33277

شبيه¬سازي غشاي اولترافيلتراسيون مركب پليمري-زئوليتي براي حذف فلزات سنگين از پساب با استفاده از نرم¬افزار كامسول

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي / طراحي فرايند

1400

1403/11/24

تورج محمدي

سعيد سراج

مهندسي شيمي

امروزه گسترش صنايع و مصرف خانگي آب منجر به توليد حجم بالايي از پساب و فاضلاب شده است كه داراي آلودگي¬هاي متنوع و گسترده مي¬باشند. اين موضوع سبب شده تا پژوهشگران همواره به دنبال راهكارهايي براي كاهش آلودگي¬هايي نظير فلزات سنگين، آلودگي¬هاي بيولوژيكي، آلودگي¬هاي آلي و غيره از پساب باشند. از اين رو هدف اين پژوهش، شبيه‌سازي و بررسي عملكرد غشاي اولترافيلتراسيون مركب پليمري-زئوليتي براي حذف فلزات سنگين از پساب، با استفاده از نرم‌افزار كامسول بوده است. اين مطالعه بر تحليل توزيع غلظت و سرعت در سه بخش اصلي سيستم شامل درون الياف، غشا، و پوسته تمركز داشت. علاوه بر اين، تأثير پارامترهاي مختلف عملياتي نظير غلظت اوليه، دبي جريان، و شعاع داخلي و خارجي غشا بر بازدهي فرآيند مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه غلظت آلاينده‌ها در نزديكي ورودي الياف بيشترين مقدار را داشته و در امتداد طول الياف كاهش مي‌يابد. به‌طور خاص، غلظت يون روي در نزديكي ورودي الياف به حداكثر 500 ميلي‌گرم در ليتر رسيده و به تدريج به مقدار كمتري در نزديكي پايه الياف كاهش مي‌يابد. توزيع سرعت نيز نشان‌دهنده رفتار توسعه‌يافته جريان در الياف و پوسته بود. توزيع سرعت نيز نشان‌دهنده رفتار توسعه‌يافته جريان در الياف و پوسته بود. بررسي اثرات پارامترهاي عملياتي نشان داد كه افزايش دبي جريان فاز سلولي (به ميزان 20% نسبت به شرايط پايه) و كاهش شعاع خارجي غشا (از 5 به 4 ميلي‌متر) به بهبود كارايي حذف يون‌هاي روي (تا 30% افزايش) منجر مي‌شود، در حالي كه افزايش غلظت اوليه و شعاع داخلي غشا مي‌تواند منجر به تجمع بيشتر آلاينده‌ها در غشا شود. اين نتايج مي‌تواند به بهينه‌سازي فرآيندهاي تصفيه پساب و كاهش آلودگي‌هاي فلزي كمك كند.

1404/01/25

Simulation of a polymer-zeolite composite ultrafiltration membrane for the removal of heavy metals from wastewater using COMSOL software

2/12/2026 12:00:00 AM

Today, the expansion of industries and domestic water consumption has led to the production of a large volume of effluents and sewage, which have various and extensive pollution. This has caused researchers to always look for solutions to reduce pollution such as heavy metals, biological pollution, organic pollution, etc. from wastewater. Therefore, the aim of this study was to simulate polymer-zeolite composite ultrafiltration membrane to remove heavy metals from wastewater using Comsol software. Therefore, the information of this study was collected from experimental studies and then entered into the relevant modules of the Comsol software. The results obtained from the simulation of the extraction system for the removal of zinc ions from the wastewater and comparing them with the desired theoretical process as well as the experimental data show that the model presented and simulated in the software is capable of predicting the behavior of the system. and can be effectively used to study the behavior of the system under different operating conditions. It was also found that with increasing initial concentration, the efficiency of zinc ions removal decreases. The reason for this is due to the hindrance of the passage of zinc ions, and with the increase in the flow rate of the cellular phase, the speed inside the shell increases. By increasing the inner radius of the fibers (assuming constant outer radius), it has been observed that the zinc ion removal efficiency increases. Increasing the outer radius of the membrane (assuming a constant inner radius) causes a decrease in the zinc ion removal efficiency.

غشا، شبيه¬سازي، اولترافيلتراسيون، سطحي، پساب

membrane, ultrafiltration, surface, effluent

romina alimohammadi

toraj mohammadi