23104

ساخت و بررسي غشاهاي الياف توخالي نانوفيلتراسيون فشار پايين بر پايه ي PES

كارشناسي ارشد

فرآيندهاي جداسازي

1396

1399/8/7

دكتر تورج محمدي

مهندسي شيمي، نفت و گاز

در اين پژوهش، غشاي اولترافيلتراسيون آميخته پلي¬اترسولفون (PES) با پلي¬اتر¬سولفون كربوكسيله (PES-COOH) به منظور افزايش عملكرد غشا و افزايش بار منفي سطح مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد مقدار كمي از PES-COOH مي¬تواند آبدوستي، تخلخل و خواص ضدگرفتگي غشا را بهبود ببخشد. در ادامه غشا نانوفيلتراسيون بار مثبت براي جداسازي پساب فلزي و سختي¬گيري از آب در فشار پايين، توسط پلي اتيلن ايمين پرشاخه (HPEI) با بار مثبت و گلوتارآلدهيد (GA) به عنوان اتصال دهنده عرضي سازگار با محيط زيست، بر روي غشا پايه (PES-COOH/PES) به روش لايه نشاني ساخته شد. آزمون¬هاي تراوايي آب خالص، پس¬زني نمك، گرفتگي و پس¬زني با BSA، FTIR، HNMR، CNMR، تصويربرداري SEM و AFM براي ارزيابي عامل سنتز شده PES-COOH، غشاي آميخته (پايه) و غشاهاي نانوفيلتراسيون الياف¬توخالي ساخته شده بكار رفتند. بهينه‌سازي غشا نانوفيلتراسيون الياف توخالي با پارامتر¬هاي غلظت و pH محلول HPEI و زمان واكنش انجام پذيرفت كه در بهترين بارگذاري براي HPEI/GA، غشا نانوفيلتراسيون ميزان گذردهي LMH 8/25 و پس¬زني 9/93% را براي نمك MgCl2 نشان داد. ترتيب پس¬زني نمك¬ها براي غشا نانوفيلتراسيون با غلظت خوراك ppm1000 به صورت R(MgCl2) > R(CaCl2) > R(MgSO4) > R(Na2SO4) > R(NaCl) است كه تاثير مهم بار مثبت بر عملكرد غشاها را تأييد مي¬كند. همچنين غشاي بهينه براي جداسازي فلزات سنگين بكار گرفته شد. نتايج بدست آمده كارايي غشاي ساخته شده را در فرايند حذف فلزات سنگين تاييد مي‌كنند. پس¬زني فلزات به ترتيب (3/90%) Pb < (7/91%) Ni < (8/92%) Cu < (5/93%) Cd < (4/95%) Zn اندازي‌گيري شد. در آخر تأثير پارامتر¬هاي عملياتي همچون غلظت، فشار و دماي خوراك براي غشا بهينه مورد بررسي قرار گرفت.

1399/11/05

Low-pressure Hollowfiber PES-based Nanofiltration Membrane

10/29/2021 12:00:00 AM

In this thesis, a novel UF membrane consisting a blend of Poly(ether-Sulfone) and carboxylated Poly(ether-Sulfone) has been investigated in order to enhance the performance and increasing negatively-charged surface charges. It has been concluded that addition of PES-COOH, results in improvement of hydrophilicity, porosity and anti-fouling properties of membrane. Following this, a positively-charged NF membrane was prepared for the purpose of heavy metal separation and low pressure water softening, by utilization positively-charged HPEI and GA as an environmental-friendly crosslink agent based on PES/PES-COOH by layer assembly technique. Optimization of NF hollow-fiber membrane was performed by considering concentration, pH of HPEI solution and reaction time as variable parameters, in which, the optimized sample showed a permeation of 25.8 and rejection of 93.9 for MgCl2 salt. The descending order of salt rejection parameter for NF membrane with a 1000ppm feed concentration is R(MgCl2) > R(CaCl2) > R(MgSO4) > R(Na2SO4) > R(NaCl) Which authenticates the importance of positive charges on membrane performance. In addition, the NF membrane was applied for separation of heavy metal, which the result of heavy metal separation is zn(95.4%)> Cd (93.5%) > Cu (92.8%) > Ni (91.7%) > Pb (90.3%) . Finally, the effect of operating parameters including concentration, temperature and pressure of feed on optimized membrane was evaluated.

غشا الياف توخالي , نانوفيلتراسيون , بار مثبت , سختي گيري اب , فشار پايين , فلزات سنگين

hollow fiber, membrane , nanofiltration , positive charge , separation heavy metal