بیا تو پروژه

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                             صفحه

چکيده

مقدمه ................................................................................................................................................................ 1

فصل اول : كليات

1-1- مقدمه.........................................................................................................................................................3

1-2- بخش های عمده ی واحد SR (Synthetic Rubber) ......................................................................... 3

1-3- شرح مختصر فرآيند واحد BDSR........................................................................................................... 3

1-3-1- بازيابي 1و3- بوتادين............................................................................................................................ 4

1-3-2- بازيابي استايرن.......................................................................................................................................5

1-4- خصوصيات استايرن................................................................................................................................... 7

1-5-تعاریف.......................................................................................................................................................8

1-5- 1-پساب...................................................................................................................................................  8

1-5-2-تصفيه ی پساب.....................................................................................................................................  9

1-5-3-تركيبات آلي فرار ...............................................................................................................................  9                   

 1-5-4- پساب و تركيبات آلي  ........................................................................................................................ 9

1-5-5- تكنولوژي‌هاي مختلف تصفيه پساب‌ها از مواد آلي فرار....................................................................... 10

1-5-5- 1-اكسيداسيون و احيا شيميايي............................................................................................................ 10

1-5-5-‌ 2-هيدروليز (hydrolysis)............................................................................................................... 10

1-5-5- 3-جذب سطحي با كربن فعال............................................................................................................. 10

1-5-5-4-فيلتراسيون........................................................................................................................................11

1-6- تكنولوژي هاي بازيافت مواد آلي فرار در سيستم‌هاي فاز مايع................................................................... 12

1-6-1- دفع كردن (striping ....................................................................................................................... 12

1-6-2- تراوش تبخيري (pervaporation).................................................................................................. 12

1-6-2-1- عبور تركيبات آلي فرار رقيق از ميان غشاهاي تراوش تبخيري.......................................................... 13

1-7-عملیات جذب سطحی...............................................................................................................................13

1-8- انواع جذب سطحي .................................................................................................................................14

1-8-1- جذب فيزيكي‌يا جذب واندروالس ..................................................................................................... 14

1-8-2- جذب شيميايي ................................................................................................................................... 15

1-9- طبيعت جاذب‌ها ..................................................................................................................................... 15

1-9-1- خاك‌هاي رس (fuller’s earths)....................................................................................................16

1-9-2- خاك‌هاي فعال شده (activated claysآ) )........................................................................................ 16

1-9-3- بوكسيت (bauxite).......................................................................................................................... 16

1-9-4- آلومين (alumina)........................................................................................................................... 16

1-9-5- ذغال استخوان (bone char)............................................................................................................ 16

1-9-6- ذغال‌هاي رنگ بر (decolorizing carbons)................................................................................ 16

1-9-7- ذغال جاذب گاز (gas adsorbent carbon)................................................................................. 17

1-9-8- ذغال فعال شده غربال مولكولي (molecular screening activated carbon )......................... 17

1-9-9- جاذب‌هاي پليمري مصنوعي (synthetic polymeric adsorbents  )......................................... 17

1-9-10- سيليكاژل (silica gel ).................................................................................................................. 17

1-9-11- غربال‌هاي مولكولي (molecular sive)........................................................................................ 18

1-10- جذب سطحي در مايعات....................................................................................................................... 18

1-10-1- جذب حل شونده از محلول رقيق  .................................................................................................... 18

1-11- تحليل فرايند جذب سطحي .................................................................................................................. 18

1-11-1- همدماي فروندليخ............................................................................................................................. 19

1-11-2- همدماي لانگموير............................................................................................................................. 19

1-12- تاريخچه استفاده از غشاء....................................................................................................................... 21

1-13- تعريف غشاء........................................................................................................................................ 21

1-14- انواع فيلترهاي غشائي و نحوه عملكرد آنها............................................................................................. 21

1-14-1- ميكرو فيلترها(MF)، اولترا فيلترها(UF)........................................................................................... 21

1-14-2- نانو فيلتر(NF) و اسمز معكوس(RO)................................................................................................22

1-14-3- غشاءهاي كاتريجی يا فيلتر فشنگي(MCF).......................................................................................23

1-14-4- دياليزو الكترو دياليز ......................................................................................................................... 23

1-15- مزايای استفاده ازغشاءها: ...................................................................................................................... 25

1-16- جنس غشاءها:....................................................................................................................................... 25

1-17- مدولهای غشائی.................................................................................................................................... 27

1-18- انواع مدول غشاءها................................................................................................................................ 27

1-19- قوانين عمومي در مورد فيلترهاي غشائي................................................................................................. 29

1-19-1- روابط مورد استفاده برای اولترا فيلتر ها و نانو فيلترها  ........................................................................ 29

1-20- احيا مجدد غشاء.....................................................................................................................................30

فصل دوم: مواد , روشها انجام پروژه و آزمایش ها

2-1- مواد مورد استفاده.....................................................................................................................................32

2-2- ابزار مورد نياز..........................................................................................................................................32

2-2- 1- ابزار نمونه برداری...............................................................................................................................32

2-2-2- ابزار آزمايشگاهی................................................................................................................................32

2-2-3- ابزار صنعتی.........................................................................................................................................33

2-2-4-  ابزار تجزيه وتحليل نتايج.....................................................................................................................33

2-3- روشهای مورد استفاده:.............................................................................................................................33

2-3-1- روش گرد آوری اطلاعات و مستندات مکتوب و علمی.......................................................................33

2-3-2- روش تعيين محدوده مطالعات:..............................................................................................................34

2-3-3 - روش نمونه برداری: ...........................................................................................................................34

2-3-4- روش آماده سازی نمونه ها و روشهای آزمايشگاهی:.............................................................................34

2-4-  انواع روش های اندازه گيري غلظت استايرن در نمونه ها..........................................................................34

2-4-1- اندازه گيری استايرن در آب به روش تيتراسيون....................................................................................34

2-4-2- اندازه گيری درصد خلوص استايرن به روش گاز کروماتوگرافی...........................................................35

2-4-2-1- تجهيزات ........................................................................................................................................35

2-4-2-3- شرح کار.........................................................................................................................................35

2-4-2-4- روش محاسبه...................................................................................................................................36

2-5-  طراحی آزمايش به روش تاگوچی با استفاده از نرم افزار Qualitek .......................................................36

2-5-1- دلايل استفاده از طراحی آزمايش.........................................................................................................36

2-5-2- طراحی آزمايش به روش تاگوچی........................................................................................................36

2-5-2-1- از مزايای اين روش..........................................................................................................................37

2-5-2-2- محدوديت.......................................................................................................................................37

2-5-2-3- نرم افزار Qualitek 4...................................................................................................................37

2-6- مقدمه آزمايش ........................................................................................................................................37

2-7- مهيّا سازي PAC.....................................................................................................................................38

2-8- محلول سازي ..........................................................................................................................................39

2-8-1-روش تهيه محلول استاندارد با غلظت 10 g l-1......................................................................................39

2-8-2-روش ساخت محلول های استاندارد ثانويه..............................................................................................40

2-9- آزمايش Batch  ....................................................................................................................................40

2-10-آزمايش های مرحله اول..........................................................................................................................41

2-11-آزمايش های مرحله دوم.........................................................................................................................45

2-12- دليل انتخاب روش تيتراسيون جهت آناليز استايرن درآب........................................................................46

2-13-آزما يش های پايانی................................................................................................................................46

2-13-1-کاهش نهايی غلظت استايرن در پساب با استفاده ازفرآيند غشائی.........................................................46

2-13-1-1-مشخصات نانو فيلتر.........................................................................................................................46

2-13-1-2-ساخت مدول..................................................................................................................................46

2-13-1-3-طراحی و ساخت پايلوت تصفيه غشائی...........................................................................................47

فصل سوم: بحث و نتايج

3-1- مقدمه......................................................................................................................................................52

3-2- بحث و نتايج............................................................................................................................................52

3-3- اثر سرعت هم زدن...................................................................................................................................52

3-4-آزمايش مرحله ی اول, بررسی اثر پارامترهای غلظت اوليه, دما, ميزان کربن فعال زمان تماس و PH...........54

3-4-1- اثر مقدار جاذب...................................................................................................................................55

3-4-2- اثر زمان تماس.....................................................................................................................................56

3-4-3- اثر غلظت اوليه.....................................................................................................................................58

3-4-4- اثر دما..................................................................................................................................................59

3-4-5- اثر PH................................................................................................................................................60

3-5- بررسی سهم پارامترها...............................................................................................................................61

3-6- آزمايش پيشنهادی نرم افزار در شرايط بهينه جهت بدست آوردن جواب بهينه............................................62

3-7- مرحله دوم آزمايش ها..............................................................................................................................63

3-7-1-ترسيم ايزوترم هاي جذب.....................................................................................................................63

3-7-2- ايزوترم Langmuir.......................................................................................................................... 63

3-7-3- ايزوترم Freundlich.........................................................................................................................64

3-7-4- ايزوترم Temkin ..............................................................................................................................65

3-7-5- ترسيم ايزوترم ها با استفاده از داده هاي آزمايش...................................................................................65

3-7-6- ثوابت ايزوترم ها..................................................................................................................................76

3-8- انتخاب مناسب ترين ايزوترم.....................................................................................................................76

3-9- تحليل ترموديناميکي فرآيند جذب و محاسبه گرماي جذب.......................................................................81

3-10- تحليل سينتيکي فرآيند جذب.................................................................................................................86

3-11- مدل هاي واکنشي- سينتيکي جذب سطحي............................................................................................86

3-11-1-  The Pseudo first order equation (Lagergren)............................................................86

3-11-2- The Pseudo second order equation ................................................................................87

3-11-3- The Elovich equation ...........................................................................................................88

3-11-4- بدست آوردن ثوابت سرعت جذب....................................................................................................88

3-12-آزمايش های مرحله سوم......................................................................................................................100

3-12-1- بررسی اثر فشار بر دبی خروجی از نانو فيلتر......................................................................................100

3-12-2-بررسی اثر فشار بر غلظت استايرن خروجی از نانو فيلتر.......................................................................102

3-12-3- بررسی اثر دما بر فلاکس خروجی از نانو فيلتر درفشار ثابت..............................................................103

3-12-4-محاسبه ی زمان کارائی غشاء............................................................................................................104

3-5-12-محاسبه ی مقاومت غشاء و لایه.........................................................................................................105

فصل چهام: نتيجه گيري و پيشنهادات

نتيجه گيري.....................................................................................................................................................107

منابع و ماخذ

فهرست منابع فارسی.........................................................................................................................................109

فهرست منابع غیر فارسی..................................................................................................................................110

چكيده:

 هدف از اين تحقيق جداسازي و حذف استايرن به روش جذب سطحی با استفاده از پودر كربن فعال و هيبريداسيون آن با نانو غشاء    مي باشد که آزمايش ها در سه مرحله انجام شد.

در مرحله ی اول با استفاده از روش طراحی آزمایش تاگوچی و نرم افزار Qualitek ميزان تاثير گذاری  پارامترهای غلظت آلاينده ، مقدار کربن فعال ، دما ، زمان تماس و PH در چهار سطح مختلف برای  جداسازي و حذف استايرن از آب مورد بررسی قرار گرفت .

در مرحله ی دوم ، آزمايش ها در چهار غلظت مختلف استايرن با دماهای متفاوت انجام شد ، اين آزمايش ها جهت بررسي رفتار جاذب و تعيين مناسب ترين الگوي جذب انجام پذيرفت. همچنين با استفاده از داده هاي بدست آمده ، ثوابت ايزوترم ها جذب محاسبه شد که اين داده ها جهت تحليل هاي ترموديناميکي ، سينتيکي استفاده گرديد.

مرحله ی سوم آزمايش ها ، جهت بررسی ميزان تاثير گذاری نانو غشاء در حذف نهائی آلاينده ی باقيمانده، حاصل از فرايند جذب سطحی صورت گرفت که به اين منظور يک Pilot طراحی و ساخته شد، سپس با استفاده از آن آزمايش ها بصورت Batch بررسی شد. نتايج نشان داد پارامترهای غلظت اوليه استايرن و ميزان کربن فعال به ترتيب تاثير گذارترين عوامل در جداسازی استايرن هستند. همچنين جذب سطحي استايرن با همبستگي بيشتري ازمدل ايزوترم لانگموير پيروي مي كند. بررسي سينيتكي جذب نشان داد ، جذب سطحی اين تركيب از معادله ی مجازي مرتبه دوم تبعيت مي نمايد. در انتهای مرحله ی دوم   آزمايش ها ، درصد حذف آلاينده (استايرن) با غلظت 300 ميلی گرم در ليتر پس از تماس موثر در فرآيند جذب سطحی به ميزان 95% گزارش گرديد. همچنين درصد حذف نهائی اين آلاينده پس از عبور از نانو فيلتر به 99.3% رسيد که نتيجه ی بسيار مطلوبی از لحاظ محيط زيست می باشد.