake layer. PVC, mg/vss is 30.31 and for PVC/GO (0.05wt%), PVC/GO-ZnO(0.05wt%) membrane is resspectively 22.4 and 8.63 mg/vss. According to the results of PSA analysis, the size of the sludge particles on the cake layer were related to the membrane properties.¬ COD removal percentage for PVC and PVC/GO(0.05wt%) PVC/GO-ZnO(0.05wt%) membranes are respectively 59, 71 and 76%, as well as turbidity removal percentage for PVC, PVC/GO(0.05wt%), PVC/GO-ZnO(0.05wt%) are respectively 54, 82 and 96%. Antibacterial analysis of PVC/GO(0.05wt%), PVC/GO-ZnO(0.05wt%) membrane were also done. The bacteriostatic rate of S.aureus and E.coli for the membrane containing zinc oxide was observed respectively as 58% and 31%.

Variant Title

Evaluation of PVC membrane properties containing oxide modified graphene oxide nanoparticles Zinc(GO-ZnO) and its effect on membrane fouling and membrane investigation in the MBR system

پلی وینیل کلراید

اکسید روی

گرافن اکساید

مواد پلیمری خارج سلولی

Subject Term

پلی وینیل کلراید، اکسید روی، گرافن اکساید، مواد پلیمری خارج سلولی، گرفتگی غشا، بیوراکتور غشایی

Subject Term

polyvinyl chloride, zinc oxide, graphene oxide, extracellular polymeric substances, membrane clogging, membrane antibacterial

اونق، سحر

Entry Element

ح‍ض‍رت‍ی‌

Entry Element

جعفرزاده

Part of Name Other than Entry Element

، ح‍س‍ی‍ن‌

Part of Name Other than Entry Element

، یونس

Relator Code

استاد راهنما

Relator Code

استاد راهنما

Entry Element

صنعتی سهند

Country

ایران

Agency

دانشگاه صنعتی سهند

Date of Transaction

20230913

Call Number

شیمی، ۲۱۰۷۵، ۱۴۰۱

Date and Hour of Consultation and Access

pch21075.pdf

p

TF

92029

a

Y