دانلود پایان نامه ارشد:ساخت غشا اولترا فیلتراسیون پلی اکریلونیتریل حاوی نانو ذرات TiO2 به منظور جداسازی پلی‌اکریل‌آمید کاتیونی از پساب کارخانه زغالشویی

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته شیمی

عنوان : ساخت غشا اولترا فیلتراسیون پلی اکریلونیتریل حاوی نانو ذرات  TiO2 به منظور جداسازی پلی‌اکریل‌آمید کاتیونی  از پساب کارخانه زغالشویی

دانشگاه کاشان

پژوهشکده علوم و فناوری نانو

پایان­ نامه­ ی کارشناسی ­ارشد نانو مهندسی شیمی

ساخت غشا اولترا فیلتراسیون پلی اکریلونیتریل حاوی نانو ذرات  TiO2 به منظور جداسازی پلی‌اکریل‌آمید کاتیونی  از پساب کارخانه زغالشویی

استاد راهنما:

دکتر احمد اکبری

تیر 1394

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)فهرست مطالب گفتار اول: مطالعه بر روش های جداسازی پلی‌اکریل‌آمید و آشنایی با فرآیندهای غشایی. 11-1معرفی کارخانه زغالشویی. 31-2 معرفی فرآیند انعقاد و لخته سازی. 41-3 معرفی پلی‌اکریل‌آمید. 61-4 لزوم تصفیه پساب حاوی پلی‌اکریل‌آمید. 101-5 روش های جداسازی پلی‌اکریل‌آمید. 121-6 جذب پلیمر با جاذب های سطحی. 121-7 غشا و فرآیندهای غشایی. 131-7-1 تاریخچه 131-7-2 تعریف غشا 141-7-3 مزایای استفاده از تکنولوژی غشایی. 171-7-4 انواع غشاها 171-7-4-1 تقسیم بندی بر اساس جنس غشا 181-7-4-2 تقسیم بندی بر اساس ساختار غشا 181-7-4-3 تقسیم بندی غشاها از لحاظ عملکرد 201-7-5 انواع فرآیندهای جداسازی غشایی. 211-7-6 مقایسه روش های فیلتراسیون. 241-7-7 مکانیسمهای جداسازی. 261-7-8 روشهای عملکرد فرآیندهای غشایی. 281-7-9 انسداد در غشاها 291-7-10 روش های جلوگیری و یا کمتر کردن گرفتگی غشا 331-7-10-1 انتخاب غشا مناسب.. 331-7-10-2 پیش تصفیه سیال ورودی به غشا 331-7-10-3 بهبود شرایط عملیات. 341-7-10-4 اصلاح سطح غشاهای ساخته شده 341-7-10-4-1 روش فیزیکی. 341-7-10-4-2 روش شیمیایی. 341-7-11 تهیه غشاهای اولترافیلتراسیون ترکیبی با استفاده از ذرات معدنی. 351-7-11-1 رسوب ذرات معدنی بر روی سطح غشا به صورت مستقیم. 351-7-11-2 قرار گرقتن نانوذرات در ماتریکس غشا 361-7-12 روش‌های کاهش گرفتگی. 361-7-13 تمیزسازی (کلینینگ) 371-7-13-1 تمیزسازی هیدرولیکی. 371-7-13-2 تمیزسازی مکانیکی. 381-7-13-3 تمیزسازی الکتریکی. 381-7-13-4 تمیزسازی شیمیایی. 381-8 مطالعات صورت گرفته 40گفتار دوم:تجربیات.. 462-1 تجهیزات و مواد مورد استفاده 472-2 فرآیند تهیه غشا 482-2-1 ساخت غشا پلی اکریلونیتریل به روش وارونگی فازی. 482-2-2 ساخت غشای پلی اکریلونیتریل مناسب.. 512-3 اصلاح سطح غشا با روش عملیات حرارتی و هیدرولیز 512-4 ترکیب غشا با نانو ذرات تیتانیوم دی اکسید. 522-4-1 خود آرایی نانو ذرات تیتانیوم دی اکسید بر روی سطح غشا پلی‌اکریلونیتریل. 532-4-2 مخلوط کردن نانوذرات تیتانیوم‌دی‌اکسید در محلول پلیمری. 532-5 ارزیابی عملکرد غشا 542-6 شار آب خالص.. 572-7 احتباس.. 582-8 آستانه شکست و محاسبه اندازه حفرات. 592-8-1  اندازهگیری غلظت پلیاتیلنگلایکول. 612-9  بررسی میزان گرفتگی غشا 622- 10 بررسی مورفولوژی غشا 632-10-1 بررسی مورفولوژی غشای تهیه شده با میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) 642-10-2 بررسی آبدوستی غشا با آنالیز زاویه تماس.. 652-7-3 بررسی ساختار شیمیایی غشا 662-10-4 طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس(EDX) 67گفتار سوم: بحث و نتیجه گیری. 69مقدمه 703-1 ساخت غشا پلی اکریلو نیتریل. 703-2 اصلاح شیمیایی غشا 733-3 اصلاح حرارتی غشاهای پلی اکریلو نیتریل. 763-4 بررسی عملکرد و ساختار غشا اصلاح شده حرارتی. 763-5  اصلاح غشا با استفاده از نانوذرات. 803-5-1 اثر خودآرایی نانوذرات تیتانیوم دی‌اکسید بروی سطح غشا 813-5-2 اثر مخلوط کردن نانوذرات تیتانیوم دی‌اکسید در محلول پلیمری. 833-6  مقایسه بین دو روش افزودن نانوذرات. 853-7  آنالیز میکروسکوپ الکترونی پویشی از سطح غشا 863-8 آنالیز پراش انرژی پرتو ایکس(EDX) 903-9  اندازه گیری آستانه شکست.. 933-10 بررسی آبدوستی سطح غشا 953-8 بررسی گرفتگی غشا 97گفتار چهارم: نتیجه گیری و پیشنهادات. 1014-1 نتیجه گیری. 1024- 2 پیشنهادات. 104  فهرست جدول‌ها
عنوانصفحه
جدول1-1: تفاوت در فرآیندهای فیلتراسیون27
جدول1-2: پس­زنی گونه­ها در فرآیندهای فیلتراسیون28
جدول3-1: درصدهای وزنی و اتمی عناصر در غشاهای خودآرایی و مخلوط93
جدول 3-2: زوایای محاسبه شده از تصاویر زاویه تماس98
  فهرست شکل‌ها
عنوانصفحه
شکل1-1: شماتیکی از فرآیند زغالشویی5
شکل1-2: پلی‌اکریل‌آمیدبدون بار7
شکل1-3: ساختار پلی‌اکریل‌آمید کاتیونی8
شکل1-4: طیف FT-IR ازپلی‌اکریل آمید مورد استفاده8
شکل1-5: توزیع اندازه ذرات پلی‌اکریل‌آمید در pH های مختلف10
شکل 1-6: مکانیسم فرآیند انعقاد و لخته سازی11
شکل 1-7: گرفتگی در غشاهای PSF در اثر جداسازی پلی‌اکریل‌آمید17
شکل 1-8: نمایی از فرآیند جداسازی غشایی17
شکل 1- 9: فرآیندهای تصفیه آب معمولی و میکرو فیلتراسیون18
شکل 1-10: نمایی از ساختار غشاهای سنتزی21
شکل1-11: طرحی از تقسیم بندی غشاها بر اساس ساختار22
شکل 1-12: نمایی از فرآیند اسمز­معکوس27
شکل1-13: انواع روش­های فیلتراسیون با نوع مواد عبوری از آن­ها29
شکل1-14: نمایی از مکانیسم غربال مولکولی30
شکل1-15: شماتیکی از دو فرآیند عملکرد غشایی32
شکل 1-16: نمونه­ای از یک گرفتگی غشایی بر روی غشای پلی وینیلیدن فلوراید33
شکل 1-17: شماتیکی از انواع گرفتگی در فرآیند غشایی33
شکل 1-18: شماتیکی از تمیزسازی هیدرولیکی غشاهای دارای گرفتگی41
شکل 2-1: فیلم کش مورد استفاده جهت ساخت غشا پلیمری52
شکل2-2: شماتیک فرآیند انعقاد53
شکل2-3: مراحل کامل ریخته‌گری و انعقاد غشا پلیمری53
شکل2-4: نمای شماتیک از سل با انتهای بسته و سل با جریان متقاطع58
شکل2-5: نمای شماتیک تست عملکرد غشا59
شکل2-5: نمای شماتیک تست عملکرد غشا63
شکل 2-6: اندازهگیری آستانه شکست از طریق منحنی احتباس ردیابها68
شکل 2-8: رابطه میان زاویه تماس و آبدوستی69
شکل 2-9: نمونه ای از آنالیز EDX71
شکل 3-1: وجود بزرگحفرهها در غشا تهیه شده با پلیمر پلیاکریلونیتریل و حلال74
شکل 3-2: اثر غلظت پلی­اکریلو نیتریل بروی شار و احتباس پلی­اکریل آمید75
شکل3-3: مکانیسم هیدرولیز پلی­اکریلو نیتریل در محیط اسیدی و بازی76
شکل3-4: آنالیز طیف سنج ماون قرمز برای غشا قبل از هیدرولیز78
شکل3-5: آنالیز طیف سنج ماون قرمز برای غشا بعد از هیدرولیز79
شکل 3-6: شکل گیری حفرات غشا در پی عملیات حرارتی81
شکل3-7: اثر دمای اصلاح غشا پلی اکریلونیتریل بروی شار و احتباس پلیمر81
شکل3-8: تغییرات شار و احتباس پلیمردر پی تغییرات زمان اصلاح حرارتی83
شکل3-9: خودآرایی نانوذرات تیتانیوم دی­اکسید بروی سطح غشا85
شکل3-10: اثر زمان غوطه­وری غشا در محلول نانوذرات  TiO2بر میزان احتباس و شار پلیمر86
شکل3-11: اثر نانو ذرات بروی احتباس و شار عبوری پلی­اکریل آمید در روش مخلوط کردن88
شکل3-12: مقایسه درصد افزایش شار در دو روش خودآرایی و مخلوط کردن89
شکل 3-13: تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی91
شکل3-14: پراش الکترونی پرتو ایکس غشا خودآرایی شده با نانوذرات TiO292
شکل3-15: پراش الکترونی پرتو ایکس غشا مخلوط شده با نانوذرات TiO293
شکل 3-16: آستانه شکست غشا در عدم حضور نانوذرات TiO2                                             95
شکل 3-17: آستانه شکست غشا در حضور نانوذرات  TiO2با روش خودآرایی95
شکل 3-18: آستانه شکست غشا در حضور نانوذرات TiO2 با روش مخلوط کردن96
شکل 3-19: تصاویر آنالیز زاویه تماس97
شکل 3-20: تغییرات نسبت بازیابی شار در پی افزودن نانوذراتTiO299
شکل 3-21: تغییرات میزان گرفتگی در پی افزودن نانوذرات TiO299
شکل 3-22: بررسی تغییرات شار پلی اکریل آمید با گذشت زمان فیلتراسیون100

گفتار اول

مطالعه بر روش های جداسازی پلی‌اکریل‌آمید و آشنایی با فرآیندهای غشایی

مقدمه با توجه به گسترش روزافزون بحران کمبود آب مورد نیاز نه فقط برای مصارف خانگی و کشاورزی که در بخش صنعت، تلاش‌ها برای تصفیه و بازگرداندن بخش قابل توجهی از آب مصرفی به چرخه مصرف در حال افزایش است. میزان مصرف آب در بخش صنعت با توجه به گزارش وزارت نیروی جمهوری اسلامی ایران، در حدود 5/1 درصد کل آب مصرفی کشور معادل 5/1 ملیارد متر مکعب را به خود اختصاص داده است. لذا با توسعه علم و فناوری نظیر فرایندهای غشایی میتوان بخش عظیمی از این آب را به چرخه صنعت بازگرداند. فرآیندهای غشایی مانند نانوفیلتراسیون [1] (NF) ، اولترافیلتراسیون[2] (UF) و اسمز معکوس[3] (RO) به طور فزاینده‌ایی در احیا و استفاده مجدد از پساب و تصفیه آب آشامیدنی استفاده می‌شوند]1.[ 

1-1  معرفی کارخانه زغالشویی

 این کارخانه در فاز اول به منظور تامین کک مورد نیاز برای کارخانه ذوب آهن اصفهان طراحی و اجرا گردیده‌است. ظرفیت اسمی این کارخانه که بزرگترین کارخانه‌ی زغالشویی کشور می‌باشد 300 تن در ساعت است. زغال سنگ پس از استخراج از معادن پروده که حدوداً شامل 50 درصد باطله است جهت خالص سازی و جداسازی از باطله به کارخانه زغالشویی منتقل می‌شود. سپس زغال سنگ وارد روتاری بریکر شده تا عمل دانه‌بندی و ریزکردن ابعاد زغال سنگ انجام شود. پس ازعملیات مختلفی که بر روی زغال به منظور دانه‌بندی و خاکستر کردن آن انجام می‌شود، مهم ترین قسمت کارخانه زغالشویی یعنی بخش فلوتاسیون مورد استفاده قرار می‌گیرد.هدف از بخش فلوتاسیون تولید زغال کنسانتره در ابعاد بسیار ریز (خاکستر) می‌باشد. در این بخش زغال دانه‌بندی شده و ریز با آب مخلوط می‌شود. فرایند فلوتاسیون در واقع جداسازی جامد از جامد ( جداکردن  زغال کک شو از باطله) در اثر اختلاف در دانسیته ذرات است]2.[شش سلول در قسمت فلوتاسیون فعال است که این سلول‌ها دارای قطر4 متر و ارتفاع 8 متر هستند و ظرفیت آن‌ها 300 تن در ساعت است. جریان خوراک اولیه (مخلوط آب و زغال) از ارتفاع 2 متری بالای سلول وارد آن شده، سپس  فروتر یا همان کف ساز از ارتفاع 5/1 متری کف سلول وارد می‌شود. علت افزودن کف ساز در واقع ایجاد حباب است، که باعث می‌شود که ذرات با دانسیته کمتر که همان زغال مرغوب است، روی سطح حباب‌ها قرار گیرند و از بالای سلول  به صورت سر ریز خارج شوند و باطله نیز به علت دانسیته بیشتر در کف سلول باقیمانده، و خارج می‌شود.زغال فرآوری شده به سمت فیلتر پرسی هدایت شده و آبگیری می‌شود و پساپ تولیدی راهی تیکنر می‌شود. همچنین باطله خروجی از فلوتاسیون به همراه پساب نیز وارد تیکنر می‌شود. تیکنر قسمتی از کارخانه جهت بازیابی آب است که استخری به حجم3 m5400 را شامل می‌شود. در مرحله آخر به دلیل وجود ذرات معلق در پساب، از منعقد کننده‌ها به منظور ته نشینی -تحت عنوان فرآیند انعقاد ولخته سازی- و استفاده مجدد از آب استفاده می‌شود.شکل1-1: شماتیکی از فرآیند زغالشویی 1 Nanofiltraton2 Ultrafiltration3 Reverse osmosisتعداد صفحه :122قیمت : 14000تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09309714541 (فقط پیامک)        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

--  -- --

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید