فرهاد حیدری

هدف اصلی این تحقیق بررسی گرفتگی غشاهای اولترافیلتراسیون مورد استفاده در صنایع شیر و روش های کاهش آن میباشد. به همین جهت برای کاهش این پدیده و اصلاح سطح غشا از نانو ذرات FeOOH استفاده گردید که این نانو ذرات به دو روش همرسوبی و روش درجا ) In-situ ( سنتز شدند. برای مطالعه اثر این نانو ذرات در کاهش گرفتگی غشاها درصدهای مختلفی از نانوذرات FeOOH در ساختار غشاها بررسی شدند. برای هر کدام از غشاها، تست عبوردهی آب مقطر، عبور شیر و مجددا عبوردهی آب مقطر در سل فیلتراسیون انجام گردید. جهت بررسی ویژگیهای غشاهای نانوکامپوزیتی، آنالیز زاویه تماس آب، طیف سنجی FTIR و تصاویر SEM صورت گرفت. همچنین جهت بررسی نانو ذرات اکسید هیدروکسید آهن از آنالیز FTIR و الگوی پراش اشعه ایکس ) XRD ( استفاده شد. به منظور مطالعه گرفتگی و عملکرد غشا میزان حجم و شار آب عبوری قبل و بعد از گرفتگی توسط شیر و درصد کاهش شار محاسبه شد. همچنین میزان درصد بازیابی شار بعد از شستشو با مواد شیمیایی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از دادههای آزمایشگاهی، عملکرد بهتر غشای حاوی 4 درصد نانوذره نسبت به دیگر غشاها را نشان داد. در اثر افزودن نانو ذرات FeOOH بصورت درجا به غشا، علاوه بر اینکه آبدوستی مناسبی با زاویه تماس 22 / 48 درجه حاصل شد، میزان شار آب مقطر بعد از گرفتگی توسط شیر در فشار عملیاتی bar 3 ، فقط به میزان 7 % کاهش یافت. در ادامه، با سنتز نانو ذرات FeOOH به صورت درجا در ساختار غشا، میزان آب دوستی بیشتر، زاویه تماس کمتر و برابر 67 / 40 و گرفتگی کمتری ایجاد شد، به طوری که میزان شار آب خالص پس از گرفتگی در فشار عملیاتی ثابت bar 3 و دمای محیط فقط 6 درصد کاهش یافت. در این تحقیق استفاده از باز اولتراآلکان 46 در شستشوی غشا با 4 % نانو ذره FeOOH به روش درجا بهترین بازدهی را داراست، چرا که درصد بازیابی شار آب خالص ) FR ) در مورد آن حدود 100 % میباشد و گرفتگی این غشا پس از شستشو تقریبا به طور کامل رفع شده است.