Nghiên cứu thực nghiệm và mô hình hóa việc xử lý nước thải dầu công nghiệp bằng màng sợi rỗng polyethersulfone biến đổi

Korean Journal of Chemical Engineering - Tập 32 - Trang 1101-1118 - 2015
Abdolhamid Salahi1, Toraj Mohammadi1, Reza Mosayebi Behbahani2, Mahmood Hemmati3
1Research Centre for Membrane Separation Processes (RCMSP), Faculty of Chemical Engineering, Iran University of Science and Technology (IUST), Narmak, Tehran, Iran
2Department of Gas & Chemical Engineering, Petroleum University of Technology (PUT), Ahwaz, Iran
3Polymer Science and Technology Division, Research Institute of Petroleum Industry, Tehran, Iran

Tóm tắt

Màng sợi rỗng đã được chuẩn bị từ hệ polyethersulfone/thành phần phụ/NMP&DMSO thông qua quá trình đảo ngược pha do lắng đọng trong bể đồng kết không hòa tan. Các hiệu ứng tương tác của polyethylene-glycol (PEG), axit propionic (PA), Tween-20, trọng lượng phân tử PEG và polyvinyl-pyrrolidone (PVP) về hình dáng và hiệu suất của các màng tổng hợp đã được nghiên cứu. Phương pháp Taguchi (hệ số trực giao L16) đã được sử dụng ban đầu để lập kế hoạch cho số lượng thí nghiệm tối thiểu. 32 màng đã được tổng hợp (với hai lần lặp lại) và nghiên cứu khả năng thẩm thấu và tính chất loại bỏ TOC đối với việc xử lý nước thải dầu. Kết quả thu được cho thấy rằng việc thêm PA vào dung dịch quay sợi làm giảm lưu lượng trong khi tăng cường khả năng loại bỏ TOC của các màng đã chuẩn bị. Hơn nữa, kết quả cho thấy việc thêm PVP, Tween-20 và hàm lượng PEG trong dung dịch quay sợi làm tăng lưu lượng thẩm thấu trong khi giảm khả năng loại bỏ TOC. Các kết quả thu được xác nhận rằng các màng tổng hợp có hiệu quả và phù hợp để xử lý nước thải dầu nhằm đạt tới 92.6%, 98.2% và 98.5% loại bỏ TOC, TSS và OGC, tương ứng, với lưu lượng 247.19 L/(m2h). Hơn nữa, các mô hình của Hermia đã được sử dụng để dự đoán sự suy giảm lưu lượng thẩm thấu. Dữ liệu thực nghiệm và dự đoán từ các mô hình đã được so sánh. Kết quả cho thấy có sự đồng thuận hợp lý giữa dữ liệu thực nghiệm và mô hình lớp bánh sau đó là mô hình chặn trung gian.

Từ khóa

#màng sợi rỗng #polyethersulfone #nước thải dầu #xử lý nước thải #loại bỏ TOC #phương pháp Taguchi

Tài liệu tham khảo

P. Canizares, F. Martinez, C. Jimenez, C. Saez and M.A. Rodrigo, J. Hazard. Mater., 151, 44 (2008). K. H. Song and K.R. Lee, Korean J. Chem. Eng., 24, 116 (2007). A. Salahi and T. Mohammadi, Water Sci. Technol., 63, 1476 (2011). Q. Li, V. L. Snoeyink, B. J. Mariñas and C. Campos, Water Res., 37, 4863 (2003). J. Kim, Z. Cai and M.M. Benjamin, J. Membr. Sci., 310, 356 (2008). S. S. Madaeni, M. Rahimi and M. Abolhasani, Korean J. Chem. Eng., 27, 206 (2010). M. Tomaszewska and S. Mozia, Water Res., 36, 4137 (2002). H. Oh, M. Yu, S. Takizawa and S. Ohgaki, Desalination, 192, 54 (2006). J. H. Kweon, H.W. Hur, G.T. Seo, T.R. Jang, J. H. Park, K.Y. Choi and H. S. Kim, Desalination, 249, 212 (2009). Z. Ying and G. Ping, Sep. Purif. Technol., 52, 154 (2006). Y. Matsuim, A. Yuasam and K. Ariga, Water Res., 35, 455 (2001). F. Harrelkas, A. Azizi, A. Yaacoubi, A. Benhammou and M.N. Pons, Desalination, 235, 330 (2009). T. Suzuki, Y. Watanabe, G. Ozawa and S. Ikeda, Desalination, 117, 119 (1998). Q. Shi, Y. Su, S. Zhu, C. Li, Y. Zhao and Z. Jiang, J. Membr. Sci., 303, 204 (2007). Z.M. Liu, Z.K. Xu, L.S. Wan and J. Wu, J. Membr. Sci., 249, 21 (2005). V. Ghaffarian, S.M. Mousavi, M. Bahreini and H. Jalaei, J. Ind. Eng. Chem., 20, 1359 (2014). M. A. Frommer and R. M. Messalem, Ind. Eng. Chem. Prod. Res. Dev., 12, 328 (1973). N. Peng, N. Widjojo, P. Sukitpaneenit, M.M. Teoh, G.G. Lipscomb, T. S. Chung and J. Y. Lai, Prog. Polym. Sci., 37, 1401 (2012). N. Vogrin, C. Stropnik, V. Musil and M. Brumen, J. Membr. Sci., 207, 139 (2002). H. Strathmann and K. Kock, Desalination, 21, 241 (1977). K. In-Chul and L. Kew-Ho, J. Appl. Polym. Sci., 89, 2562 (2003). Q. Z. Zheng, P. Wang and Y. N. Yang, J. Membr. Sci., 279, 230 (2006). T. Hui-An, R. Ruoh-Chyu, W.D. Ming and L. Juin-Yih, J. Appl. Polym. Sci., 86, 166 (2002). J.Y. Lai, F.C. Lin, C.Ch. Wang and D.M. Wang, J. Membr. Sci., 118, 49 (1996). H. J. Kim, R.K. Tyagi, A.E. Fouda and K. Ionasson, J. Appl. Polym. Sci., 62, 621(1996). H.Y. Niu, W.Z. Lang, Y.X. Liu and Y. J. Guo, Fiber Polym., 14, 1587 (2013). B. Chakrabarty, A.K. Ghoshal and M.K. Purkait, J. Membr. Sci., 315, 36 (2008). L.P. Zhu, L. Xu, B.K. Zhu, Y.X. Feng and Y.Y. Xu, J. Membr. Sci., 294, 196 (2007). M. Amirilargani and T. Mohammadi, Polym. Adv. Technol., 20, 993 (2009). I.M. Wienk, R. M. Boom, M.A. M. Beerlage, A.M.W. Bulte, C. A. Smolders and H. Strathmann, J. Membr. Sci., 113, 361 (1996). A. Idris, A. F. Ismail, M.Y. Noordin and S. J. Shilton, J. Membr. Sci., 205, 223 (2002). D.B. Jimenez, R.M. Narbaitz, T. Matsuura, G. Chowdhury, G. Pleizier and J. P. Santerre, J. Membr. Sci., 231, 209 (2004). I. C. Kim and K. H. Lee, J. Membr. Sci., 230, 183 (2004). E. Saljoughi, M. Sadrzadeh and T. Mohammadi, J. Membr. Sci., 326, 627 (2009). M. Amirilargani, M. Sadrzadeh and T. Mohammadi, J. Polym. Res., 17, 363 (2010). A. Salahi, T. Mohammadi, M. Nikbakht, M. Golshenasa and I. Noshadi, Desal. Wat. Treat., 48, 27 (2012). T. Mohammadi, A. Salahi and M. Abbasi, Desalination, 251, 153 (2010). S.R.H. Abadi, M.R. Sebzari, M. Hemati, F. Rekabdar and T. Mohammadi, Desalination, 265, 222 (2011). APHA—American Public Health Association/American Water Works Association/Water Environment Federation, Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 2001, 20th Ed., Washington, DC, USA (2001). V. Laninovic, Desalination, 186, 39 (2005). J. F. Li, Z. L. Xu, H. Yang, C. P. Feng, J. H. Shi and J.-F. Li, J. Appl. Polym. Sci., 107, 4100 (2008). M. Amirilargani, E. Saljoughi, T. Mohammadi and M.R. Moghbeli, Polym. Eng. Sci., 50, 885 (2010). A. Rahimpour, S. S. Madaeni and Y. Mansourpanah, J. Membr. Sci., 296, 110 (2007). S. S. Madaeni and S. Hoseini, J. Polym. Res., 16, 591 (2009). D.M. Wang, F.C. Lin, T.T. Wu and J.Y. Lai, J. Membr. Sci., 142, 191 (1998). H. Strathmann, K. Kock, P. Amar and R.W. Baker, Desalination, 16, 179 (1975). M. Amirilargani, E. Saljoughi and T. Mohammadi, J. Appl. Polym. Sci., 115, 504 (2010). C. A. Smolders, A. J. Reuvers, R.M. Boom and I.M. Wienk, J. Membr. Sci., 73, 259 (1992). N. A. Rahman, T. Solani and H. J. Matsuyama, Appl. Polym. Sci., 108, 3411 (2008). J. H. Kim and K. H. Lee, J. Membr. Sci., 138, 153 (1998). M. Sivakumar, R. Malaisamy, C. J. Sajitha, D. Mohan, V. Mohan and R. Rangarajan, J. Membr. Sci., 169, 215 (2000). B. Chakrabarty, A.K. Ghoshal and M.K. Purkait, J. Membr. Sci., 309, 209 (2008). J.Y. Lai, F. C. Lin, C. C. Wang and D.M. Wang, J. Membr. Sci., 118, 49 (1996). W. L. Chou, D. G. Yu, M. C. Yang and C. H. Jou, Sep. Purif. Technol., 57, 209 (2007). R. M. Boom, I. Wienk, T.V.D. Boomgaard and C. A. Smolders, J. Membr. Sci., 73, 277 (1992). T. Mohammadi and E. Saljoughi, Desalination, 249, 850 (2009). E. Saljoughi, M. Amirilargani and T. Mohammadi, J. Appl. Polym. Sci., 111, 2537 (2009). T. Mohammadi and E. Saljoughi, Desalination, 243, 1 (2009). M. Amirilargani and T. Mohammadi, Sep. Sci. Technol., 44, 3854 (2009). T. H. Young and L.W. Chen, J. Membr. Sci., 59, 169 (1991). J. Hermia, Trans. Inst. Chem. Eng., 60, 183 (1982). M. C. V. Vela and S. Blanco, Sep. Purif. Technol., 62, 489 (2008). S. M. Kumar and S. Roy, Sep. Sci. Technol., 43, 1034 (2008). C. Xiaojun and K. H. Choo, Environ. Eng. Res., 19, 1 (2014). A. Salahi, A. Gheshlaghi, T. Mohammadi and S. S. Madaeni, Desalination, 262, 235 (2010).
Thông tin
Thông tin xuất bản

Korean Journal of Chemical Engineering

Tập 32

1101-1118

Thông tin tác giả