-
شماره ركورد
31387
-
پديد آورنده
فائز روشن ضمير چمثقالي
-
عنوان
ساخت غشاي الياف توخالي پليمري اولترافيلتراسيون با خاصيت ضدباكتريايي مورد استفاده در بيوراكتور غشايي (MBR)
-
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
-
رشته تحصيلي
مهندسي شيمي
-
سال تحصيل
1400
-
تاريخ دفاع
1403/07/01
-
استاد راهنما
دكتر تورج محمدي
-
استاد مشاور
دكتر سهيل ضرغامي
-
دانشكده
مهندسي شيمي
-
چكيده
گرمايش زمين و كمبود منابع آبي در دنيا، موجب اهميت گسترش تصفيه فاضلاب و بازچرخاني آب بهمنظور استفاده مجدد در فرآيندهاي صنعتي و كشاورزي شده است. فناوري غشايي در بين فناوريهاي مورد استفاده در تصفيه آب و فاضلاب از اهميت ويژهاي برخوردار است. يكي از روشهاي نسبتاً جديد در اين زمينه، استفاده از سيستم بيوراكتورهاي غشايي (MBR) ميباشد كه در آن فرآيند لجن فعال با فيلتراسيون غشايي ادغام ميشود. گرفتگي سريع غشا و افت شار فيلتراسيون يكي از چالشيترين مشكلات اين سيستم است. براساس تحقيقات انجام گرفته، ساخت غشاهاي آبدوست با خاصيت ضدباكتريايي، بهعنوان راهكاري مؤثر در كاهش گرفتگي شناخته ميشود. در پژوهش حاضر، غشاهاي الياف توخالي اولترافيلتراسيون پليوينيليدنفلورايد/ الماس به روش جدايش فازي توسط ضدحلال (NIPS) ساخته شدند و بهمنظور تصفيه فاضلاب در سامانه بيوراكتور غشايي مورد ارزيابي قرار گرفتند. بهمنظور افزايش آبدوستي، افزايش برهمكنش بين پليمر و نانوذرات الماس، تثبيت فيزيكي نانوذرات در ماتريس پليمري و همچنين تقويت خاصيت ضدباكتريايي نانوذرات الماس، فرآيند اصلاح سطح نانوذرات ابتدا با اكسيداسيون حرارتي و سپس با پليمر طبيعي كيتوسان انجام شد كه به سبب آن به ترتيب گروههاي عاملي كربوكسيل و آمين بر روي نانوذرات جانشاني شدند. بهمنظور بررسي كيفيت اصلاح نانوذرات الماس از آزمون طيف سنجي تبديل فوريه مادون قرمز (FTIR) و ميكروسكوپ الكتروني گسيل ميداني (FESEM) استفاده و تشكيل موفق گروههاي عاملي كربوكسيل و آمين بر روي نانوذرات الماس و همچنين افزايش اندازه آنها مشاهده شد. در ادامه بهمنظور مشخصهيابي غشاهاي ساخته شده، از آزمونهاي گذردهي آب خالص، زاويه تماس، تخلخل، مقاومت مكانيكي، ميكروسكوپ الكتروني گسيل ميداني و ميزان حذف آلايندهها استفاده شد. با توجه به نتايج بدستآمده مشاهده شد كه غشاهاي با نانوذره اصلاح شده در مقايسه با نمونه خالص داراي جداره دروني اسفنجي ضخيمتر ميباشند كه ناشي از برهمكنش مناسب آنها با پليمر و ويسكوزيته بالاتر محلول پليمري نسبت به غشاي خالص ميباشد. نمونههاي اصلاح شده به سبب حضور گروههاي عاملي حاوي اكسيژن و آمين، آبدوستتر بوده و زاويه تماس به ميزان °20 نسبت به غشاي بدون نانوذره كاهش يافت. شار آب خالص به ميزان % 6/81 در نمونه اصلاح شده نسبت به غشاي بدون نانوذره افزايش داشته است. افزايش آبدوستي و خاصيت ضدباكتريايي غشاها منجر به پسزني ميكروارگانيسمها و ممانعت از تشكيل ترشحات كلوني در سطح غشا گرديد. بنابراين با بررسي عملكرد غشاهاي حاوي نانوذرات اصلاح شده در بيوراكتورغشايي مشاهده شد ميزان حذف آلايندهها % 8/99، بازيابي شار % 8/97 و گرفتگي كل % 9/7 ميباشد كه نشان از بهبود عملكرد ضد گرفتگي و ضدباكتريايي غشا نسبت به غشاي بدون نانوذره است.
-
تاريخ ورود اطلاعات
1403/08/02
-
عنوان به انگليسي
Fabrication of ultrafiltration polymer hollow fiber membrane with antibacterial properties used in membrane bioreactor (MBR)
-
تاريخ بهره برداري
9/22/2025 12:00:00 AM
-
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
فائز روشن ضميرچمثقالي
-
چكيده به لاتين
Global warming and the lack of water resources in the world have made it important to expand wastewater treatment and recycle water for reuse in industrial and agricultural processes. Membrane technology is particularly important among the technologies used in water and wastewater treatment. One of the relatively new methods in this field is the use of a membrane bioreactor (MBR) system, in which the activated sludge process is integrated with membrane filtration. Rapid fouling of the membrane and drop in filtration flux is one of the most challenging problems of this system. Based on the research, making hydrophilic membranes with antibacterial properties is known as an effective way to reduce constipation. In the present study, polyvinylidene fluoride/diamond ultrafiltration hollow fiber membranes were made by phase separation method by non-solvent and evaluated for wastewater treatment in membrane bioreactor system. In order to increase hydrophilicity, increase the interaction between polymer and diamond nanoparticles, physical stabilization of nanoparticles in the polymer matrix and also to strengthen the antibacterial properties of diamond nanoparticles, the process of modifying the surface of nanoparticles was done first by thermal oxidation and then with the natural polymer chitosan, due to which respectively Carboxyl and amine functional groups were substituted on nanoparticles. In order to check the quality of modification of diamond nanoparticles, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and Field Emission Electron Microscope (FESEM) were used and the successful formation of carboxyl and amine functional groups on diamond nanoparticles as well as their size increase was observed. Further, in order to characterize the manufactured membranes, tests of pure water permeability, contact angle, porosity, mechanical resistance, field emission electron microscope and pollutant removal rate were used. According to the obtained results, it was observed that the nanoparticle-modified membranes have a thicker inner spongy wall compared to the pure sample, which is due to their proper interaction with the polymer and the higher viscosity of the polymer solution compared to the pure membrane. The modified samples were more hydrophilic due to the presence of functional groups containing oxygen and amine, and the contact angle decreased by 20° compared to the membrane without nanoparticles. The flux of pure water increased by 81.6% in the modified sample compared to the membrane without nanoparticles. Increasing the hydrophilicity and antibacterial properties of the membranes led to the repulsion of microorganisms and prevented the formation of colony secretions on the surface of the membrane. Therefore, by examining the performance of membranes containing modified nanoparticles in membrane bioreactors, it was observed that the pollutant removal rate is 99.8%, the flux recovery is 97.8% and the total fouling is 7.9%, which shows the improvement of the anti-fouling and antibacterial performance of the membrane compared to the membrane It is without nanoparticles.
-
كليدواژه هاي فارسي
بيوراكتورغشايي , غشاهاي اولترافيلتراسيون , پليوينيليدنفلورايد , نانوذره الماس , كيتوسان
-
كليدواژه هاي لاتين
membrane bioreactors , ultrafiltration membranes , polyvinylidene fluoride , diamond nanoparticles , chitosan
-
Author
Faez roshanzamir
-
SuperVisor
Dr.Toraj mohammadi
-
لينک به اين مدرک :