| کک زدایی از پساب با استفاده از فرآیندهای غشایی | |
| تعداد صفحات | ۶۰ |
| نوع فایل | Word |
| حجم فایل | ۲٫۵۱ Mb |
کک زدایی از پساب با استفاده از فرآیندهای غشایی
در این قسمت پروژه با موضوع کک زدایی از پساب با استفاده از فرآیندهای غشایی به صورت فایل word برای دانلود ارائه شده است.
قسمتی از متن پروژه در زیر نشان داده شده است.
در حال حاضر غشاءها جایگاه ویژه ای در صنایع جداسازی مختلف پیدا کرده اند و کاربردهای وسیعی در زمینه های گوناگون جداسازی اعم از محلولهای مایع و گازها مختلف یافته اند که از آن جمله می توان به کاربرد در صنایع غذایی و لبنی برای جداسازی پروتئینها و تغليظ شیر، صنایع شیمیایی و پالایشگاهی برای جداسازی گازها، داروسازی برای تخلیص فرآیندهای مختلف نام برد. غشاء یک فاز تراوا یا نیمه تراوا است که در برابر عبور بعضی از ذرات به صورت انتخابی ممانعت ایجاد می کند و یا بعبارتی دیگر بطور انتخابی اجازه عبور ذرات را می دهد. فرآیندهای غشائی فرآیندهایی هستند که در آنها با استفاده از یک غشاء خوراکی که مخلوطی از دو یا چند جزء می باشد به اجزای متفاوتی تقسیم می گردد. در این حالت اساس جداسازی بر این اصل استوار است که یک با تعداد بیشتری از اجزاء سریعتر از سایر اجزاء از این بستر عبور می نمایند.
از اوایل دهه ۶۰ میلادی، در گستره وسیعی از فرآیندها و کاربردهای صنعتی از غشاءهای پلیمری سنتز شده استفاده گردید. این دهه آغازی برای ورود این غشاءها به صنایع مختلف بوده است. در آن زمان علت پذیرش و وارد شدن سریع غشاءها در عرصه صنعت، توسعه سریع تولید مواد سازنده غشاءها، ابداع روشهای نوین تغییر ساختار غشاء ها و همچنین توسعه روشهای تولید انبوه بود [۱].
سه تعریف متفاوت از غشاء از سه دیدگاه مختلف ارائه شده است: الف- لایه ای است نازک که می تواند اجزاء یک سیال را به صورت انتخابی جدا کند، در این جداسازی اندازه ذرات نقش اساسی دارد. ب- اگر غشاء بر مبنای کاری که انجام می دهد تعریف شود می توان گفت غشاء مواد را بصورت انتخابی از خود عبور می دهد. ج- در عملیات جداسازی، دوفاز وجود دارد که فاز سومی (غشاء) بین آنها قرار می گیرد و انتقال جرم را کنترل می کند.
در نهایت غشاء را با یک بیان ساده می توان اینگونه تعریف کرد: غشاء یک حائل نيمه تراوا می باشد که تحت یک نیروی محرک خاص به یک یا چند گونه انتخابی از مخلوط های گازی یا مایع یا یک محلول به طور ترجیحی اجازه عبور می دهد. همانطور که در شکل (۱) نشان داده شده است خوراک توسط غشاء به دو جریان یکی جریان پس ماند’ (بخشی از خوراکی که اجازه عبور از غشاء را پیدا نمی کند) و دیگری جریان عبوری (بخشی از خوراکی که از غشاء عبور می نماید. تجزیه می گردد [۲-۴].
شكل (۱) شماتیک فرآیند جداسازی غشائی [۲]
عملکرد یک غشاء با دو فاکتور اصلی تعیین می شود که عبارتند از شار عبوری از غشاء و انتخابگری یا پس دهی غشاء. شار یا شدت تراوش پذیری عبارتست از شدت جریان حجمی (مولی یا جرمی) که در واحد زمان از واحد سطح غشاء عبور می نماید. انتخابگری یا فاکتور جداسازی که در مورد مخلوطی از مایعات امتزاج پذیر یا گازها مطرح می گردد، به صورت نسبت تراوش پذیری اجزای مورد نظر تعریف می شود. به عنوان مثال در زمینه جداسازی هوا و خالص سازی اکسیژن منظور از انتخابگری N2/O2 این است که غشاء تا چه حد می تواند اکسیژن را از نیتروژن جدا کند [۳]. پس دهی نیز به صورت درصدی از جزء مورد نظر تعریف می شود که از غشاء عبور نمی کند.
غشاها را بر اساس مواد سازنده آن ها به ۴ دسته تقسیم می کنند:
- پلیمری
- سرامیکی
- فلزی
- مایع
فرایندهای غشایی را می توان براساس نیروی محرکه دسته بندی کرد. بعضی از آن ها براساس اختلاف فشار و در بعضی اختلاف غلظت موثر است. در تعدادی نیرو محرکه اختلاف پتانسیل الکتریکی است و در تعدادی دیگر اختلاف دما نیرو محرکه است.
فرآیند های غشائی که امروزه در صنایع مختلف کاربرد فراوانی دارند عبارتند از:
۱- میکروفیلتراسیون
۲- اولترافیلتراسیون
۳- اسمز معکوس
۴- الكترو دیالیز
۵- جداسازی گاز
۶- تبخير غشایی
میکروفیلتراسیون فرآیندی است که در آن با استفاده از غشاءهای متخلخل، ذرات معلق با قطرهای ۰/۱ تا ۱۰ میکرون از یک سیال جدا می شوند. بنابراین غشاءهای میکروفیلتراسیون در محدوده بین غشاءهای اولترافیلتراسیون و فیلترهای سنتی قرار می گیرند. اولین کاربرد غشاءهای میکروفیلتراسیون پرورش میکروارگانیسمها در آب آشامیدنی بوده است که در طول جنگ جهانی دوم به عنوان یک روش سریع برای تشخیص و نظارت بر آلودگی منبع آب مورد استفاده قرار گرفته است.
دو طرح اصلی در فرآیند میکروفیلتراسیون وجود دارد (مطابق با شکل ۲) که نوع قدیمی تر و متداول تر آن فیلتراسیون همراستا یا انتهای بسته می باشد (شکل ۲ الف). در این طرح کل جریان سیال به صورت عمودی، از سطح غشاء با استفاده از نیروی فشار عبور داده می شوند. همانگونه که مشخص است ذرات روی سطح یا درون غشاء جمع می شوند و به همین دلیل برای ثابت نگهداشتن فلاکس عبوری به فشار بیشتری نیاز داریم تا اینکه در نهایت به نقطه ای می رسیم که باید غشاء را عوض کنیم. از سال ۱۹۷۰ طرح دیگری ارائه شده است با نام فیلتراسیون جریان عرضی (شکل ۲ ب) که در آن محلول خوراک از روی سطح غشاء به صورت عرضی به جریان در می آید. در این طرح در جریان ایجاد می شود. جریان عبوری از غشاء که عاری از ذرات می باشد و جریان غليظ شده که حاوی ذرات می باشد. تجهیزات مورد نیاز برای فیلتراسیون جریان عرضی دارای پیچیدگی بیشتری است. اما عمر غشاءهای مورد استفاده در این طرح بیشتر از فیلتراسیون همراستاست.
شكل (۲) شماتیک فیلتراسیون همراستا(الف) فیلتراسیون جریان عرضی (ب) با غشاءهای میکروفیلتراسیون
در سالهای اخیر نوع سومی از سیستم عملیاتی میکروفیلتراسیون ابداع شده است که اصطلاحا به آن فیلتراسیون نیمه انتهای بسته می گویند. در این سیستم ابتدا فرآیند میکروفیلتراسیون تا زمانیکه فشار عملیاتی سیستم جریان خروجی قابل قبول را برای غشاء ایجاد می کند، در حالت انتهای بسته کار می کند. به محض اینکه جریان خروجی از غشاء افت پیدا می کند سیستم با حالت فیلتراسیون جریان عرضی شروع به کار می کند. در این هنگام هم شستشو با محلول خروجی از غشاء و هم شستشو با جریان هوا در جهت عکس جریان بر روی غشاء اعمال می شود. بعد از مدتی که رسوبات ته نشین شده از روی غشاء برداشته شده اند دوباره سیستم به حالت انتهای بسته کلید می خورد. این روش به ویژه برای واحدهای میکروفیلتراسیونی که برای حذف باکتری و ویروس از واحدهای آب شهری استفاده می شوند، بسیار مفید است.
دو نوع اصلی فیلتر غشایی میکروفیلتراسیون وجود دارد که در شکل (۳) نشان داده شده است. این دو نوع عبارتند از: فیلترهای عمقی و فیلترهای غربالی. فیلترهای غربالی دارای حفره های کوچکی در سطح بالایی خود هستند که ذرات با قطر بزرگتر از این حفره ها روی سطح غشاء جمع می شوند. اما فیلترهای عمقی دارای حفره های نسبتا بزرگی روی سطح بالایی خود هستند به طوریکه ذرات از سطح بالایی غشاء عبور کرده و در نهایت در ساختار درونی غشاء و یا توسط دیواره های غشاء متوقف می شوند. فیلترهای غربالی به سرعت با تجمع ذرات باقیمانده روی سطح غشاء مسدود می شود در حالیکه فیلترهای عمقی با توجه به اینکه دارای ناحیه بزرگتری برای تجمع ذرات می باشد، در مدت زمان طولانی تری دچار گرفتگی می شود. فیلتر عمقی بیشتر برای سیستم انتهای بسته و فیلتر غربالی بیشتر برای سیستم جریان عرضی استفاده می شوند.
شکل (۳) دو نوع اصلی از فیلترهای میکروفیلتراسیون و مکانیزم عملکرد آنها الف) فيلتر عمقی ب) فیلتر غربالی
فهرست
۱- مقدمه ۴
۲- تعريف غشاء ۴
۳- انواع غشاها ۶
۴- انواع فرآیندهای غشایی ۶
۴-۱- میکروفیلتراسیون ۷
۵- غشاءهای غیر پلیمری ۱۰
۵-۱- غشاءهای معدنی ۱۰
۵-۲- غشاءهای مرکب سرامیکی و زئولیتی ۱۲
۵-۳- غشاءهای کربنی ۱۲
۵-۴- غشاء های فلزی ۱۳
۵-۵- غشاهای مایع ۱۴
۶- گرفتگی غشاء ۱۵
۶-۱- پلاریزاسیون غلظتی ۱۶
۶-۱- عوامل گرفتگی ۱۷
۷- انتخاب غشاء مناسب ۱۸
۷-۱- جنس غشاء ۲۰
۷-۲- اندازه و نوع حفره های غشاء ۲۱
۷-۳- اثر ساختار غشاء ۲۲
۷-۴- ضخامت غشاء ۲۳
۷-۵- اثر بار سطحی غشاء ۲۳
۸- استفاده از غشاء های سرامیکی در تصفیه آبهای آلوده به روغن، نفت و ذرات معلق ۲۴
۹- روشهای کاهش گرفتگی ۲۵
۹-۱- روشهای شستشوی غشاء ۲۶
۹-۲- مکانیزم تمیز کردن غشاء ۲۸
۹-۳- مواد تمیز کننده شیمیایی غشاء ۳۰
۹-۳-۱- اسیدها به عنوان محلول شستشوی غشاءها ۳۳
۹-۳-۲- بازها به عنوان محلول شستشوی غشاءها ۳۴
۹-۴- پارامترهای شیمیایی و فیزیکی موثر بر روند شستشو ۳۵
۹-۴-۱- بررسی اثر غلظت ۳۵
۹-۴-۲- بررسی اثر دما بر عملکرد عامل شوینده غشاء ۳۶
۹-۴-۳- اثر سرعت جریان عرضی شستشو دهنده شیمیایی ۳۷
۹-۴-۴- اثر زمان شستشوی شیمیایی ۳۹
۱۰- کک ۳۹
۱۰-۱- کک آمورفی ۴۰
۱۰-۲- کک گرافیتی ۴۰
۱۰-۳- کک فیلامنتی ۴۱
۱۱- مکانیسم تشکیل کک در کوره های واحد الفين ۴۱
۱۱-۱- تئوری های موجود در رابطه با تشکیل کک ۴۲
۱۱-۲- مکانیسم های تشکیل کک ۴۳
۱۲- روشهای حذف کک از سیالات مایع و گازی ۴۳
۱۲-۱- تصفیه فاضلابهای کک بوسیله زیست واکنشگاههای غشائی بی هوازی – کم هوازی – هوازی (anaerobic-anoxic-oxic membrane bioreactor) ۴۴
۱۲-۲- تصفیه فاضلاب کک از طریق سیستم لجن فعال ۴۵
۱۲-۳- بازیافت کک از خاکستر معلق (fly ash) از طریق روش شناور سازی بوسیله هوا (sparged hydrocyclone flotation) 47
۱۲-۴- روشهای حذف کک از کاتالیستها ۴۷
۱۲-۴-۱- کک زدایی از کاتالیست های تبدیل هیدروژنی بیتومین (Bitumen hydroconversion catalysts) 48
۱۲-۴-۲- کک زدایی از کاتالیست غیر فعال شده با استفاده از عوامل گاززا ۴۹
۱۳- استفاده از غشاء میکروفیلتراسیون برای حذف کک ۵۰
۱۳-۱- حذف ذرات معلق توسط میکروفیلتراسیون پلیمری ۵۰
۱۳-۲- حذف ذرات معلق توسط میکروفیلتراسیون سرامیکی ۵۱
۱۴- کوالسر (Coalescer) 52
منابع ۵۶
| کک زدایی از پساب با استفاده از فرآیندهای غشایی | |
| تعداد صفحات | ۶۰ |
| نوع فایل | Word |
| حجم فایل | ۲٫۵۱ Mb |