Skip to main content
SUPERVISOR
Alireza Alafchian,Seyed-Abdolkarim Hoseini
علیرضا علافچیان (استاد مشاور) سیدعبدالکریم حسینی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Fatemeh Shahram forooz
فاطمه شهرام فروز

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی نساجی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391
One of the important and hazardous contaminant that present in water resources is heavy metal that nowadays their concentration in wastewater increased by cities deployment and industries development and cause generate highly serious anxiety because of their carcinogen, Irresolvable, very toxicity and biological aggregation properties. Therefore, the removal of heavy metals from industrial wastewater is an important environmental issue that today has been much attention. Yet many methods have been developed and applied to remove heavy metal from wastewaters. Among the methods of wastewater treatment using membrane filtration technologies with different types of membranes show great promise for heavy metal removal for their high ef?ciency, easy operation and space saving are very porous and the pores are interconnected through or they can be they can be easily functionalized. For this work at first Nanofiber membranes prepared with different conditions and then simulated wastewater containing metal ion as an aqueous solution, an experimental design based on an orthogonal array (OA) L9 (3 4 ) proposed by Taguchi was used and in any case the efficiency of the filtering process measured and compared. In this study, Firstly nylon 66 nanofibers membrane with a thickness of 100 micrometers and the average diameter of the nanofibers was in the range of 146.68-760.83 nm were made. Then the membrane surface were functionalized with Aminopropyltriethoxysilane(APTES) that is an aminosilane. Two metal, silver and chrome, which are harmful heavy metals are chosen. The effect of electrospinning process parameters such as concentration of polymer solution and take up velocity and filtration process parameters such as initial concentration of metal solution and pH of solution on the adsorption was studied. In investigation of electrospinning process parameters, the results showed that with increasing adsorbent concentration the metal ion rejection initially increased and then decreased, and metal ion rejection decreased with increasing take up velocity. In investigation of filtration process parameters, the results showed that metal ion rejection increased by increasing the pH of solution and decreased by increasing initial concentration of effluent. Maximum efficiency of absorption of silver and chrome, respectively, 99.97% and 93.06% of the polymer solution of 20% (w/w) of nylon 66 was prepared in formic acid / chloroform mixture (75:25 v/v) on carbon foam for 18 hours, applied voltage of 12.3 kV and feed rate 0.31 ml/h, take up velocity 106 rpm, in the cross-flow filtration system for initial concentration 50 ppm for an hour at a pressure level of 1.4 bar and at pH 7 for silver and 8 for Chrome obtained. Filtering mechanism of the membrane is block the pores type and metal ion adsorption isotherm for membrane made ??of nylon 66 nanofiber was Freundlich. The maximum adsorption capacity of Ag and Cr by Freundlich model, respectively, 1946.91and 650.41 mg/g was shown to have a high capacity to work. Keywords: heavy metals, wastewater, nanofiber membrane, aminopropyltriethoxysilane, filtration, cross-flow
یکی از آلاینده های مهم و خطرناک که در منابع آبی حضور دارند فلزات سنگین هستند که امروزه غلظت آن ها در پساب ها با گسترش شهرها و توسعه صنایع افزایش یافته و سبب نگرانی های بسیار جدی به دلیل خصوصیات سرطان زایی، تجزیه ناپذیری، سمیّت زیاد و تجمع بیولوژیکی آن ها شده است. بنابراین، حذف فلزات سنگین از پساب های صنعتی یکی از مباحث مهم زیست محیطی محسوب می شود که hyhyhyhyhyhyhyhyhyhyhy;امروزه بسیار مورد توجه قرار گرفته است. تاکنون روش های بسیاری برای انجام عمل تصفیه این پساب ها ابداع و مورد استفاده واقع hy; شده hyhy; hy;اند. در میان روش های تصفیه پساب، استفاده از فیلتراسیون غشایی توسط غشاهای ساخته شده از نانوالیاف، می تواند بهتر از بقیه روش ها باشد، چون این غشاها بسیار متخلخل بوده و منافذ آن ها از درون به هم پیوسته می باشند و هم چنین می توان به راحتی آن ها را عامل دار نمود. به منظور این کار در مرحله نخست غشاهای نانولیفی با شرایط مختلف تهیه و سپس پساب حاوی یون های فلزی به عنوان محلول آبی شبیه سازی شد و به کمک طراحی آزمایش به روش الگوریتم تاگوچی آزمون های مختلف انجام شد و در هر حالت راندمان فیلتراسیون مقایسه و بررسی شد. در این تحقیق ابتدا غشاهای نانولیفی نایلون 66 با ضخامت 100 میکرومتر و محدوده قطر 83/760-68/146 نانومتر تولید شد. سپس ماده آمینوپروپیل تری اتوکسی سیلان (APTES) که یک آمینوسیلان است بر روی غشاها قرار گرفت و سطح نانولیف عامل دار گردید. در این تحقیق دو فلز نقره و کروم که از عناصر سنگین بسیار خطرناک هستند انتخاب شدند. تأثیر پارامترهای فرآیند الکتروریسی مثل غلظت محلول پلیمری و سرعت برداشت نانوالیاف و پارامترهای فرآیند فیلتراسیون مثل غلظت اولیه محلول فلزی و pH محلول بر میزان جذب مورد بررسی قرار گرفت. در بررسی پارامترهای فرآیند الکتروریسی مشاهده شد که با افزایش غلظت محلول الکتروریسی راندمان ابتدا افزایش و سپس کاهش و با افزایش سرعت برداشت راندمان کاهش می یابد. در بررسی پارامترهای فرآیند فیلتراسیون، با افزایش غلظت اولیه محلول فلزی راندمان کاهش و با افزایش pH محلول راندمان افزایش می یابد. بیشترین راندمان جذب نقره و کروم به ترتیب 97/99 % و 06/93 % از الکتروریسی محلول 20% وزنی-وزنی پلیمر نایلون 66 در مخلوط اسید فرمیک/کلروفرم با نسبت 25:75 بر روی فوم کربنی و به مدت 18 ساعت، ولتاژ kV 3/12 و نرخ تغذیه ml/h 31/0، سرعت برداشت rpm 106، در سیستم فیلتراسیون جریان عرضی برای غلظت ppm 50 به مدت زمان یک ساعت در فشار 4/1 بار و در pH برابر 7 برای نقره و 8 برای کروم به دست آمد. مکانیسم فیلتر شدن غشاء ساخته شده از نوع انسداد داخلی منافذ و ایزوترم جذب یون های فلزی برای غشاء ساخته شده از نانوالیاف نایلون 66 از نوع فرندلیش تعیین شد. ماکزیمم ظرفیت جذب نقره و کروم توسط مدل فرندلیچ به ترتیب 91/1946و mg/g 41/650 نشان داده شد که نسبت به کارهای انجام شده ظرفیت بالایی است. کلمات کلیدی: فلز سنگین، پساب، غشاء نانولیفی، آمینوپروپیل تری اتوکسی سیلان، فیلتراسیون، جریان عرضی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی