تحقیق حذف فلزات سنگین توسط غشا نانوفیلتراسیون (NF)

توضیحات

 عنوان فارسی: حذف فلزات سنگین توسط  غشا نانوفیلتراسیون (NF)

• مقدمه
• تاریخچه
• بیان مسئله
• نتایج و پیشنهادات
• منابع

 

با پیشرفت تکنولوژی و تعدد صنایع مختلف، پساب حاصل از فرایندهای صنعتی تهدیدی جدی برای محیط زیست به شمار می رود. پسابها نمکهای فلزات سنگین را که حاصل فرایندهای صنعتی گوناگون می باشند، حمل می کنند،که با ورود به محیط زیست اثرات نامطلوبی برارگانیسم های زنجیره غذایی و انسان می گذارند.

در زمینه حذف فلزات سنگین از فاضلابهای صنعتی به روش ترسیب شیمیایی، تبادل یونی و روشهای بیولوژیکی تحقیقات زیادی صورت گرفته است ولی کاربرد سیستم های غشایی نظیرنانوفیلتراسیون امروزه به عنوان یک روش مناسب و کارآمد مطرح بوده و تحقیقات بسیاری در این زمینه در حال انجام می باشد.

هدف اصلی این پژوهش ارزیابی کارایی سیستم نانوفیلتراسیون در حذف فلزات سنگین مانند نیکل، کروم و کادمیوم از پسابهای صنعتی  می باشد.

مقدمه:

نیاز به بازیافت یون های فلزی از فاضلاب های صنعتی در سال های اخیر هم از نظر اقتصادی به واسطه ذخیره هزینه از طریق فروش یا بازیافت فلزات و هم از نظر زیست محیطی به واسطه جلوگیری از تأثیر فلزات سنگین سمی بر رشد ریز موجودات و تغییر در زنجیره غذایی كه شامل انسان ها هم می شود مورد توجه قرار گرفته است. روش های رایج در حذف فلزات سنگین بیشتر براساس تكنیك های فیزیكی و شیمیایی استوار است كه شامل فیلتراسیون، ترسیب شیمیایی و تبادل یونی می باشد.  همة این روش های متعارف زمانی مطرح می شوند كه با غلظت های كم فلزات سنگین در فاضلاب و هزینه های عملیاتی و راه اندازی بالا و انتخاب پذیری پایین فلزات مواجه هستیم. در مقابل، برای حذف فلزات سنگین از فرآیندهای غشایی می توان استفاده نمود كه به واسطه هزینه كم­تر و عملیات آسان­تر و انتخاب پذیری و بازده بالاتر به صورت قابل توجهی مورد توجه قرار گرفته است. لذا به دلیل غلظت كم و حجم زیاد فاضلاب، روش های متعارف در حذف و بازیافت فلزات سنگین كاربرد زیادی پیدا نكرده است. اگرچه گرایش های جهانی به سمت وضع قوانین و استانداردهای محیط زیستی سخت تری در حال حركت است، اما جریان های اقتصادی، سیستم های تصفیه با هزینه كم را تقویت می نماید [1].

تاریخچه:

در سال 1997 Cassano et al., ،  از فرایندهای غشایی به منظور بهبود كیفیت كروم بازیابی شده در عملیات دباغی استفاده نمودند و دریافتند استفاده مجدد از كروم بازیابی شده و جریان فیلتر شده خروجی از غشا ی نانو میسر می باشد [2].

در سال1997 Cassano et al., ، در زمینه بازیابی و استفاده مجدد مواد شیمیایی در فرایندهای موبری، چربی گیری و دباغی كروم به وسیله غشاها پژوهشی انجام دادند و از نتایج به دست آمده كاهش تأثیر محیط، ساده سازی فرایندهای خالص سازی فاضلاب، استفاده مجدد و آسان از لجن، كاهش هزینه های دفع، صرفه جویی در مصرف مواد شیمیایی و آب حاصل شد [3].

در سال Oh et al., 2000 در مطالعه ای نانوفیلتراسیون فشار ضعیف به همراه یك پمپ دوچرخه ای به منظور تصفیه آب زیرزمینی آلوده به آرسنیك استفاده كردند و فشار ضعیف با پیش اكسایش آرسنیت NF دریافتند یك فرایند همراه با یك سیستم پمپاژ دوچرخه RO به آرسنات یا فرایند ای را می توان برای تصفیه آب زیرزمینی آلوده به آرسنیك در   مناطقی كه تأمین الكتریسیته عملی نیست به كار برد  [4].

در سال 2001 Chihani et al. عملكرد مس و  نقره را در كمپلكس واسط بطریق نانوفیلتراسیون روی غشای معدنی و آلی مورد مطالعه قرار دادند . نتایج بیانگر این مطلب بودند كه در تصفیه روی غشا ی آلی فقط وزن مولكولی را می توان به عنوان یك پارامتر غالب در ارتباط با بازده حذف مدنظر قرار داد. از سوی دیگر براساس هر دو مورد واكنش الكتریكی و اندازه مولكولی، غشای دوخصلتی (آمفوتری) معدنی امكانات مختلف جداسازی میان 2 فلز را بر طبق میزان   pH میسر ساخت  [5].

در سال 2002 Wong et al.,، یك مطالعه مقدماتی در زمینه به كارگیری فرایندهای غشایی در تصفیه و استفاده مجدد از آب شستشوی حاصل از فرایند آب كاری انجام  دادند. نتایج حاصل نشان داد كه جریان فیلتر شده با كیفیت بالا به طور پیوسته به وسیله سیستم غشایی نانوفیلتراسیون با درصد بازیابی 90 %  تولید می شود و فرایند مذكور بیشتر برای تصفیه فاضلاب حاوی فلزات سنگین مهم اما با یون های تك ظرفیتی كم كاربردی می باشد [6].

 در سال 2004 ، ابوقدیس و موسی یك مطالعه مقایسه ای در زمینه حذف فلزات سنگین به وسیله فرایندهای غشایی انجام دادند. نتایج حاكی از بازده بالای حذف فلزات سنگین توسط  فرایند %98) RO و 99 % به ترتیب  برای مس و كادمیوم(  و NF (90 %  حذف یون های مس موجود در آب ورودی بود. همچنین تأثیرگذاری غشاهای NF و  RO در تصفیه فاضلاب حاوی بیش از یك فلز سنگین بازده  حذف % 99 و 97 % را نشان داد و با توجه به كیفیت خوب آّب فیلتر شده می توان آن را برای. مصارف بعدی بازیابی نمود [7].

در سال 2004   Ballet et al.,، ضرایب انتقال و دفع نمك كادمیوم را توسط غشای نانوفیلتر مورد مطالعه قرار دادند و باقی مانده كادمیوم به عنوان تابع یون های مخالف، نیروی یونی و pH مورد مطالعه قرار گرفت و در نهایت انتقال از میان غشای TFCS توسط ترمودینامیك برگشت ناپذیر توضیح  داده شد  [8].

در سال Wahab Mohammad et al  2004 تحقیقی در زمینه استفاده بالقوه از غشاهای نانوفیلتراسیون در تصفیه فاضلاب صنعتی حاصل از آب كاری نیكل را به صورت صرف Ni غیرانتخابی انجام دادند و دریافتند به طور كلی دفع Ni  صرف نظر از وجود یون های دیگر زیاد می باشد  [9].

در سال 2005   Ortega et al., از نانوفیلتراسیون در بازیابی کروم (III) از فاضلاب های دباغی استفاده نمودند و  عملكرد چهار غشای نانوفیلتراسیون مختلف در مقیاس آزمایشگاهی و بازده آن ها برای حذف كروم (III) بود  بررسی قرار دادند.  نتایج نشانگر حفظ قابل قبول كروم كه به نوع غشا، غلظت­های به كار رفته و شرایط عملیاتی وابسته می باشد و چهار غشای مزبور به سبب بارشان عملكردهای مختلف در طی نفوذ نشان دادند [10].

 در سال Ku et al., 2005  تأثیر تركیب محلول، روی حذف یون های مس را توسط سیستم نانوفیلتراسیون مورد بررسی قرار دادند. نتایج آزمایشگاهی نشان داد كه حذف یون های مس با افزایش یافتن ظرفیت بار آنیون همراه (كوآنیون ها) موجود در محلول آبی افزایش می یابد. همچنین مقادیر حذف مس در محلول های اسیدی بیشتر از محلول های قلیایی حاصل شد و استفاده از فشار بیشتر، حذف مس را افزایش نداد [11].

در سال 2005 Kosutic et al.,، از غشاهای  نانوفیلتراسیون به منظور حذف آرسنیك و آفت كش ها از آب آشامیدنی استفاده نمودند و دریافتند دفع آرسنات 2 بازی سدیم و نیز آنیون آرسنات از آّب زیرزمینی طبیعی به وسیله غشاهای نانوفیلتراسیون به طور رضایت بخشی زیاد می باشد و یكی از غشاهای نانوفیلتراسیون نشانگر مقادیر سرعت نفوذ عالی  می باشد  [12].

در سال 2006 Frenzel et al., ، از فن آوری غشایی به همراه فرایند تبخیر به منظور بازیابی آب حاصل از مخلوط پساب های زاید اسیدكرومیك استفاده نمودند و دریافتند كه تركیب غشاها و تبخیر می تواند یك شیوه مؤثر برای كاهش هزینه و كاهش لوازم و تجهیزات تبخیر مصرف  كننده انرژی زیاد باشد  [13].

در سال  2006  از نانوفیلتراسیون  (PBI)  پلی بنزیمیدازول هالوفیبر به منظور حذف كروم از  فاضلاب استفاده نمودند و دریافتند كه كروم ها می توانند به طور مؤثری از محلول قلیایی به وسیله PBI  با حفظ پایداری مكانیكی و شیمیایی آن ها تحت فشار و قلیائیت بالا حذف شوند [14].

در سال 2008  Gamal Khedr  سیستم های  غشایی NF  و RO را درمقایسه با روش های كلاسیك یا در تركیب با آن ها به منظور تعیین بازده بهینه فرایند و هزینه به كار برد و دریافت NF دارای بازده مشابه در حذف سختی همانند سختی گیری با آهك می باشد و عبور جریان فیلتر شده RO از NF با صرف یك هزینه اضافی كم سبب افزایش بازیابی آب تا 95 % گشت. از طرف دیگر جداسازی كاتیون های فلزات ²⁺  Cd سنگین،  Ag⁺، Hg²⁺ از مخلوط محلول­های  نمكی به وسیله نانوفیلتراسیون در مقایسه با حذف متعارف به وسیله ته نشینی هیدروكسیدها و سولفیدها یا به وسیله رزین­های تعویض یونی تحت شرایط مشابه انجام شد.  ارزیابی مقایسه نتایج نشانگر بازده بالای NF (%98 جداسازی با بیش از %90 بازیابی بود) [15].

توجه:

• برای دانلود فایل word کامل ترجمه از گزینه افزودن به سبد خرید بالا استفاده فرمایید.
• لینک دانلود فایل بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.

سفارش تحقیق

به منظور سفارش تحقیق مرتبط با رشته تخصصی خود بر روی کلید زیر کلیک نمایید.

سفارش تحقیق