11864

11864

جداسازي يون نيترات از آب توسط فرآيند الكترودياليز

كارشناسي ارشد

شيمي - طراحي فرآيندهاي جداسازي

خرداد 1392

خرداد 1392

دكتر سيد نظام‌الدين اشرفي زاده

چكيده الكترودياليز به عنوان يكي از فرآيندهاي فيزيكي جداسازي همواره مورد توجه بوده و در صنايع مختلفي نظير صنايع غذايي، دارويي، شيميايي، تصفيه فاضلاب و پساب استفاده شده است. يكي از گسترده¬ترين كاربردهاي فرآيند الكترودياليز در زمينه جداسازي ذرات باردار مزاحم از آب و تهيه آب سالم و مناسب شرب مي¬باشد. يون نيترات در سال¬هاي اخير به دليل رشد مصرف كودهاي شيميايي، به وفور به منابع آبي نفوذ كرده و غلظت آن در منابع آب‌هاي زيرزميني به بالاتر از مقدار مجاز mg/L NO3-N 50 رسيده است. در اين پايان‌نامه به بررسي فرآيند جداسازي نيترات از آب توسط الكترودياليز پرداخته شده است. دستگاه آزمايشگاهي و انباشته الكترودياليز مورد استفاده شامل سه چرخه براي سيال¬هاي عملياتي مي¬باشد. در ساخت انباشته الكترودياليز از غشاهاي تبادل يوني توليد شده در شركت تصفيه آب شانگهاي استفاده شد. شرايط انتخاب شده براي انجام آزمايش¬ها توسط روش تاگوچي مشخص شد. با وارد كردن خوراك غني از نيترات، نسبت به جداسازي اين يون و بررسي فاكتورهاي مختلف تأثيرگذار بر فرآيند جداسازي نيترات توسط الكترودياليز پرداخته شد. فاكتورهاي عملياتي شامل شدت جريان اعمالي بر انباشته الكترودياليز، دبي سيال عبوري از انباشته، pH و غلظت سيال دريافت‌كننده يون¬هاي نيترات به عنوان متغير مورد آزمايش قرار گرفتند. تأثير فاكتورهاي عملياتي بر مقاومت انباشته، درصد جداسازي نيترات، و انرژي مصرف شده در فرآيند الكترودياليز مورد بحث و بررسي قرار گرفت. دستگاه آزمايشگاهي ساخته شده در اين تحقيق، زمينه تحقيقات بيشتر در خصوص روش¬هاي جداسازي استوار بر الكترودياليز را هموار خواهد نمود. آناليز نتايج به دست آمده از آزمايش¬ها نشان داد كه شدت جريان اعمالي بر انباشته الكترودياليز و دبي سيال ورودي به انباشته، بيش¬ترين تأثير را بر مقدار جداسازي و مصرف انرژي دستگاه الكترودياليز دارند. فراهم آوردن يك محيط اسيدي براي سيال الكترودي تأثير بسزايي بر كارآمدي اين فرآيند دارد. فرآوري آب حاوي يون نيترات با غلظت mg/L NO3-N 165 و pH برابر 5/7 طي فرآيند الكترودياليز با اعمال شدت جريان‌هاي بين 15/0 تا 35/0 آمپر در مدت زمان 300 دقيقه منجر به جداسازي بيش از %98 نيترات موجود در نمونه گرديد. غلظت يون نيترات در محصول تا mg/L NO3-N 4 رقيق سازي شد. كلمات كليدي: الكترودياليز، نيترات، جداسازي، آب، غشاء تبادل يون