تعداد نشریات | 161 |
تعداد شمارهها | 6,532 |
تعداد مقالات | 70,501 |
تعداد مشاهده مقاله | 124,112,471 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 97,216,225 |
بررسی عملکرد غشای نانو-پلیمری تولید شده در حذف برخی کاتیونها و نسبت جذب سدیم از زهاب کشاورزی | ||
تحقیقات آب و خاک ایران | ||
مقاله 15، دوره 49، شماره 2، خرداد و تیر 1397، صفحه 397-411 اصل مقاله (1.48 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/ijswr.2017.234205.667686 | ||
نویسندگان | ||
سمیرا عشائری* 1؛ تیمور سهرابی2؛ علیرضا حسن اقلی3؛ شروین احمدی4 | ||
1دانشگاه تهران - پردیس کشاورزی و منابع طبیعی - گروه آبیاری و آبادانی | ||
2استاد گروه آبیاری و آبادانی -پردیس کشاورزی و منابع طبیعی- دانشگاه تهران | ||
3عضو هیئت علمی (دانشیار) مؤسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران | ||
4هیئت علمی پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران - گروه پلاستیک | ||
چکیده | ||
حجم بالای زهابهای شور کشاورزی و ضرورت پرهیز از اثرات نامطلوب زیستمحیطی ناشی از تخلیه آنها به منابع پذیرنده، در کنار وقوع شرایط بحرانی کمبود آب در دسترس، برنامهریزی و اقدام جهت تخلیه اصولی و بهرهبرداری مجدد از این قبیل آبهای نامتعارف را ضروری میسازد. هدف از این تحقیق، بررسی عملکرد و کارایی یک غشای نانو-پلیمری تولید شده در سطح آزمایشگاهی، از نظر قابلیت آن در کاهش نسبت جذب سدیم (SAR) و کاتیونهای مرتبط در زهاب کشاورزی است. غشای نانو- پلیمری مورد نظر با ترکیب 80% پلیاتیلن با درجه فیلم و 20% پلیاولفین الاستومر تولید شد. جهت اجرای تحقیق، زهاب مورد نیاز از اراضی کشت و صنعت شمال خرمشهر تهیه شد و تأثیر شوری زهاب و نیز تراوایی غشا بر درصد حذف پارامترهای هدایت الکتریکی (EC)، کاتیون یک ظرفیتی سدیم (Na+)، مجموع کاتیونهای دو ظرفیتی کلسیم و منیزیم (Ca2++Mg2+) و نسبت جذب سدیم (SAR) مورد بررسی قرار گرفت. آزمایشها در پنج سطح رقت زهاب، مشتمل بر بدون رقیقسازی یا 0%، 20%، 40%، 60% و 80% رقیقسازی تعریف گردید. ارزیابی خصوصیات غشا نشان داد که غشا دارای متوسط شعاع منافذ 778/0 نانومتر و ضخامت 20 میکرومتر و تخلخل 42/36% است. توالی درصد حذف نمکها به صورت CaCl2>NaCl>Na2SO4 بود که نشاندهنده بار مثبت غشا است. بر اساس نتایج حاصل از آزمایشها با خوراک زهاب، میزان حذف Na+ و Ca2++Mg2+ زهاب در کلیه نسبت رقتها به ترتیب در دامنه 71/50%-76/39% و 95/40%-34/19% درصد تغییر مییافت. مقدار حذف EC و پارامتر SAR نیز به ترتیب برابر با 18/46%-10/37% و 38/36%-80/30% بود. در نهایت، عملکرد این غشای نانو-پلیمری با یک نمونه غشای تجاری موجود در بازار (غشای NF2، سپرو) مقایسه گردید. نتایج نشان داد که علیرغم تراوایی کمتر غشای تولیدی، درصد حذف EC توسط آن در کلیه نسبت رقتها از غشای تجاری بیشتر بود و غشاء جدید از این نظر، عملکرد بهتری را از خود نشان داد. | ||
کلیدواژهها | ||
زهاب شور؛ غشاء؛ پلی اتیلن؛ نانوفیلتراسیون | ||
مراجع | ||
Abid, M.F., Al-Naseri, S.K. and Abdullah, S.A. (2013). Reuse of Iraqi Agricultural Drainage Water Using Nanofiltration. Journal of Membrane and Separation Technology. (2): 53-62. Al-Sofi, M., Hassan, A., Mustafa, G., Dalvi, A., Kither, M.(1998). Nanofiltration as a means of achieving higher TBT of ≥120 ◦C in MSF, Desalination 118 123–129. APHA. (2012). Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 22th Ed. (Method 4500-Cl-B), American Public Health Association, American Water Works Association and Water Environmental Federation, Washington, DC, USA. 1496p. Artuğ, G., Roosmasari, I., Richau, K. and Hapke, J. (2007). A Comprehensive Characterization of Commercial Nanofiltration Membranes. Separation Science and Technology. 42: 2947–2986. Ashaeri, S., Sohrabi, T., Ahmadi, S. and Hassanoghli, A. (2017). Effect of operating parameters on the selectivity of nanofiltration phosphates by use of a new Nano-polymeric membrane.In: Iran Water & Wastewater Science & Engineering Congress. 14-15 Feb, University of Tehran, Tehran, Iran, pp 167-173. Ben Farese, N., 2006. Contribution a`l’e´tude de l’e´limination des ions zinciques. Etude expe´rimentale et mode´ lisation. The`se de l’universite´ de rennes1. Bowen WR, Mohammad AW (1998b) Diafiltration by nanofiltration: prediction and optimisation. AIChE J 44:1799–1812. Bowen, W. R. and Mohammad, A and Hilal, N. (1997). Characterisation of nanofiltration membranes for predictive purpose – use of salts, uncharged solutes, and atomic force microscopy. J Membr Sci 126:91–105 Crock, C.A., Rogensues, AR., Shan, W. and Tarabara, VV. (2013). Polymer nanocomposites with grapheme-based hierarchical fillers as materials for multifunctional water treatment membranes. Water Res. 47:3984–3996. Day, M.G., Hart, B.T., McKelvie, I.D., Beckett, R. (1994). Adsorption of natural organic matter onto goethite, Colloids Surf. A, 89: 1-13. Diwara, C.K., Lˆo, S., Rumeau, M., Ponti´e, M., Sarr, O. (2003). A phenomenological mass transfer approach in nanofiltration of halide ions for a selective defluorination of brackish drinking water, J. Membr. Sci. 219 103–112. Donnan, F. (1995). Theory of membrane equilibria and membrane potentials in the presence of non-dialysing electrolytes.A contribution to physical–chemical physiology, J.Membr.Sci.100: 45–55. EEA. (2012). Towards Efficient Use of Water Resources in Europe. [Online]. , Report. No.1. Available at http://www.eea.europa.eu/publications/towards-efficient-use-of-water / (accessed 02 Mar. 2012; verified 07 Mar. 2012). EEA, Copenhagen, Denmark. Fahy, M.P., Balliew, J.E., Tarquin, A.J., Michelsen, A., Miyamoto, S., Giovanni, G.D., Sheng, Z., Niu, G., Garcia, N., King, J.P., and Cortez, F. (2011). Membrane Treatment of Impaired Irrigation Return and Other Flows: Creating New Sources of High-Quality Water. Water Research Foundation, Project #4069. Garba, Y., 1999. Etude de la mode´ lisation du transfert des ions cadmium par nanofiltration These de l’universite´ de rennes1. Garcia-Payo, M.C., Izquierdo-Gil, M.A., Fernandez-Pineda, C. (2000). Wetting study of hydrophobic membranes via liquid entry pressure measurements with aqueous alcohol solutions, J. Colloid Interface Sci. 230 (2) 420–431. Gilron, J., Gara, N., Kedem, O. (2001). Experimental analysis of negative salt rejection in nanofiltration membranes, J. Membr. Sci. 185: 223–236. Hafiane, A., Lemordant, D., Dhahbi, M. (2000). Removal of hexavalent chromium by nanofiltration, Desalination 130: 305–312. Hong, S. and Elimelech, M. (1997). Chemical and physical aspects of natural organic matter (NOM) fouling of nanofiltration membranes. Journal of Membrane Science. 132: 159-181. Iglesias, R., Ortega, E., Batanero, G. and Quintas L. (2010). Water reuse in Spain: data overview and costs estimation of suitable treatment trains. Desalination. 263: 1–10. Kedem, O., Katchalsky, A. (1963). Permeability of composite membranes. Part I. Electric current, volume flowand flowof solute through membranes, Trans. Faraday Soc. 59: 1918–1930. Kharaka, Y.K., Ambats, G., Presser, T.S. (1996). "Removal of selenium from contaminated agricultural drainage water by nanofiltration membranes”. Applied Geochemistry. 11, 797-802. Kim, J. and Van Der Bruggen, B. (2010). The use of nanoparticles in polymeric and ceramic membrane structures: review of manufacturing procedures and performance improvement for water treatment. Environ Pollut. 158(7): 2225–2349. Kiriukhin, M.Y., Collins, K.D. (2002). Dynamic hydration numbers for biologically important ions, Biophys. Chem. 99 155–168. Le Gouellec, YA and Elimelech, M. (2002). Calcium sulfate (gypsum) scaling in nanofiltration of agricultural drainage water. J Membr Sci. 205, 279-291. Mehiguene, K., Garba, Y., Taha, S., Gondrexon, N., Dorange, G., 1999. Influence of operating conditions on retention of copper and cadmium in aqueous solutions by nanofiltration: experimental results and modelling. Sep. Purif. Technol. 15 (2), 181–187. Mohammad, A.W., Hilal, N., Al-Zoubi, H. and Darwish, N.A. (2007). Prediction of permeate fluxes and rejections of highly concentrated salts in nanofiltration membranes. Journal of Membrane Science. 289, 40–50 Mulder, M. (1996). Basic Principles of Membrane Technology. Second Ed. Kluwer Academic, Norwell, MA. 297p. Nakao, S.I., Kimura, S. (1982). Models of membrane transport phenomena and their applications for ultrafiltration data, J. Chem. Eng. Jpn. 15 (3) 200. Nightingale, E.R. (1959). Phenomenological theory of ion Solvation.Effective radii of hydrated ions, J.Phys.Chem.63, 1381–1387. Paugam, L., 2002. Contribution a` l’e´tude de l’e´limination des ions nitrates par nanofiltration, These de l’universite´ de rennes1. Potts, D.E., Ahlert, R.C. Wang, S.S. (1981). A critical review of fouling of reverse osmosis membranes, Desalination, 36, 235-264. Ron, W.L., Julius, G., Yoram, C., Chris, M. and Kurt, K. (2003). Low-pressure RO membrane desalination of agricultural drainage water. Desalination. 155: 109-20. Saljoughi,E., Ghaffarian, V.and Okhovat, A. (2013) Technology of Preparation, modification and characterization of polymeric membrane .Iranian Student Book Agency, Tehran. Schaep J, Vandecasteele, C., Mohammad, A. W., Bowen, W. R. (1999). Analysis of the salt retention of nanofiltration membranes using the Donnan- steric partitioning pore model. Sep Sci Technol 34:3009–3030 Schaep, J., Vandecasteele, C., Mohammad, A.W., Bowen, R. (2001). Modelling the retention of ionic components for different nanofiltration membranes, Sep. Purif. Technol. 22/23 (1–3): 169–179. Schlautman, A. and Morgan, J.J. (1994). Adsorption of aquatic humic substances on colloidal-size aluminum oxide particles: influence of solution chemistry, Geochem. Cosmochim. Acta, 58 4293-4303. Semiao, A.J., Habimana, O., Cao, H., Heffernan, R., Safari, A. and Casey, E. (2013). The importance of laboratory water quality for studying initial bacterial adhesion during NF filtration processes. Water Res. 47: 2909–2920. Sharifipour, M., Naseri, A.A., Hooshmand, A.R., Moazed, H. and Hassanoghli, A. (2015). Effects of Water Quality on Trend of Desodification of Heavy Soils by Continuous Leaching. Iranian Journal of Soil and Water Research. 46 (1), 109-119. Song, L. and Elimelech, M.(1995). Theory of concentration polarization in cross flow filtration, J. Chem. Soc. Faraday Trans., 91 3389-3398. Teoh, M.M., Chung, T.S. (2009). Membrane distillation with hydrophobic macrovoidfree PVDF-PTFE hollow fiber membranes, Sep. Purif. Technol. 66 229–236. Tipping, E. (1981). The adsorption of aquatic humic substances by iron oxides, Geochim. Cosmochim. Acta, 45, 191-199. Wang, J., Yue, Z., Economy, J. (2008). Novel method to make a continuous micromesoporemembrane with tailored surface chemistry for use in nanofiltration J. Membr. Sci. 308, 191. Wang, K.Y., Foo, S.W., Chung, T.S. (2009). Mixed matrix PVDF hollow fiber membranes with nanoscale pores for desalination through direct contact membrane distillation. Ind. Eng. Chem. Res. 48: 4474–4483. Wang, X.L., Tsuru, T., Togoh, M., Nakao, S., Kimura, S. (1995). Evaluation of pore structure and electrical properties of membranes, J. Chem. Eng. Jpn. 28 (2) 186–192. Widjojo, N., Chung, T.S., Weber, M., Maletzko, C., Warzelhan, V. (2011). The role of sulphonated polymer and macrovoid-free structure in the support layer for thin-film composite (TFC) forward osmosis (FO) membranes, J. Membr. Sci. 383 214–223. Zarzo, D., Campos, E. and Terrero, P. (2012). Spanish experience in desalination for agriculture Spanish experience in desalination for agriculture. Desalination Water Treat. 51(1), 1–14. Zou, L., Leslie, G. and Sanciolo, P. (2008). Using MF-NF-RO train to produce low salt and high nutrient value recycled water for agricultural irrigation. Water Science & Technology. 58(9), 1837 – 1840. Zuo, J., Bonyadi, S and Chung, T.S. (2016). Exploring the potential of commercial polyethylene membranes for desalination by membrane distill. Journal of Membrane Science .497, 239–247. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 448 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 369 |