بخشی از مقاله
چکیده
ساختار به شدت آبگریز پلی ونیلیدین فلوراید این غشا را به شدت مستعد گرفتگی در کاربردهای تصفیه ی پساب می نماید. استفاده از افزودنی های آبدوست به این پلیمر یکی از روش های افزایش آبدوستی و مقاومت در برابر گرفتگی می باشد. در این پروژه با افزودن پلیمر سلولز استات در مرحله ی اول و سپس نانوذرات TiO2 در مرحله ی بعد به منظور کاهش گرفتگی و بهبود خواص غشا استفاده شد. نتایج نشان داد که افزودن پلیمر CA به PVDF باعث بهبود بعضی خواص غشا از جمله آبدوستی و کاهش گرفتگی می گردد - تا 20 درصد سلولز استات - اما بر بعضی خواص آن نظیرگرفتگی بازگشت ناپذیر آن تاثیر منفی می گذارد. در مرحله ی بعد افزودن نانوذرات TiO2 ضمن افزایش آبدوستی غشا سبب کاهش قطر حفرات و به تبع آن کاهش گرفتگی کل و گرفتگی بازگشت ناپذیر غشا گشت. در این آزمایش بهترین غشا، غشای با ترکیب درصد PVDF-CA، 80/20 ومیزان نانوذرات2 درصد به دست آمد.
واژه های کلیدی: پلیمر PVDF ، پلیمر CA ، نانوذرات TiO2 ،گرفتگی غشا ،تخلخل غشا.
مقدمه
توسعه روز افزون صنایع نفت از جمله پالایش نفت و فرآورده های آن در کشور ما از اهمیت خاصی برخوردار است. نفت خام در صنایع مختلف تبدیلی ،مصرفی ، فلزات، حمل و نقل و... همچنین به عنوان یکی از ارکان صادرات نفتی کشور مورد بهره برداری بسیار گسترده می باشد. امروزه آلودگی محیط زیست - خاک،آب،هوا - از صنایع نفتی امری اجتناب ناپدیر است. آب تولیدی از پالایشگاه ها مخلوطی از ترکیبات متفاوت آلی و غیر آلی می باشد و بزرگترین جریان فاضلابی را در واحد پالایشگاه تشکیل می دهد. در سالهای اخیر به دلیل اثرات زیان بار تخلیه آب همراه نفت و گاز بر محیط زیست و امکان آلودگی ابهای پذیرنده زیر زمینی و پرهزینه بودن روش تزریق در چاه بسیاری از کشورهای دارای میادین نفتی و گازی تلاش زیادی برای یافتن روشهای تصفیه ای موثر و کم هزینه برای جداسازی آلاینده ها از فاضلاب ها و استفاده از آن در مصارف کشاورزی انجام داده اند.
اما احداث تصفیه خانه های فاضلاب به تنهایی نگرانی محیط زیست را بر طرف نمی کند بلکه برای رسیدن به استاندارد های مطلوب زیست محیطی باید عملکرد تصفیه خانه ها مداوم تحت بررسی و ارزیابی قرار گیرد. بیوراکتورهای غشایی غوطه ور که ادغامی از یک سیستم تصفیه بیولوژیک و غشایی می باشند به دلیل بازدهی بالای حذف ترکیبات نفتی ، عدم نیاز به افزودنی های شیمیایی ، فضای کم مورد نیاز و هزینه کم انرژی می تواند بالقوه روشی موثر برای تصفیه آب تولیدی حاوی مواد آلی می باشد.انواع مختلفی از گرفتگی میتواند در طی فرایندهای غشایی رخ دهد که شامل گرفتگی غیر آلی، آلی، گرفتگی با ذرات معلق و گرفتگی بیولوژیکی میباشد. انسداد حفرات و تشکیل کیک دو مکانیسم اصلی گرفتگی غشا هستند. در فرایند های غشائی، شار نفوذی یک پارامتر مهم در تعیین نرخ گرفتگی است. در این تحقیق بر آنیم تا با سنتز غشای مطلوب با تغییر در فرمولاسیون و بررسی حضور نانو ذرات در جهت کاهش یکی از معایب بیورراکتورهای غشایی - گرفتگی - بر آییم.
مبانی نظری پژوهش
فاضلاب به آب مصرف شدهای گفته میشود که بر اثر استفاده از آب، ناخالصیها و آلایندههایی به شکلهای گاز، مایع و جامد در آن وارد شده و استفادهی آن برای انسان و محیط زیست مضر باشد. اصلی ترین ناخالصیهای موجود در فاضلاب، جامدات هستند، که می-توانند منشا آلی و یا غیر آلی داشته و به صورت جامدات معلق، کلوئیدی و محلول در فاضلاب موجود باشند.[1] براساس منبع ایجاد آلودگی، فاضلابها عموماً به دو دستهی فاضلاب شهری و فاضلاب صنعتی تقسیم میگردند. فاضلاب شهری، به آب مصرف شدهای اطلاق میگردد که منبع تولید آن مناطق مسکونی، تجاری و اداری موجود در شهرها هستند و در سیستم جمعآوری فاضلاب تجمع میابند. در مجموع، فاضلاب شهری شامل مواد آلی، جامدات غیر آلی و میکروارگانیسمها به خصوص باکتریها خواهد بود. ترکیب فاضلاب تولید شده، به منبع تولید آلودگی وابسته است. در مجموع فاضلاب شهری حاوی % 99/9 آب و % 0/1 جامدات خواهد بود. معمولاً فاضلاب تولیدی کارخانههای با ابعاد متوسط و بزرگ، فاضلاب صنعتی نامیده میشوند. تصفیهی فاضلاب به معنای حذف جزیی و یا کامل ناخالصی های موجود در فاضلاب است. هدف از تصفیهی فاضلاب، رساندن کیفیت فاضلاب خروجی از تصفیه خانه به حدی است که مقدار ترکیبات و ناخالصی های موجود در فاضلاب تا حدود استاندارد مشخص شده در مراجع، کاهش یابد.[2] تصفیه فاضلاب از نظر فرآیندی به سه دسته فیزیکی، شیمیایی و زیستی تقسیم میشود.
بیوراکتور غشایی
یکی از نقاط ضعف مهم روش متعارف لجن فعال، بخش ته نشینی ثانویه است. با استفاده از بیوراکتور غشایی جداسازی لجن از فاضلاب تصفیه شده با استفاده از میکروفیلتراسیون یا اولترافیلتراسیون انجام میپذیرد. بدین ترتیب کیفیت جریان خروجی به میزان قابل
