تأثیر غلظت لیتیوم کلراید در محلول پلیمری بر ساختار و عملکرد غشاهای الیاف توخالی پلی‌اتر سولفون برای تصفیۀ پساب‌های روغنی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد مهندسی شیمی گرایش فرآیندهای جداسازی، , واحد گچساران، دانشگاه آزاد اسلامی، گچساران، ایران

2 دانشیار گروه مهندسی شیمی، واحد گچساران، دانشگاه آزاد اسلامی، گچساران، ایران

چکیده

هدف: این مطالعه به بررسی تأثیر غلظت کلرید لیتیم (LiCl) بر ساختار و عملکرد غشاهای الیاف توخالی پلی‌اتر سولفون برای تصفیه پساب‌های روغنی و صنعتی می‌پردازد. این غشاها با استفاده از روش‌های تبدیل فاز و ریسندگی تر تولید شده و غلظت‌های مختلف LiCl (۲ و ۴ درصد وزنی) به محلول پلیمری افزوده شده‌اند.
مواد و روش: ساختار غشاها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد بررسی قرار گرفت و ویژگی‌های فیزیکی و عملکردی آن‌ها از جمله تخلخل، اندازه منافذ، نفوذپذیری آب و میزان پس‌زنی روغن ارزیابی شد.
نتایج: نتایج نشان داد که افزایش غلظت LiCl منجر به شکل‌گیری منافذ باریک‌تر به شکل انگشت و افزایش تعداد آن‌ها شده و در نتیجه تخلخل سطحی غشاها بهبود یافته است. غشاهای حاوی ۴ درصد LiCl دارای تخلخل سطحی مؤثر ۴۳۷ متر مربع بر متر مکعب، شار آب خالص ۲۳ لیتر بر متر مربع در ساعت و میزان پس‌زنی روغن بیش از ۹۸ درصد بودند که این امر به دلیل وجود منافذ نانومتری با اندازه ۳۶ نانومتر بوده است. علاوه بر این، افزودن LiCl استحکام مکانیکی غشاها را افزایش داد؛ به طوری که غشاهای اصلاح‌شده با ۴٪ LiCl دارای استحکام کششی ۳٫۸ مگاپاسکال (۶۵٪ بیشتر از غشای بدون LiCl) و مقاومت بیشتر در برابر فشردگی (کاهش ۳۰٪ در شار پس از ۳ ساعت عملیات در مقایسه با ۵۰٪ برای غشای بدون LiCl) بودند. این بهبود خواص مکانیکی به طول عمر بیشتر غشا و کارایی بهتر در فرایندهای فیلتراسیون کمک می‌کند.
نتیجه‌گیری: این مطالعه نشان داد که افزودن LiCl به ترکیب پلیمری، خواص ساختاری، عملکردی و مکانیکی غشاهای پلی‌اتر سولفون را بهبود می‌بخشد و آن‌ها را به گزینه‌ای مناسب برای جداسازی آلاینده‌های روغنی از پساب‌های صنعتی تبدیل می‌کند. این غشاها می‌توانند نقش قابل توجهی در فرایندهای تصفیه آب و فاضلاب ایفا کنند، بهره‌وری را افزایش داده و هزینه‌های تصفیه را کاهش دهند.

کلیدواژه‌ها


[1] Sadeghi Azar Sharabiani A, Payghambardoust SJ, Niaei A. Stabilization of perovskite on polymeric membranes of polyvinylidene fluoride and polysulfone for industrial wastewater treatment. Proceedings of the 6th National Polymer Conference. 2021. https://civilica.com/doc/1349457/
 
 [2] Rezaei Z, Mansouri A, Ahmadpour A, Karimi Khorasani M. Toxicity assessment of petrochemical wastewater containing n-butanol pollutant using advanced oxidation process. Proceedings of the 5th Conference on Applied Chemistry Sciences and Technologies: Oil, Gas and Petrochemicals. 2021. https://civilica.com/doc/1243479/
 
 [3]  Youssefi M, Haghighi Asl A, Ahmadpour A. Optimization of petrochemical wastewater treatment process using electrovantoon method. Proceedings of the 5th Conference on Applied Chemistry Sciences and Technologies: Oil, Gas and Petrochemicals. 2021. https://civilica.com/doc/1243483/
 
 [4] Asadi A. Optimization of petrochemical wastewater treatment parameters using electric coagulation method. Proceedings of the 6th International Conference on Oil, Gas, Petrochemicals and HSE. 2021. https://civilica.com/doc/1450863/
 
 [5]  Taghavi R, Hatami M, Youssefi A, Saadi V, Yazdanpanah M. Modification of the inner surface of polysulfone hollow fiber membranes with polydopamine coating treatment. Polymer Science and Technology. 2022;1:53-67. https://sid.ir/paper/1038039/fa
 
 [6]  Baker R, Salimi I, Ghayi A. Membrane technology and its applications. Jihad University Press Organization; 2018.
 
[7] Khan NA, Singh S, López-Maldonado EA, Pavithra N, Méndez-Herrera PF, López-López JR, et al. Emerging membrane technology and hybrid treatment systems for the removal of micropollutants from wastewater. Desalination. 2023; 565:116873. https://doi.org/10.1016/j.desal.2023.116873
 
[8] Kusworo TD, Wulandari LM. Fabrication of high performance PES -rGO/TiO2 UF membrane for rubbery wastewater treatment. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2021;1053(1):012025.
 
[9]  Ray P, Polisetti V, Singh PS. Membrane bioreactors: an advanced technology to treat industrial waste water. 2021.
 
 [10] Moulik S, Moulik S, Parakala S, Sridhar S, Sridhar S. Tackling challenging industrial separation problems through membrane technology. In: Membrane processes: pervaporation, vapor permeation and membrane distillation for industrial scale separations. 2018. p. 1-35. https://doi.org/10.1002/9781119418399
 
[11] Sun C, Kosar W, Zhang Y, Feng X. A study of thermodynamics and kinetics pertinent to formation of PVDF membranes by phase inversion. Desalination. 2013;309:156-64. https://doi.org/10.1016/j.desal.2012.10.005
 
[12] Xiao, Y., Zhang, H., Liu, Y., Sun, X., & Li, J. Comparative study on the effects of different lithium salts on polyethersulfone membrane structure and performance. Journal of Membrane Science,2023: 671, 121-133.
 
 [13] Wang, L., Chen, S., Ding, Y., & Gao, C. Mechanism of salt additives influencing phase separation process in polymer membrane formation. Separation and Purification Technology, 2022: 285, 120378.
 
 [14] Liu, F., Mi, Y., Yang, C., & Wang, Y. Effect of LiCl concentration on the properties of polysulfone membranes: From morphology to performance. Journal of Applied Polymer Science,2021; 138(15), e50312.
 
 [15] Chen, J., Zhang, H., Li, P., & Wang, Y. Synergistic effect of LiCl addition and spinning conditions on the structure and performance of polyethersulfone hollow fiber membranes. Industrial & Engineering Chemistry Research, 59(33), 14875-14886.2020.