تصفیه پساب های صنعتی آلوده به آمونیاک با استفاده از غشاهای نانوکامپوزیتی بر پایه پلی یورتان استری

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی شیمی، واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی، صندوق پستی 1-71993 شیراز

2 بخش مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز، دانشگاه شیراز، شیراز

چکیده

غشاهای زمینه آمیخته تشکیل شده از زمینه پلیمری و ذره های معدنی پراکنده در اندازه ­های نانو، نوع تازه ­ای از غشاها هستند که برای از بین بردن محدودیت غشاهای پلیمری توسعه داده شده­اند. در این پژوهش غشاهای زمینه آمیخته پلی­یورتان استری بر پایه پلی­کاپرولاکتون (PCL) دارای 3 درصد وزنی نانوذره­ های سیلیکای اصلاح نشده و سیلیکای فلوئوره با روش قالب­گیری حلال تهیه شدند. غشاهای نانوکامپوزیتی ساخته شده توسط روش­های گوناگون مانند FT-IR، DSC و TGA مورد شناسایی قرار گرفتند. ویژگی­ های جداسازی غشاهای تهیه شده برروی پساب مجتمع پتروشیمی شیراز به وسیله سامانه اسمز وارون آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه­ های به ­دست آمده از غشاهای پلی­یورتان/ سیلیکا نشان داد که غشای دارای نانوذره­ های سیلیکا­ی فلوئوره نسبت به سیلیکا اصلاح نشده بازدهی مناسب­تری برای پس­ دهی آمونیاک از پساب موردنظر به میزان 62 درصد در فشار 10 بار داشت. افزایش فشار عملیاتی تا 20 بار باعث افزایش میزان شار عبوری از غشاها شد اما بازدهی را تا حد چشمگیری کاهش داد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]  Li Y., Chung T.S., Cao C., Kulprathipanja C., The Effects of Polymer Chain Rigidification. Zeolite Pore Size and Pore Blockage Polyethersulfone (PES)–Zeolite, A Mixed Matrix Membranes, Journal of Membrane Science, 260(1): 45-55 (2005).

[2] Mulder M., “Basic Principles of Membrane Technology”, Second Edition: Kluwer Academic Publication (1996).

[3]غلامزاده، م؛ کارگری، ع؛ ذکایی آشتیانی، ف؛ مدلسازی و حل تقریبی جداسازی نیتروژن و متان  در یک مدول غشایی پیچشی، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، (1)35: 57 تا 69 (1395).

[4]  Wagner J., “Membrane Filtration Handbook”, 2nd Edition, Revision 2, Osmonics Publication (2001).

[5] Minnatha M.A., Unnikrishnanb G., Purushothamana E., Transport studies of Thermoplastic PolyUrethane/Natural Rubber (TPU/NR) Blends, Journal of Membrane Science, 379: 361- 369 (2011).

[6] Patricio P.S.O., de Sales J.A., Silva G.G., Windmoller D., Machado J.C., Effect of Blend Composition on Microstructure, Morphology, and G as Permeability in PU/PMMA Blends, Journal of Membrane Science, 271: 177-185 (2006).

[7] Yan L., Hong S., Li M.L., LI Y.S., Application of the Al2O3-PVDF Nanocomposite Tubular Ultrafiltration (UF) Membrane for Oily Wastewater Treatment and Its Antifouling Research, Separation and Purification Technology, 66: 347-352 (2009).

[8] فلاح­نژاد، ز؛ باکری، غ؛ رحیم­نژاد، م؛ تصفیه پساب­های نفتی با استفاده از غشای نانوساختار الیاف توخالی پلی­اترسولفون، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، (2)34: 73 تا 85 (1394).

[9] Sukeksi L., Che Hassan, C.R., Nik Sulaiman, N.M., Rashidi H., Davazdah Emami, S., Polyphenols Recovery from Tropical Fruits (Pink Guava) Wastes via Ultra-Filtration Membrane Technology Application by Optimum Solvent Selection, Iranian Journal of Chemistry and Chemical Engineering (IJCCE), 35(2):53-63 (2016).

[10] Lauterbock B., Ortner M., Haider R., Fuchs W., Counteracting Ammonia Inhibition in Anaerobic Digestion by Removal with a Hollow Fiber Membrane Contactor, Water Research, 46: 4861-4869 (2012).

[11] Hurtado C.F., Cancino-Madariaga B., Ammonia Retention Capacity of Nanofiltration and Reverse Osmosis Membranes in a Non-Steady State System, to be use in Recirculation Aquaculture Systems (RAS), Aquacultural Engineering, 58: 29-34 (2014).

[12] Madhavan K., Reddy B.S.R., Poly (dimethylsiloxane-urethane) Membranes: Effect of Hard Segment in Urethane on Gas transport Properties, Journal of Membrane Science, 283: 357–365 (2006).

[13] Liu L., Chakma A. and Feng X., Propylene Separation from Nitrogen by Poly (ether block amide) Composite Membranes, Journal of Membrane. Science, 279: 645–654 (2006).

[14] Mousavi M.A., Hassanajili Sh., Rahimpour M.R., Synthesis of Fluorinated Nano-Silica and Its Application in Wettability Alteration Near-Wellbore Region in Gas Condensate Reservoirs, Applied Surface Science, 273: 205-214 (2013).

[15] Sadeghi M., Semsarzadeh M.A., Barikani M., Ghalei B., The Effect of Urethane and Urea Content on the Gas Permeation Properties of Poly(urethane–urea) Membranes, Journal of Membrane Science, 354: 40-47 (2010).

[16] سمسارزاده، محمدعلی؛ وکیلی، اسحاق؛ تهیه و شناسایی غشاهای آمیخته­ای پلی یورتان ـ پلی دی متیل سیلوکسان/ پلی­آمید 12 ـ قطعه ـ پلی تترا متیل گلیول برای جداسازی گاز، مجله علوم و تکنولوژی پلیمر، (4)26: 337 تا 348 (1392).

[17] Hassanajili, Sh., Khademi M.A., Keshavarz P., Mixed Matrix Membranes Based on Polyetherurethane  and Polyesterurethane Containing Silica Nanoparticles for Separation of CO2/CH4 Gases, Separation and Purification Technology, 116: 1-12 (2013).

[18]Cancino-Madariaga B., Hurtado, C.P., Ruby-Figueroa R., Effect of Pressure and pH in Ammonium Retention for Nanofiltration and Reverse Osmosis Membranes to be Used in Recirculation Aquaculture Systems (RAS), Aquacultural Engineering, 45: 103–108 (2011).

[19] Colt J., Water Quality Requirements for Reuse Systems, Aquacultural Engineering, 34: 143–156 (2006).

[20] Emparanza, J.M., Problems Affecting Nitrification in Commercial RAS with Fixed-Bed Biofilters for Salmonids in Chile, Aquacultural Engineering, 41: 91-96 (2009).