دفاعیه دکترا در دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز

مهندس فاطمه اوشنی دانشجوی دوره دکتری مهندسی شیمی، به صورت حضوری در ساعت ۹:۳۰ صبح روز دوشنبه ۲۷شهریورماه ۱۴۰۲، کلاس ۱۳۰ در دانشکده مهندسی شیمی، از رساله خود با عنوان "تهیه غشای متخلخل ژئوپلیمری و بررسی تاثیر عوامل ساخت بر خواص و عملکرد غشا در زلال ساز پساب نساجی " با راهنمایی آقایان دکتر رضا نوروزبیگی و دکتر علی کارگری دفاع خواهد نمود.

 
چکیده
اخیرا غشاهای ژئوپلیمری به دلیل آسانی در ساخت، عدم نیاز به تکلیس در دمای بالا و استفاده از پیش‌ماده‌های ارزان مورد توجه قرار گرفته‌اند. هدف اصلی در این رساله، تهیه غشای ژئوپلیمری با روش جدیدی می‌باشد که برای حذف کدورت از پساب صنعتی نساجی استفاده می‌شود. غشای ژئوپلیمری توسط فعال‌کردن متاکائولن با محلول فعال‌ساز حاوی مخلوط هیدروکسید سدیم و دوده سیلیس تهیه شد. تأثیر عوامل ساخت غشا نظیر محتوای دوده سیلیس (۰ تا ۲۵ درصد وزنی جایگزینی متاکائولن)، نسبت مولی Na۲O/Al۲O۳ (در مقادیر ۸/۰، ۱ و ۲/۱)، و دمای عمل‌آوری (oC ۸۰، ۷۰ و ۶۰) را بر روی مقاومت فشاری و شار تراوایی آّب خالص بررسی شد. سپس ۵ غشا با مقاومت فشاری بالای MPa ۲۰ و شارتراوایی آّب خالص l/m۲.h.bar ۵۰ انتخاب ‌شدند. غشاها با استفاده از پراش اشعه ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی، طیف‌سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز، تخلخل‌سنجی نفوذ جیوه، طیف‌سنجی پراکندگی انرژی اشعه ایکس و اندازه‌گیری‌های مقاومت فشاری مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که در میان این پنج غشا، غشای حاوی ۱۰ درصد وزنی دوده سیلیس، نسبت مولی ۱=Na۲O/Al۲O۳ ، و دمای عمل‌آوری oC ۶۰، دارای بیشترین مقدار تراوایی پساب l/m۲.h.bar ۷۵ و درصد کاهش کدورت ۵/۹۵ در فرآیند میکروفیلتراسیون با پساب واقعی نساجی تحت شرایط فشار خوراک bar ۲/۱، دمای خوراک oC ۲۵ و سرعت جریان خوراک l/min ۱ می‌‎باشد. برای شناسایی موثرترین متغیرها و بهینه‌سازی عملکرد جداسازی غشاها از روش طراحی آزمایش‌ها (روش فاکتوریل کامل و سطح پاسخ) استفاده شد. غشا بهینه دارای حداکثر تراوایی نرمال و درصد کاهش کدورت ۵۷/۰ و ۹۸/۹۷ درصد، در فشار bar ۲/۱، دمای خوراک oC ۹/۵۹ و سرعت جریان خوراک l/min ۷۳/۱ می‌باشد. مطالعه گرفتگی غشا نشان داد که مقاومت‌ لایه کیک از مقاومت برگشت‌پذیر و برگشت‌ناپذیر بیشتر است. در فرآیند فیلتراسیون متوالی و بازیابی غشا پس از چهار بار فیلتراسیون چرخه‌ای با پساب واقعی نساجی در غشای بهینه نشان داد که این غشا قابلیت بازیابی در بیش از ۴/۹۷ درصد از شار تراوایی پساب و حدود ۵/۹۹ درصد ازکاهش کدورت را دارد. همچنین از غشا با ۱۵درصد از دوده سیلیس، ۱=Na۲O/Al۲O۳ و دمای عمل‌آوری oC ۶۰ (۱۵ S + ۱ N + ۶۰ T) در حذف ماده رنگزای متیلن آبی به روش امولسیون روغنی استفاده شد. نتایج طراحی آزمایش‌ باکس بنکن نشان داد که غشای بهینه دارای حداکثر شار تراوایی l/m۲.h.bar ۲۸/۷۰ و میزان حذف رنگرا ۴۵/۹۸ درصد، در سرعت جریان خوراک l/min ۵/۱، غلظت SDS برابر ۳۳/۵ درصد در غلظت متیلن بلو ppm ۱۰۰ می‌باشد.

واژه‌های کلیدی: میکروفیلتراسیون، ژئوپلیمر، متاکائولن، دوده سیلیس، عملکرد غشا.