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
-1 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 طیست - 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. سیستم بیوراکتور غشائی غوطه ور نیاز به اختلاف فشار عملیاتی کمتری نسبت به نوع جریان جانبی دارد و بنابراین شار کمتری نیز ایجاد می نماید اما به علت گرفتگی کمتر غشا و در نتیجه کاهش هزینه های مربوط به رفع آن - تمیزکاری فیزیکی و شیمیایی - از مزیت بالاتری برخوردار است و در صنعت بیشتر مورد استفاده قرار می گیردکاهش در سرعت جریان عبوری در طی فرایندهای غشایی که به گرفتگی غشا نسبت داده میشود مشکل اصلی فرایندهای غشایی است.
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. به طور کلی می توان گفت که محصول بیشتری می تواند در نتیجه عملکرد در شار بالاتر به دست آید که به طور قطع باعث شروع گرفتگی بیشتر می شود. به منظور طولانیتر کردن دوره استفاده غشاء و ایجاد هماهنگی بین نرخ بالای تولید و نرخ پایین گرفتگی، مفهوم شار بحرانی مطرح می شود. گزارش شده است که زمانی که شار، کمتر از شار بحرانی نگه داشته شود گرفتگی مشاهده نخواهد شد. در این تحقیق بر انیم 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.
-2 متن اصلی
-1-2پلیمر پلی وینیلیدن فلورایدPVDF1
پلیمر PVDF به دلیل مقاومت شیمیایی و حرارتی و مکانیکی بالا به عنوان پلیمر اصلی در ساخت غشا مورد استفاده قرار گرفته است که از شرکت Solvay فرانسه تهیه شده است. غشای متخلخل PVDF به صورت غشا نامتقارن با روش وارونگی فاز2 با یک رسوب دهی غوطه وری - 3 - IP ساده که در فصل نخست توضیح داده شد، تهیه می شود. ساختار شیمیایی آن در شکل - - 1-2 ترسیم شده است. همچنین خواص فیزیکی این پلیمر در جدول - - 1-2 ارائه گردیده است.
