عنوان

ساخت و ارزیابی غشاهای پلی‌وینیل کلراید محتوی بنتونیت به منظورتصفیه‌ی پساب‌های روغنی

شماره

۴۸۹۹پ

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

فارسی

عنوان اصلي

ساخت و ارزیابی غشاهای پلی‌وینیل کلراید محتوی بنتونیت به منظورتصفیه‌ی پساب‌های روغنی

نام عام مواد

[پایان نامه]

نام نخستين پديدآور

سئودا دانشفراز

نام ناشر، پخش کننده و غيره

صنعتی سهند

تاریخ نشرو بخش و غیره

۱۴۰۱

نام خاص و کميت اثر

۹۶ص.

ساير جزييات

مصور، جدول، نمودار

مواد همراه اثر

CD

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

کارشناسی ارشد

نظم درجات

مهندسی شیمی- فرآیندهای جداسازی

زمان اعطا مدرک

۱۴۰۱/۱۱/۰۱

متن يادداشت

یکی از عوامل آلودگی، تخلیه¬ی پساب¬های نفتی به محیط زیست بوده که بایستی قبل از رهاسازی به محیط زیست تصفیه شود. امروزه برای تصفیه¬ی پساب¬های روغنی از روش¬های مختلفی مانند تصفیه¬ی فتوکاتالیستی، رسوب شیمیایی، اکسیداسیون شیمیایی، تبخیر، فیلتراسیون و جذب استفاده می¬شود. اخیرا استفاده از فناوری غشایی برای تصفیه¬ی پساب¬های روغنی مورد توجه محققین قرار گرفته است. از مزایای فناوری غشایی می¬توان به دمای عملکرد پایین، نیاز کمتر به مواد شیمیایی، عدم ایجاد آلایندگی و توانایی بالا برای تصفیه، سرمایه و هزینه عملیاتی پایین اشاره کرد. با این وجود، آب¬گریزی نسبی غشا¬¬های پلیمری باعث گرفتگی سریع آنها در فرآیند تصفیه پساب¬های نفتی می¬گردد. بنابراین، ساخت غشای آب¬دوست با استفاده از پلیمر¬های ارزان قیمت مانند PVC به یک چالش مهم در این زمینه تبدیل شده است. غشاهایPVC مقاومت شیمیایی و مکانیکی بالایی داشته ولی آب¬گریزی نسبتا بالای آن مانع توسعه آن در صنعت غشایی شده است. روش¬های مختلفی برای افزایش مقاومت در برابر گرفتگی غشا¬های پلیمری وجود دارد که از جمله آن¬ها می¬توان به مخلوط کردن ماده¬ی اصلی غشا با پلیمرهای آب¬دوست و یا نانوذرات معدنی اشاره کرد. نانوذرات بنتونیت جزء رس¬ها و کانی¬های متورم شونده هستند که دارای خواصی مانند، تورم¬پذیری کلوئیدی، نرم بودن، چسبندگی و قدرت جذب بالا می¬باشند. هدف از تحقیق حاضر افزایش آب¬دوستی وکاهش گرفتگی و همچنین بهبود عملکرد غشای PVCبا استفاده از نانوذرات بنتونیت می¬باشد. بدین منظور برای فرآیند تصفیه¬ي پساب روغنی و تصفیه¬ی پساب پالایشگاهی، سه گروه غشا ساخته و مورد ارزیابی قرار گرفت. گروه اول، غشاهای پلی¬وینیل ¬کلراید محتوی نانوذرات بنتونیت حاوی 6 درصد وزنی PEG، گروه دوم، غشاهای پلی¬ونیل¬ کلراید محتوی نانوذرات بنتونیت حاوی 12درصد وزنی PEG، گروه سوم، غشاهای منعقد شده در حمام انعقاد حاوی10و 5 درصد وزنی(1000میلی¬لیتر آب) KCl می¬باشد. تمامی غشاها در ترکیب درصدهای 2/0، 4/0، 6/0 و 8/0درصد وزنی بنتونیت با روش NIPS تهیه و در سیستم جریان عرضی بررسی شدند. ویژگی تمامی غشاهای ساخته شده توسط آنالیزهای FESEM،EDX، ATR، AFM، زاویه تماس، محتوی آب، تخلخل، مقاومت مکانیکی و میزان عبوردهی آب¬خالص تغییرات فلاکس عبوری برای آب-روغن سنتزی و پالایشگاهی به مدت 120دقیقه و میزان پس زنی آن¬ها مورد ارزیابی قرار گرفتند. همچنین مدل مقاومت¬های سری و مکانیسم¬های گرفتگی غشاها از مدل تجربی هرمیا بررسی شد. نتایج FESEM نشان داد که افزودن بنتونیت به ماتریس غشایی علاوه بر افزایش میزان حفرات در سطح غشا باعث کاهش اندازه حفرات شد که این امر باعث افزایش میزان پس زنی غشاها شد. نتایج حاصل از آزمون EDX نشان داد نانوذرات بنتونیت به¬خوبی در ماتریس غشایی پخش شده است. نتایج به دست آمده ازآنالیز ATR-FTIR، حضورPEG،PVC ، بنتونیت وKCl در ماتریس غشا را تایید کرد. نتایج حاصل از آزمون زاویه¬ي تماس نشان داد که آب¬دوستی غشاها با افزودن بنتونیت تا 6 درصد وزنی و با افزایش PEG به 12درصد وزنی افزایش و سپس کاهش یافت و با افزودن نمک به حمام انعقاد برای غشاهای حاوی بنتونیت کمی کاهش یافت که با نتایج شار آب خالص عبوري و نتایج آنالیز AFM هم¬خوانی داشت. مقاومت مکانیکی نیز با افزودن بنتونیت افزایش پیدا کرده است. ولی با افزایش میزان بنتونیت در ماتریس غشا مقاومت مکانیکی کاهش یافت. مدل‌های گرفتگی شامل مقاومت¬های سری (RIS) و مدل‌های هرمیا نشان داد که برای همه غشاهای حاوی بنتونیت بهترین برازش داده¬ها، مدل انسداد منافذ میانی و برای غشاهای منعقد شده در حمام انعقاد حاوی نمک، مدل گرفتگی کیک می¬باشد. به طور کلی غشاهای حاوی بنتونیت عملکرد بهتری نسبت به غشای خالص دارد؛ اما نمک KCl باعث کاهش جزئی عملکرد غشا می¬شود.

متن يادداشت

One of the polluting factors of environment is the discharge of oily wastewater into it, which must be treated before releasing. Nowadays, various methods are used for the oily wastewater treatment including photocatalytic treatment, chemical precipitation, chemical oxidation, evaporation, filtration, and absorption. Recently, usage of membrane technology for the oily wastewater treatment has attracted the researcher’s attention. The advantages of membrane technology are low operating temperature, less chemical demands, no pollution, high purification and low capital and operating cost. Nevertheless, in the process of oily wastewater treatment the relative hydrophobicity of polymeric membranes causes their rapid fouling. Therefore, making a hydrophilic membrane by using an inexpensive polymer like PVC has become an important challenge in this field. PVC membranes have high chemical and mechanical resistance, but their relatively high hydrophobic nature has hindered their development in the membrane industry. There are different methods to increase the fouling resistance of polymeric membranes, among which mixing with hydrophilic polymers or inorganic nanoparticles can be mentioned. Bentonite nanoparticles are swelling clays and minerals that have properties such as colloidal swelling, softness, adhesion and high absorption power. The aim of the present research is to increase the hydrophilicity, reduce fouling and also improve the performance of PVC membrane by using bentonite nanoparticles. For this purpose, three groups of membranes were fabricated and evaluated for the treatment process of oily and refinery wastewater. The first group was polyvinyl chloride membranes containing bentonite nanoparticles and 6 wt.% PEG, the second group was polyvinyl chloride membranes containing bentonite nanoparticles and 12 wt.% PEG, the third group was membranes coagulated in the coagulation bath which containing 10 and 5 wt.% (1000 ml water) KCl. All the membranes were prepared with the 0.2, 0.4, 0.6 and 0.8 wt.% bentonite and by the NIPS method and evaluated in cross-flow system. The characteristics of all membranes were evaluated by FESEM, EDX, ATR, AFM, contact angle, water content, porosity, mechanical resistance, pure water permeability, rejection and flux changes during the filtration of synthetic and refinery oily wastewater for 120 minutes. In addition, the series resistances model and membrane fouling mechanisms were investigated by Hermia's experimental model. The FESEM results showed that the addition of bentonite in to the membrane matrix, increased the number of surface pores and decreased their size, which caused an increase in the rejection of the membranes. The results of the EDX test showed that bentonite nanoparticles are well dispersed in the membrane matrix. The results obtained from ATR-FTIR analysis confirmed the presence of PEG, PVC, bentonite and KCl in the membrane matrix. The results of the contact angle test showed that the hydrophilicity of the membranes increased with the addition of bentonite up to 6 wt.% and PEG up to 12 wt.% and then decreased, and with addition of salt to the coagulation bath, it decreased slightly for the membranes containing bentonite, which is in agreement with the pure water flux and AFM result. Mechanical resistance is also increased by adding bentonite. But with the increase of bentonite content in the membrane matrix, the mechanical resistance decreased. Fouling models including series resistances (RIS) and Hermia showed that for all membranes containing bentonite, the best fitting data is the middle pore blocking model, and for the membranes coagulated in the salt coagulation bath is the cake fouling model. In general, membranes containing bentonite have better performance than pure membranes, but KCl salt causes a slight decrease in membrane performance.

عنوان گونه گون

Fabrication ,characterization and performance studies of mixed-matrix PVC/bentonite UF membrane for the treatment of oily wastewater

موضوع مستند نشده

پلی‌وینیل‌کلراید

موضوع مستند نشده

نانوذرات بنتونیت

موضوع مستند نشده

غشا اولترافیلتراسیون

موضوع مستند نشده

پساب روغنی

اصطلاح موضوعی

پلی‌وینیل‌کلراید، نانوذرات بنتونیت، غشا اولترافیلتراسیون، پساب روغنی

اصطلاح موضوعی

Polyvinylchloride, Bentonite, Membrane, Oily wastewater

مستند نام اشخاص تاييد نشده

دانشفراز، سئودا

عنصر شناسه اي

جعفرزاده

عنصر شناسه اي

عبدلی

عنصر شناسه اي

اکبری

ساير عناصر نام

، یونس

ساير عناصر نام

، مجید

ساير عناصر نام

، علی

تاريخ

، ۱۳۶۲ -

کد نقش

استاد راهنما

کد نقش

استاد راهنما

کد نقش

استاد مشاور

عنصر شناسه اي

صنعتی سهند

کشور

ایران

سازمان

دانشگاه صنعتی سهند

شماره بازیابی

شیمی، ۲۱۱۰۷، ۱۴۰۱

فرمت انتشار

p

نوع ماده

TF

کد کاربرگه

92029

سطح دسترسي

a

تكميل شده

Y