مطالعه تجربی تصفیه آب ترش چاه های لایه مزدوران با استفاده از فرآیند اولترافیلتراسیون

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه آزاد اسلامی، واحد قوچان، گروه مهندسی شیمی، قوچان، ایران

2 گروه مهندسی شیمی - دانشکده فنی مهندسی- دانشگاه آزاد اسلامی واجد قوچان- قوچان- ایران

3 دانشگاه آزاد اسلامی، واحد ایرانشهر، گروه مهندسی شیمی، ایرانشهر، ایران

چکیده

درحالیکه صنعت نفت نقش مهمی در اقتصاد جهانی ایفا می‌کند، همچنین مقدار قابل توجهی پساب نفتی تولید کرده که چالش‌های زیست محیطی را به همراه دارد. فاضلاب نفتی حاوی آلاینده‌های مختلفی از جمله فنل، سولفید، آمونیاک، هیدروکربن‌های نفتی، مرکاپتان‌ها، روغن و گریس است. از اینرو پساب‌های نفتی و امولسیون‌های نفت-آب، دو نمونه از اصلی‌ترین آلوده کننده‌های محیط زیست محسوب می‌شوند. روش‌های مختلفی مانند جداسازی ثقلی، فیلتر شنی، تصفیه شیمیایی، فیلتراسیون غشایی، تصفیه بیولوژیکی، فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته و تصفیه الکتروشیمیایی برای تصفیه پساب‌های نفتی استفاده می‌شوند. در بین روش‌های بکارگرفته شده جهت تصفیه این آلاینده‌ها، استفاده از غشاهای پلیمری اولترافیلتراسیون به دلایلی همچون راندمان بالای جداسازی، مقرون به صرفه بودن از جهت اقتصادی و سادگی فرآیند، توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده است. در این تحقیق نتایج حاصل از بررسی‌های تجربی تصفیه پساب نفتی به روش اولترافیلتراسیون ارائه شده است. برای انجام آزمایش‌ها از غشا پلی‌اترسولفون دست ساز اصلاح شده به عنوان غشا اولترافیلتراسیون و نمونه‌ای از آب ترش تولیدی چاه‌های لایه مزدوران به عنوان خوراک استفاده شده است. تاثیر شرایط عملیاتی از جمله اختلاف فشار اعمال شده در دو طرف غشا و دمای خوراک بر روی فلاکس عبوری از غشا و میزان حذف آلاینده‌ها مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل نشان می‌دهد با افزایش اختلاف فشار مؤثر بر فرآیند و دما، شار تراوه افزایش می یابد و در دمای ثابت °C 25، افزایش فشار از 3 تا bar 5، باعث افزایش میزان حذف COD و کدورت به ترتیب از 29 % به 40 % و از 31/55% به 41/74% ،کاهش میزان حذف هدایت الکتریکی وTDS به ترتیب از 45/29 % به 3/21 % و از 2/28% به 3/22% وکاهش میزان حذف H2S از 86% به 55% می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]  Singh, S., Treatment and Recycling of Wastewater from Oil Refinery/Petroleum Industry, in Advances in biological treatment of industrial waste water and their recycling for a sustainable future. 2019, Springer. p. 303-332
 
[2]  Iskandar, M.J., et al., Palm oil industry in South East Asia and the effluent treatment technology—A review. Environmental technology & innovation, 2018. 9: p. 169-185.
 
[3]  Ahmad, T., et al., Utilization of wastewater from edible oil industry, turning waste into valuable products: A review. Trends in Food Science & Technology, 2020. 99: p. 21-33.
 
[4]  Varjani, S., et al., Treatment of wastewater from petroleum industry: current practices and perspectives. Environmental Science and Pollution Research, 2020. 27(22): p. 27172-27180.
 
[5]  Ibrahim, M., et al., Advances in produced water treatment technologies: an in-depth exploration with an emphasis on membrane-based systems and future perspectives. Water, 2023. 15(16): p. 2980.
 
[6]  Obotey Ezugbe, E. and S. Rathilal, Membrane technologies in wastewater treatment: a review. Membranes, 2020. 10(5): p. 89.
 
[7]  Rezakazemi, M., A. Khajeh, and M. Mesbah, Membrane filtration of wastewater from gas and oil production. Environmental Chemistry Letters, 2018. 16(2): p. 367-388.
 
[8]  Vatanpour, V., et al., Cellulose acetate in fabrication of polymeric membranes: A review. Chemosphere, 2022: p. 133914.
 
[9]  Arefi-Oskoui, S., et al., Modification of polyethersulfone ultrafiltration membrane using ultrasonic-assisted functionalized MoS2 for treatment of oil refinery wastewater. Separation and Purification Technology, 2020. 238: p. 116495.
 
[10]    Hosseini, P.K., et al., Treatment of a synthetic decanted oily seawater in a pilot-scale hollow fiber membrane filtration process: Experimental investigation. Journal of Hazardous Materials, 2023. 441: p. 129928.
 
[11]    Qiao, X., et al., Performance characteristics of a hybrid membrane pilot-scale plant for oilfield-produced wastewater. Desalination, 2008. 225(1-3): p. 113-122.
 
[12]    Jin, T., et al., The role of the surfactant sodium dodecyl sulfate to dynamically reduce mass transfer resistance of SPEEK coated membrane for oil-in-water emulsion treatment. Journal of Membrane Science, 2017. 541: p. 9-18.
 
[13]    Kirschner, A.Y., et al., Fouling-resistant ultrafiltration membranes prepared via co-deposition of dopamine/zwitterion composite coatings. Journal of Membrane Science, 2017. 541: p. 300-311.
 
[14]    Razavi, S.M.R. and T. Miri, A real petroleum refinery wastewater treatment using hollow fiber membrane bioreactor (HF-MBR). Journal of Water Process Engineering, 2015. 8: p. 136-141.
 
[15]    Dadari, S., M. Rahimi, and S. Zinadini, Crude oil desalter effluent treatment using high flux synthetic nanocomposite NF membrane-optimization by response surface methodology. Desalination, 2016. 377: p. 34-46.
 
[16]    Omidvar, M., M. Soltanieh, and A.A. Safekordi, Preparation and characterization of poly (ethersulfone) nanofiltration membranes for amoxicillin removal from contaminated water. Journal of Environmental Health Science and Engineering, 2014. p. 1-10.
 
[17]    Amirilargani, M., et al., Effects of coagulation bath temperature and polyvinylpyrrolidone content on flat sheet asymmetric polyethersulfone membranes. Polymer Engineering & Science, 2010. 50(5): p. 885-893.
 
[18]    Hejase, C.A. and V.V. Tarabara, Nanofiltration of saline oil-water emulsions: Combined and individual effects of salt concentration polarization and fouling by oil. Journal of Membrane Science, 2021. 617: p. 118607.
 
[19]    Taghavijeloudar, M., et al., A new approach for modeling flux variation in membrane filtration and experimental verification. Water Research, 2019. 166: p. 115027.
 
[20]    Shi, L., et al., Role of concentration polarization in cross flow micellar enhanced ultrafiltration of cadmium with low surfactant concentration. Chemosphere, 2019. 237: p. 124859.
 
[21]    Yunos, K.F.M., et al., Ultrafiltration of palm oil mill effluent: Effects of operational pressure and stirring speed on performance and membranes fouling. Environmental Engineering Research, 2019. 24(2): p. 263-270.
 
[22]    Chakrabarty, B., A. Ghoshal, and M. Purkait, Cross-flow ultrafiltration of stable oil-in-water emulsion using polysulfone membranes. Chemical Engineering Journal, 2010. 165(2): p. 447-456.
 
[23]    Gönder, Z.B., et al., Optimization of filtration conditions for CIP wastewater treatment by nanofiltration process using Taguchi approach. Separation and purification technology, 2010. 70(3): p. 265-273.
 
[24]    Alresheedi, M.T. and O.D. Basu, Effects of feed water temperature on irreversible fouling of ceramic ultrafiltration membranes. Journal of Water Process Engineering, 2019. 31: p. 100883.
 
[25]    Yue, C., et al., Direct purification of digestate using ultrafiltration membranes: Influence of pore size on filtration behavior and fouling characteristics. Membranes, 2021. 11(3): p. 179.
 
[26]    Zou, D., et al., Flux-enhanced α-alumina tight ultrafiltration membranes for effective treatment of dye/salt wastewater at high temperatures. Separation and Purification Technology, 2019. 215: p. 143-154.
 
[27]    Wu, T., et al., Palm oil mill effluent (POME) treatment and bioresources recovery using ultrafiltration membrane: effect of pressure on membrane fouling. Biochemical engineering journal, 2007. 35(3): p. 309-317.
 
[28]    Ulbricht, M., Advanced functional polymer membranes. Polymer, 2006. 47(7): p. 2217-2262.
 
[29]    Van der Bruggen, B., et al., A review of pressure‐driven membrane processes in wastewater treatment and drinking water production. Environmental progress, 2003. 22(1): p. 46-56.
 
[30]    Abbasi, M., M. Reza Sebzari, and T. Mohammadi, Enhancement of oily wastewater treatment by ceramic microfiltration membranes using powder activated carbon. Chemical engineering & technology, 2011. 34(8): p. 1252-1258.
 
[31]    Marchese, J., et al., Pilot-scale ultrafiltration of an emulsified oil wastewater. Environmental science & technology, 2000. 34(14): p. 2990-2996.
 
[32]    Abadi, S.R.H., et al., Ceramic membrane performance in microfiltration of oily wastewater. Desalination, 2011. 265(1-3): p. 222-228