بخشی از مقاله
چکیده
مجتمعهاي پتروشیمی یکی از مهمترین و بزرگترین صنابع تولیدي کشور می باشند که نسبت به صنایع هم ردیف خود، به آب مصرفی زیادي احتیاج داشته و به عنوان یکی از بزرگترین مصرف کنندگان آب در صنایع بزرگ مطرح می باشند که در نتیجه فعالیت آنها مقادیر زیادي پساب صنعتی تولید می شود. شرکت پتروشیمی شهید تندگویان پس از راه اندازي واحد منحصر به فرد تصفیه پساب صنعتی خود که توانسته پساب پیچیده واحدهاي مجتمع را پس از جمع آوري ،تصفیه کرده و به پساب قابل استفاده در کشاورزي و با استاندارد محیط زیستی تبدیل نماید،با هدف حفظ محیط زیست ،استفاده بهینه از منابع و ایجاد صرفه اقتصادي و ارزش افزوده از آب هاي دور ریز پساب صنعتی، مطالعه و پژوهش در زمینه بازیافت پساب را در دستور کار خود قرار داده و اقدام به طراحی ، ساخت ، نصب و راه اندازي پایلوت غشایی واحد تصفیه خانه پساب صنعتی نمود که نتایج حاصل نشان از کاهش قابل ملاحظه اي در مقادیر COD،NTU و TDS می دهد.
آب بازیافتی از این طریق ، صرف مصارفی همچون تامین آب جبرانی برج خنک کننده ،آب سرویس واحدهاي عملیاتی و آب شستشوي واحد خواهد شد. این طرح جهت بازیافت آب دور ریز به میزان m3/day 12000 می باشد که در حفظ محیط زیست و ایجاد صرفه اقتصادي و بازگشت سرمایه ملی نقش شایانی خواهد داشت.
مقدمه
در اوایل دهه 50 میلادي ، دانشمندي به نام پروفسور یوستر1 پی برد که اگر محلولی از نمک در مجاورت هوا یا هر سطح آب زدا قرار گیرد ، بر طبق معادله گیبس2 لایه اي از آب خالص در فصل مشترك تشکیل می شود که ضخامت آن در حدود 3 الی 4 آنگستروم می باشد . لذا با استفاده از روش کف گیري3 ، می توان این لایه را جمع آوري و آب خالص را تهیه نمود .
وي این مسئله را به صورت پروژه » بدون ملح کردن آب دریا به وسیله فرآیند کف گیري سطحی « مطرح نمود . در این طرح، ابتدا از لوله هاي موئین و سپس از حباب سازي کمک گرفته شد، ولی هیچکدام نتیجه نداد تا اینکه پروفسور سوریراجان 4ضمن کار در آزمایشگاه نظریه اي بدین صورت ارائه کرد: »اگر به جاي مجاور نمودن هوا با محلول نمک ، فاز آب زداي دیگري مانند یک سطح پلاستیکی مجاور شود، بر طبق معادله گیبس، هنوز هم لایه اي از آب خالص باید در فصل مشترك محلول و سطح جامد وجود داشته باشد .
حال اگر یک حفره بسیار ریز - پرز - روي سطح جامد وجود داشته باشد، می توان آب خالص را با فشار به درون آن هدایت نمود و در طرف دیگر سطح جامد ، آن را جمع اوري کرد «.بنابراین اگر سطح یک فیلم پلاستیکی ، متخلخل فرض شده و آب با فشار از داخل آن رد شود ، می توان آب خالص تهیه نمود. البته مقدار آب، بسیار کم می باشد، ولی بهر حال جداسازي صورت گرفته است .بعدها دو دانشمند به نامهاي برتون5 و رید 6در دانشگاه فلوریدا دریافتند که استات سلولز نسبت به محلول هاي الکترولیتی آب دریا، نیمه تراوا است .
دانشمندان دیگري نیز در زمینه غشاء کار کردند، ولی هیچکدام موفقیتی بدست نیاوردند. لذا به این نتیجه رسیدند که باید از ایده ساختمان چند لایه 7استفاده نمود . یک غشاء مناسب باید داراي یک لایه بسیار نازك ومتراکم8 که عمل جداسازي را انجام می دهد و یک لایه محافظ9 که از غشاء در مقابل فشار سیستم محافظت می کند ، باشد. ضخامت لایه نازك ومقدار تخلخل آن، مقدار شارعبوري را کنترل می نماید. لذا این ضخامت باید بهینه شود . در این راستا بود که لوب10 در اوایل دهه 60 اولین غشاء به فرم مذکور را ساخت که به غشاهاي نا متقارن11 معروف شدند .
این غشاء اولین بار ، مقدار شاري را نتیجه داد که از نظر اقتصادي منطقی بود . از آن تاریخ به بعد کارهاي زیادي در زمینه بهبود کیفیت غشا و ساخت غشاهاي مختلف صورت گرفته است که غشاهاي باردار12 نتیجه اي از این کوششها می باشد . جهت استفاده عملی از فرآیندهاي غشائی ، غشاها به اشکال هندسی مختلفی درآمده اند تا حداکثر محصول را در حداقل حجم دستگاه تأمین نمایند . این غشاها درون محفظه اي قرار می گیرند که به تمامی آن مدول یا کارتریج 13گفته می شود . از مهمترین مدول هاي مورد استفاده در این چهار14 فرآیندها مدول لوله اي 15، حلزونی16 ، الیاف تو خالی17 ، وقاب و صفحه اي می باشند .
فرآیند هاي جداسازي توسط غشاء
یک غشا به مانند یک سد فیزیکی گزینشی 18 می تواند تعریف شود، به طوري که دو فاز را از یکدیگر جدا کرده و تحت تأثیر اختلاف پتانسیل شیمیایی ، عبور بعضی از ترکیبات موجود در محلول را از روي سطح غشا محدود می کند. یک غشا به طور تقریبی در مقابل بعضی از مولکول ها نفوذپذیر است و بدین علت به آن نیمه تراوا19 گویند.
حال اگر فرآیند جداسازي در یک فاز مایع ، تحت تأثیر اختلاف فشار کنترل شود به آن فیلتراسیون غشایی20 گفته می شود که در این حالت حذف حلال - در اکثر مواقع آب - را از یک محلول - یا یک سوسپانسیون - امکان پذیر می کند. یک غشا به طور معمول توسط دو ویژگی مهم مشخص می شود؛ یکی دبی جریان خروجی از غشا بر واحد سطح یا شار و دیگري میزان درصد مولکولی که از غشا عبور نمی کند - احتباس - . به طور کلی عملکرد یک فرآیند غشایی بر دو اصل استوار است :
• اختلاف پتانسیل شیمیایی ذرات موجود در سیال در دو طرف غشا
• قابلیت غشا در عبور بعضی از ذرات از روي آن نیرو هاي محرکه گوناگونی در انتقال مواد از روي یک غشا دخالت دارند. این نیروها می توانند براي مثال، در اثر اختلاف فشار، غلظت، حرارت و پتانسیل الکتریکی باشند. به طور کلی سه نوع مکانیزم جدا سازي توسط غشاها وجود دارد که به صورت زیر تشریح می گردند.
