ارزیابی فنی و اقتصادی و تعیین بازه ی بهینه عملیاتی برای دو نانوغشای تجاری در تصفیه یک نمونه آب زیرزمینی

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

چکیده

تعیین بازه­ی بهینه عملیاتی برای تمامی فرایندها به­ویژه فرایندهای غشایی به ­منظور تصفیه آب تأثیر به­ سزایی در کاهش هزینه­ های این سامانه­ها خواهد داشت. مهم ­ترین عامل عملیاتی که امکان تغییر در آن وجود دارد فشار خوراک ورودی به فرایند تصفیه می باشد. در این مطالعه توانایی دو نوع نانوغشای تجاری در کاهش املاح یک نمونه آب زیرزمینی بررسی شد و در ادامه بازه­ی بهینه عملیاتی برای دو نانوغشای تجاری NF90 و NF270 تعیین شد. غشاهای استفاده شده ساخت شرکت FILMTEC امریکا بوده و برای تعیین بازه­ ی بهینه از مدل اقتصادی وربرن استفاده شده است. نتیجه ­های به دست آمده از این بررسی نشان داد که نانوغشای تجاری NF90 دارای توانایی بالاتری در کاهش املاح از آب بوده (حدود30 درصد بیش ­تر) و در عوض میزان آب تصفیه شده خروجی از آن به تقریب 50 درصد نانوغشای NF270 می باشد. همچنین بازه­ی بهینه برای نانوغشای NF90 فشار خوراک 8 بار و برای نانوغشای NF270 فشار خوراک 6 بار می باشد. هزینه تولید هر متر مکعب آب در بازه­ی بهینه 144/0 دلار برای NF90 و 12/0 دلار برای NF270 تخمین زده شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[2] مشتاق، بهاره؛ برقعی، سید مهدی؛ شادبهر، جلیل؛ مقایسه عملکرد سامانه تلفیقی راکتور زیست فیلمی با بستر متحرک مجهز به جدا کننده غشایی، با راکتور زیست فیلمی با بستر متحرک معمولی MBBR، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، (2)32: 83تا 91 ( 1392).
[3] Yeh  H.H., Tseng  I.C., Kao  S.J., Lai  W.L., Chen J.J., Wang G.T., Lin S.H.,  Comparison of the Finished Water Quality Among an Integrated Membrane Process, Conventional and other Advanced Treatment Processes, Desalination, 131: 237-244 (2000).
[4] چوپانی، مرضیه؛ باقریان، فاطمه؛ کربمی، مرضیه؛ غفارزادگان، رضا؛ تغلیط عصاره بابونه آلمانی (Matricaria chamomilla) به وسیله غشای نانو فیلتراسیون، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، (4)35: 63تا 70 ( 1395).
[5] Hilal N., A1-ZoubP H., Darwish N.A., Mohammad A.W., Abu Arabi M., A comprehensive Review of Nanofiltration Membranes: Treatment, Pretreatment, Modelling, and Atomic Force Microscopy, Desalination, 170: 281-308 (2004).
[6] Taylor  J. S., Mulford  L. A., Duranceau  S.J., Barrett W.M., Cost and Performance of a Membrane Pilot Plant, Journal of American Water Works Association, 81: 52-60(1989).
[7] Dunkelberger G. W., Taylor J. S., “Cost Optimization Model for Low Pressure Membrane Applications”, Proc. of the American Water Works Association Membrane Processes Conf., American Water Works Association, Orlando, Fla., pp. 63-78 (1991).
[8] Fuqua T., Ortiz R., Bowen P., Creighton R., “Membrane Treatment and the use of the Floridan Aquifer in South Florida”, Proc. of the American Water Works Association Membrane Processes Conf., Orlando, Fla., pp. 649-663 (1991).
[9] Suratt W. G., “Estimating the Costs of Membrane Water Treatment Plants”, Prociding of the American Water Works Association Membrane Processes Conf., Orlando, Fla., pp. 631-647 (1991).
[10] Luitweiler J.P., Yohe T.L., Crist  E., Sun X., ”Performance Testing Of Hollow Fiber Membranes on a Groundwater”, Proc. of the American Water Works Association Membrane Processes Conf., Orlando, Fla.(1991).
[11] Pickering  K., Wiesner  M., Cost Model for Low-Pressure Membrane FiltrationJ. Environmental Engineering, 119: 772-797 (1993).
[13] Van der Bruggen B., Everaert K., Wilms D., Vandecasteele C., Application of Nanofiltration for Removal of Pesticides, Nitrate and Hardness from Ground Water: Rejection Properties and Economic Evaluation, Journal of Membrane Science, 193: 239–248 (2001).
[14] Nora’aini A., A. Wahab M., Ahmad A.L., Use of Nanofiltration Predictive Model for Membrane Selection and System Cost Assessment, Separation & Purification Technology, 41: 29–37 (2005).
[15] Mohammad W., Nora'aini A., Ahmad A.L., Nidal H., Optimized Nanofiltration Membranes: Relevance to Economic Assessment and Process Performance, Desalination, 165: 243-250 (2004).
[16] Mohammad A.W., Hilal N., H., Al-Zoubi Darwish N.A., Ali N., Modelling the Effect of Nanofiltration Membrane Properties on System Cost Assessment for Desalination Applications, Desalination, 206: 215-225 (2007).
[17] Santafe-Moros J.M., Goza lvez-Zafrilla J. Lora-Garcia, Performance of Commercial Nanofiltration Membranes in the Removal of Nitrate Ions, Desalination 185: 281–287 (2005).