18914

۱۸۹۱۴

بررسي و ساخت نانو فيلتر فشار پايين سختي گير آب لب شور

كارشناسي ارشد

فرآيندهاي جداسازي

اسفند ۱۳۹۶

دكتر تورج محمدي - دكتر سعيد رجب زاده

مهندسي شيمي نفت و گاز

چكيده با توجه به مزاياي فراوان فرآيند نانوفيلتراسيون (NF) نسبت به غشاهاي اسمز معكوس (RO)، از قبيل فشار عملياتي پايين، شار زياد آب، احتباس زياد يون¬هاي چند ظرفيّتي، امكان جداسازي مواد آلي با وزن مولكولي كم و همچنين هزينه¬هاي عملياتي و نگهداري پايين، اخيراً بسياري از محقّقان رو به سمت فرآيند NF آورده‌اند. سازوكار‌هاي اصلي جداسازي در فرآيند NF, جداسازي بر اساس مكانيسم غربالگري يا اندازه حفره و مكانيسم دافعه يوني (بار سطحي) است. براي ساخت غشاهاي نانوفيلتراسيون روش‌هاي متعددي وجود دارد كه در اين كار از روش جديد واكنش بر روي عوامل غشاي اولترافيلتراسيون استفاده شده است. براي ايجاد عامل بر روي غشاي اولترافيلتراسيون از كربوكسيله كردن پليمر پلي اتر طي دو مرحله اسيدي و بازي استفاده شده است. پلي اتر سولفون كربوكسيله به پليمر پلي اتر سولفون افزوده شد و آلياژ پليمري براي ساخت غشاي اولترافيلتراسيون عاملدار بوجود آمد. در ساخت غشاي اولترافيلتراسيون پارامترهاي غلظت پليمري (wt% 14-18)، مقدار افزودني پلي اتيلن گلايكول200 كه براي افزايش تراوايي و تخلخل استفاده شد (wt% 0-15)، مقدار نسبت عامل كربوكسيل سنتز شده به مجموع پليمر پايه (1/4 - 1/30) بررسي شد. غشاي پايه اولترافيلتراسيون بهينه شده شامل 18 درصد جرمي كل پليمر و نسبت 1/30 از عامل كربوكسيل سنتز شده به كل پليمر پايه و 2 درصد جرمي پلي اتيلن گلايكول200 ساخته شد. تراوايي آب خالص غشاي اولترافيلتراسيون بهينه شده LMH/bar 107 بدست آمد. براي واكنش پليمر سطحي با عامل بر روي پايه از پليمر پلي اتر ايمين شاخه دار استفاده شد. پس از واكنش، غشاي نانوفيلتراسيون توسط گلوتال آلدهيد اتصال عرضي شد. پارامترهاي زمان واكنش سطحي (3-24 ساعت) و اتصال عرضي (35-120 دقيقه)، غلظت‌هاي پلي اتر ايمين ((g/l)10-20 ) و گلوتال آلدهيد ((v/v)%5-1/0)و دماي واكنش (C° 20-70) مورد بررسي قرار گرفت. غشاي نانوفيلتراسيون بهينه شده كه واكنش سطحي آن با g/l 10 پلي اتر ايمين در 24 ساعت انجام شده و با (v/v)% 5/0 در مدت 35 دقيقه اتصال عرضي شده و هر دو واكنش آن در دماي °C20 انجام شده ساخته شد. مقدار تراوايي آب خالص غشاي بهينه شده در فشار 2 بار LMH/bar 5/37 و تراوايي و دفع نمكppm 0001 2MgCl ، LMH/bar 28 و 70% بدست آمد.

1397/03/10

3/21/2071 12:00:00 AM

Considering the many advantages of the nanofiltration (NF) process compared to reverse osmosis (RO) membranes, such as low operating pressure, high water flux, high retention of multi-capacity ions, the possibility of separation of low molecular weight organic matter, as well as costs Operational and maintenance low, recently, many researchers have come to the NF process. The main mechanisms for separation in the NF process are molecular sieving mechanism or cavity size and the ionic repulsion mechanism (surface charge). There are several methods for producing nanofiltration membranes which in this thesis used reaction polymer on agents ultrafiltration membrane. To create the agent on the ultrafiltration membrane, the carboxylation of the polyethersulfone has been used during the two stages of acidification and basification. Carboxylated Polyether sulfone was added to the polyethersulfone solution and a polymeric alloy was produced to produce the ultrafiltration membrane. In the manufacture of an ultrafiltration membrane, the polymer concentration (14-18 wt%), the amount of polyethylene glycol 200 added to increase permeability and porosity (wt% -0-15), the ratio of the ratio of the carboxyl-synthesized agent to the total polymer base (1/4 - 1/30) was investigated. The optimized ultrafiltration base membrane comprised 18% total polymer and a ratio of 1/30 of the synthesized carboxylic agent to the total base polymer and 2% of polyethylene glycol 200. The pure permeability of the optimized ultrafiltration membrane of 107 LMH / bar was obtained. to surface reaction on the produced UF membrane used branched polyether imine. After the reaction, the nanofiltration membrane was crosslinked by glutaraldehyde. The parameters of surface reaction time (3-24 h) and cross-linking time (35-120 min), the concentration of polyether imine (10-20 g / l) and glutaraldehyde of (0.1-5 (v / v) %), And the reaction temperature (20-70 °C) was investigated. Nanofiltration membrane is optimized by concentration of 10 g/l per polyether imine and surface reaction time of 24 hours and cross-linking concentration of 0.5 v/v% and cross-linking time of 35 minutes and the two reactions were carried out at 20 ° C. The pure permeability of the optimized membrane at a pressure of 2 bar was 37.5 LMH / bar and for feed of 1000ppm MgCl2 permeability and rejection was 28 LMH / bar and 70%.