فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول: مقدمه
1 – 1. مقدمه —————- 2
1 – 2. ترکیبات موجود در پسابهای پالایشگاهی—- 4
1 – 3. استاندارد دفع پساب —– 5
1 – 4. مشکلات ناشی از وجود آمونیاک وکامپونتهای نیتروژن در آببلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد— 9
1 – 5. روشهای حذف آمونیاک و کامپونتهای نیتروژن در آب بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد——- 10
1 – 6. فرایندهای غشایی ——- 12
1 – 7. اهداف پروژه ——– 13
1 – 8 .نتیجهگیری ———– 14
فصل دوم: فرایندهای غشایی
2 – 1. غشاء چیست؟ ———- 16
2 – 2. توسعه تاریخی غشاها — 17
2 – 3. دورنمایی از محدوده و کاربردهای فرآیندهای غشایی بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد——— 20
2 – 4. مدولهای فرایندهای غشایی ————– 23
2 – 5. مزایای استفاده از تکنولوژی غشاء ———- 27
2 – 6. میکرو فیلتراسیون —— 28
2 – 7. اولترا فیلتراسون ——– 30
2 – 8. انواع فرایندهای فیلتراسیون ————– 31
2 – 9. فاکتورهای مؤثر بر شار عبوری حین فیلتراسیون بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد———— 34
2- 9 – 1. اختلاف فشار در دو طرف غشاء ——— 34
2 – 9 – 2. سرعت خطی یا سرعت جریان متقاطع – 36
2 – 9 – 3. دما ———— 37
2 – 10. دلایل کاهش شار —- 37
2 – 10 – 1. قطبیت غلظتی — 38
2 – 10 – 2. گرفتگی غشاء —- 38
2 – 11. مکانیزم های جداسازی غشایی———– 46
2 – 11 – 1. نفوذ نادسن —— 47
2 – 11 – 2. نفوذ سطح گزینشگر ————— 48
2 – 11 – 3. موئینگی تراکمی — 48
2 – 11 – 4. غربالگری مولکولی – 49
2 – 11 – 5. انحلال نفوذ —— 49
2 – 12. غشاءهای پلیمری —— 50
2 – 12 – 1. نفوذ ———— 52
2 – 12 – 2. جذب ———– 54
2- 13. اسمز معکوس ———- 55
2 – 14. غشاءهای ماتریس آمیخته ————– 65
فصل سوم: مواد و روشها
3 – 1. مواد شیمیایی ——— 81
3 – 1 – 1. پلیال ———— 82
3 – 1 – 2. دی ایزوسیانات —- 82
3 – 1 – 3. زنجیرگسترنده —– 83
3 – 1 – 4. کاتالیست ——— 83
3 – 1 – 5. حلال ———– 83
3 – 2. روش انجام کار ——– 84
3 – 2 – 1. تجهیزات و امکانات مورد نیاز برای سنتز پلییورتان بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—— 84
3 – 2 – 2. واکنش سنتز پلییورتان ————- 85
3 – 2 – 3. ساخت غشای چگال از پلییورتان خالص بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد————— 88
3 – 2 – 4. فیلمکش با تیغه استیل قابل تنظیم —- 88
3 – 3. نکات ضروری ——– 89
3 – 4. دستگاه مورد استفاده برای تست غشاء —– 92
3 – 4 – 1. سیستم اسمز معکوس با مدول غشائی — 92
3 – 5. طرح آزمایشات ——– 96
3 – 6. بررسی مشخصات غشاء —————- 96
3 – 6– 1. آنالیز گرماسنجی روبشی تفاضلی —— 96
3 – 6 – 2. آنالیز طیف سنجی مادون قرمز فوریه — 97
3 – 6 – 3. آنالیز میکروسکوپ الکترونی ——— 97
3 – 6 – 4. آنالیز توزین حرارتی (TGA) ——– 98
3 – 6 – 5. آنالیز زاویه تماس (CA) ———— 98
فصل چهارم: بحث و نتیجه گیری
4 – 1. نتایج آنالیزهای غشاءهای ساخته شده —– 102
4 – 1 – 1. نتایج آنالیز RFTI —————- 102
4 – 1 – 2. نتایج آنالیز DSC —————- 103
4 – 1 – 3. نتایج آنالیز TGA – 107
4 – 1 – 4. نتایج حاصل از آنالیز CA ———– 109
4 – 1 – 5. نتایج آنالیز SEM – 110
4 – 2. آزمونهای تراوایی غشاء —————- 114
4 – 2 – 1. بررسی اثر فشار بر روی تراوایی غشاء – 114
4 – 2 – 2. بررسی تأثیر گذشت زمان بر شار عبوری از غشاءبلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد——— 115
4 – 3. نتیجه گیری نهایی —- 119
4 – 4. پیشنهادات ———- 121
منابع و مراجع ————— 122
فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول – 1 – 1. آلایندههای پساب و منابع آنها —–4
جدول – 1 – 2. استاندارد خروجی فاضلابهای صنعتی بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد————– 6
جدول – 2 – 1. مقایسه میان چهار فرایند غشایی —20
جدول – 2 – 2. خلاصهای از تکنولوژیهای مختلف جداسازی غشایی بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—22
جدول – 3 – 1. نام و مشخصات مواد استفاده شده – 81
جدول – 3 – 2. محاسبات ترکیب مواد اولیه برای سنتز پلییورتان بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—–91
جدول – 4 – 1. دمای ذوب غشاءهای مختلف با توجه به آنالیز DSC بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد 106
جدول – 4 – 2. نتایج آنالیز بررسی زاویهی تماس با سطحبلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد———-109
فهرست شکلها
عنوان صفحه
شکل – 1- 1. موازنه آب در پالایشگاه —————3
شکل – 2 – 1. نمایش ترسیمی دو فاز جدا شده توسط یک غشاءبلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد——- 17
شکل – 2 – 2. مدول غشایی مارپیچی ———— 25
شکل – 2 – 3. مقطع عرضی مدول مارپیچی ——- 25
شکل – 2 – 4. مدول غشایی صفحه و قاب ——– 26
شکل – 2 – 5. مدول غشایی الیاف میان تهی —– 26
شکل – 2 – 6. انجام فیلتراسیون به طریق جریان انتهای بسته و جریان متقابل ———— 32
شکل – 2 – 7. تغییر شار و ضخامت کیک در جران انتهای بسته و جریان متقابل ——– 32
شکل – 2 – 8. اشکال مختلف اولترافیلتراسیون با جریان – متقابل بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—–33
شکل – 2 – 9. تغییرات شار عبوری از غشاء با تغییر شرایط عملیاتی بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد– 35
شکل – 2 – 10. اثر عوامل مختلف بر فرایند اسمز معکوس بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد———— 63
شکل – 3 – 1. تصویری از سامانه مورد استفاده در سنتز پلییورتان بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—– 85
شکل – 3 – 2. سنتز پلییورتان از طریق واکنش دو مرحله‌ای بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد——— 87
شکل – 3 – 3. فیلم کش غشاء با تیغه تمام استیل متحرک بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد———–89
شکل – 3 – 4 . سیستم اسمز معکوس آزمایشگاهی همراه با مدول غشاءبلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد–94
شکل – 3 – 5. مدول غشایی باز شده ————–95
شکل – 3 – 6. مدول غشایی بسته —————-95
شکل – 4 – 1. طیف FTIR غشاءهای ساخته شده–103
شکل – 4 – 2. نتایج آنالیز گرماسنجی روبشی تفاضلی بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد————–105
شکل – 4 – 3. نمودار آنالیز تخریب حرارتی با دستگاه TGA بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد——– 108
شکل – 4 – 4. تصاویر SEM سطحی و مقطع شکست غشاءهای پلی یورتان (PU)——- 113
شکل – 4 – 5. نمودار بررسی اثر فشار بر شار عبوری از غشاء بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد——- 115
شکل – 4-6. نمودار میزان جداسازی با گذشت زمان بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد————— 116
شکل – 4-7. نمودار میزان شار عبوری با گذشت زمان بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—————117
چکیده
امروزه جداسازی غشایی به عنوان جایگزین فناوریها معمول فرایندهای جداسازی و به ویژه در جداسازی گازها و محلولهایی با آلودگیهای خیلی کم و یا دست یابی با درجه خلوص بالا مطرح شده است. غشاءهای پلیمری برای جداسازی استفاده می شوند با این حال عملکرد جداسازی آنها به اندازه کافی برای امکان سنجی صنعتی مناسب نیست. از سوی دیگر غشاءهای معدنی دارای عملکرد جداسازی خوبی هستند اما فراوری آنها با مشکلاتی همراه است. بنابراین توسعه غشاهءها با مورفولوژی جدید برای اصلاح خواص تراوش گازی غشاءها مورد نیاز است.
در نتیجه غشاءهای ماتریس آمیخته متشکل از ماتریسهای پلیمری و ذرات معدنی / آلی پراکنده در ابعاد نانو نوع جدیدی از غشاءها هستند که برای از بین بردن محدودیت غشاءهای پلیمری توسعه داده شدهاند. بهترین مکانیزم انتقال از این غشاء ها با بررسی اثر پارامترهای آماده سازی و عملیاتی می تواند به دست آید. در این پروژه به بررسی اثر مقادیر 3 درصد وزنی از نانوسیلیکا اصلاح نشده و نانوسیلیکا اصلاح شده با فلوئور (نانو سیلیکا فلوئوره)، زمان و فشار بر عملکرد جداسازی غشاءهای آمیخته نانوکامپوزیتی پرداخته میشود. غشاءهای مورد استفاده در این پروژه یک ساختار خاص از پلییورتان و نانوذرات سیلیکا و سیلیکا فلوئوره میباشد. ساخت غشاءهای خالص پلی یورتان و غشاءهای ماتریس آمیخته پلی یورتانی مورد بررسی قرار گرفته است. نانو ذرات سیلیکا اصلاح نشده از شرکت مرک (آلمان) تهیه شده اند ونانو ذرات سیلیکا فلوئوره در دانشگاه شیراز سنتز شدهاند. غشاءها با بهره گرفتن از فیلمکش و روش تبخیر حلال تهیه شدهاند.
برای تفهیم بهتر از ساختار غشاء آنالیزهای TGA ، FESEM ، FTIR ، DSC وContact angle (CA) استفاده شده است. آنالیز DSC نشان داد که افزایش نانوذرات منجر به افزایش دمای انتقال شیشهای و مقاومت حرارتی نانوکامپوزیتهای پلیمری میشود. آنالیز FTIR حضور ذرات نانوسیلیکا و فلوئور را بر روی سطح نانوکامپوزیتها نشان میدهد. تصاویر SEM تغییر مورفولوژی پلیمر را با اضافه کردن نانوذرات نشان میدهد. آنالیزTGA افزایش مقاوت حرارتی را با اضافه کردن نانوذرات را نشان میدهد. آنالیز CA اثر نانوذرات را بر روی آب دوستی یا آب گریزی غشاء نانوکامپوزیتی را نشان میدهد. افزایش نانوذرات تراوایی گاز آمونیاک را از غشاء به طور چشمگیری افزایش میدهد.