عنوان پایان‌نامه
بررسی فنی و اقتصادی فرآیندهای غشایی در کاهش مواد محلول آبهای زیرزمینی دشت سربیشه
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - محیط زیست
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده محیط زیست شماره ثبت: ENV 750;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 48426
- تاریخ دفاع
- ۱۷ مهر ۱۳۸۹
- دانشجو
- علی محمدپور
- استاد راهنما
- غلامرضا نبی بیدهندی, علی ترابیان
- چکیده
- فرآیندهای نمک¬زدایی در مقایسه با سایر راه¬حل¬های ممکن از قبیل احداث خطوط انتقال، احداث سدها، سازه¬های انحراف آب، استفاده مجدد و بازیافت آب می¬تواند به عنوان یک گزینه مناسب برای تأمین آب آشامیدنی مطرح گردد. پیشرفت تجهیزات و بهبود مصالح غشاها (بخصوص اسمز معکوس(RO) و نانوفیلتراسیون(NF)) منجر شده تا هزینه تولید غشاها روز به روز کاهش یابد. قیمت نسبتاً پایین این فرآیندها و افزایش میزان جلب توجه نسبت به آن در توسعه شهری و صنعتی نواحی بیابانی، نیمه بیابانی و ساحلی منجر شده تا استفاده از این فناوری روز به روز افزایش یابد تا جایی¬که امروزه این فرآیندها به یک تکنولوژی برتر در نمک¬زدایی تبدیل شده¬اند. کمبود آب آشامیدنی در شهر بیرجند و همچنین بالا بودن میزان شوری آب و وجود فلزات سنگین (همانند کروم) که از عدم وجود تصفیه¬خانه آب ناشی می¬شود، از مسائل و مشکلات اساسی آب آشامیدنی این شهر بشمار می¬¬رود. بنابراین این تحقیق با هدف بررسی غشاهای نانوفیلتراسیون (NF90) و اسمز معکوس (BWRO30) در حذف یا کاهش مواد محلول (TDS) از آب چاه¬های دشت سربیشه بیرجند انجام شده است. در ابتدا مطالعات پایلوتی بر روی آب زیرزمینی این منطقه و با استفاده از غشای NF در فشارهای 4، 6، 7 و 8 بار و غشای RO در فشارهای 8، 10، 12 و 14 بار انجام شد و پس از بررسی میزان فلاکس¬های بدست آمده از هر فشار، به ترتیب فلاکس¬های lmh31 و 26 برای غشاهای RO و NF به عنوان معیار طراحی سیستم تصفیه واحد غشایی به ظرفیت تولید m3/hr40 آب رقیق با دوره طرح 15 سال انتخاب شدند. پس از طراحی واحدهای غشایی با استفاده از نرم¬افزار ROSA و سیستم¬های پیش تصفیه مربوطه، نتایج بدست آمده از طراحی حاکی از آن است که بطور متوسط هزینه تولید یک متر مکعب آب آشامیدنی در طول این دوره طرح با استفاده از فرآیند RO برابر3849 ریال و با استفاده از فرآیند NF برابر 3825 ریال است. همچنین بخش دیگری از این تحقیق با هدف تولید آب دمین مورد نیاز نیروگاه¬ها انجام گردید. بدین صورت که در این بخش آب رقیق تولیدی از هر یک از واحدهای غشایی(RO و NF) وارد ستون¬های مخلوط تبادل یونی (Mixed Bed) می¬گردد. ابعاد و اندازه ستون¬ها، حجم رزین¬های مورد نیاز و سایر مشخصات آن با استفاده از نرم افزار Cadix بدست آمده است. با استفاده از نتایج حاصل شده، هزینه تولید یک متر مکعب آب دمین تخمین زده شد. هزینه تولید یک متر مکعب آب دمین با استفاده از فرآیند ترکیبی RO و تبادل یونی 7554 ریال و با استفاده از فرآیند ترکیبی NF و تبادل یونی 14114 ریال برآورد شده است. کارایی برتر فنی فرآیند RO نسبت به فرآیند NF منجر شده تا هزینه جاری در تولید آب دمین با استفاده از این فرآیندهای ترکیبی در مقابل فرآیندهای ترکیبی NF و تبادل یونی به نحو چشمگیری کاهش یابد تا جاییکه می¬توان این فرآیند را به عنوان یک فرآیند مناسب در جهت کاهش مواد محلول در آب قبل از مرحله خالص سازی آب بشمار آورد.
- Abstract
- Desalination processes compared to the other possible solutions such as water conversation, water transfer, dam construction, water diversion structures, water reuse and recycling can be offered as a good option for providing the fresh water. Due to the improvement in membrane equipments and materials (specially for RO and NF membrane), the cost of these technologies have been decreasing in recent years. The use of membrane desalination has increased as cost have decreased, So that this technology is known as a leader for developing in arid, semi-arid and coastal areas. Drinking water shortage, high salinity levels and presence of heavy metals (such as chromium) in Birjand drinking water is considered as a fundamental problem for this city. So, the aim of this study was to investigate the TDS removal by using Reverse Osmosis (BWRO30) and Nanofiltration (NF90) membranes from the ground water of Sarbishe Plain in Birjand. At firt, the pilot study performed on the groundwater of Sarbishe Plain by using NF and RO membranes in different pressures (4, 6, 7 and 8 bar for NF and 8, 10, 12 and 14 bar for RO). After evaluating the fluxes obtained from the applied pressures, the 31 and 26 lmh fluxes were chosen as design parameter of membrane treatment plants with 50m3/day permeate production capacity. The membrane unit was designed by ROSA software provided by FILMTEC company in U.S.A. Result demonstrated that the average cost of producing the one cubic meter of drinking water during the operational era (15 years) was equaled to 3849 and 3825 rials for RO and NF, respectively. Moreover, producing the demineralized water required for powerhouses has been done. In this part, the permeate water of each membrane units (RO and NF) enters to the relevant mixed bed ion exchange (I.X) columns. The dimension of columns, the volume of resin required and other specifications were calculated by Cadix software provided by DOW chemical company in U.S.A. According to the results, the producing cost of the one cubic meter of demineralized water by using RO-IX integrated process estimated 7554 rials, while the cost of the same quality water by using NF-I.X integrated process estimated 141114 rials. Due to the superior technical performance of the RO than the NF process, the current cost of demineralized water production reduced significally by using this integrated process comparing to the NF-IX integrated process. So, RO - I.X integrated process could be accounted as an appropriate process for TDS removal before water polishing stage. Keywords: Desalination, Reverse Osmosis (RO), Nanofiltration (NF), Groundwater, Sarbisheh Plain.
