عنوان پایان‌نامه

راهکارهای کاهش گرفتگی غشاء های اسمز معکوس بررسی موردی پالایشگاه نفت اصفهان



    دانشجو در تاریخ ۲۱ شهریور ۱۳۹۱ ، به راهنمایی ، پایان نامه با عنوان "راهکارهای کاهش گرفتگی غشاء های اسمز معکوس بررسی موردی پالایشگاه نفت اصفهان" را دفاع نموده است.


    رشته تحصیلی
    مهندسی‌ محیط‌ زیست‌ -آب وفاضلاب
    مقطع تحصیلی
    کارشناسی ارشد
    محل دفاع
    کتابخانه دانشکده محیط زیست شماره ثبت: ENV 886;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 54476
    تاریخ دفاع
    ۲۱ شهریور ۱۳۹۱
    دانشجو
    احسان دادخواه
    استاد راهنما
    علی ترابیان, بهنوش امین زاده گوهرریزی
    چکیده
    لینک فایل چکیده
    چکیده: امروزه بحران کمبود آب در کشور از یک طرف و مشکلات و ضوابط زیست محیطی مربوط به دفع پساب های تولیدی از طرف دیگر، نظر متخصصین را به سمت استفاده مجدد از آب معطوف داشته است. شرکت پالایش نفت اصفهان نیز به عنوان یکی از صنایع پیش گام در این زمینه، اقدام به تاسیس واحد تصفیه آب به روش اسمز معکوس نموده است. اما این واحد از ابتدای راه اندازی همواره با مشکل گرفتگی غشاء های اسمز معکوس روبه رو بوده است. دلیل اصلی گرفتگی غشاء ها، پیش تصفیه نامناسب می باشد. پیش تصفیه موجود در این واحد شامل گندزدایی اولیه، تزریق منعقد کننده در مسیر، فیلترهای شنی، فیلترهای کربن فعال و فیلترهای کارتریجمی باشد. در این تحقیق دو هدف عمده دنبال شده است: 1- تعیینراندمان واحدهای پیش تصفیه موجود 2- بررسی اثر اولترافیلتراسیون به عنوان جایگزین یا مکمل آن. بدین منظور آزمایش هایهدایت الکتریکی، کدورت، pH، TOC، COD و SDI15و HPCجهت تعیین کیفیت آب خروجی پیش تصفیه انجام شد. با توجه به فیزیکی بودن فرایند پیش تصفیه موجود، هدایت الکتریکی و pHدر طول فرایندهای پیش تصفیه تغییر محسوسی نداشته است. کاهش کدورت در فیلترهای شنی 79 درصد، در فیلترهای کربن فعال 12 درصد و در فیلترهای کارتریج 3 درصد مقدار اولیه بوده است. مقادیر CODو TOCبا کاهش به ترتیب 33 و 24 درصد در فیلترهای کربن فعال به 26و 8/12 میلی گرم در لیتر رسیده است که این مقادیر با توجه به استاندارد ورودی غشاء های اسمز معکوس (COD=10mg/l و TOC=5 mg/l) نامناسب است. در نهایت نتایج نشان می دهد که پیش تصفیه موجود نمی تواند کیفیت لازم خوراک سیستم اسمز معکوس را تامین نماید. دو عامل عمده گرفتگی در این سیستم رشد میکروارگانیسم ها در مسیر پیش تصفیه بعد از حذف کلر در فیلترهای کربن فعال و همچنین عدم بازدهی کافی سیستم در حذف مواد معلق و کلوئیدی است. به منظور رفع این مشکل، با توجه به سوابق علمی موجود و تجربه صنایع مشابه، سیستم اولترافیلتراسیون مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور پس از حصول نتایج مثبت اولیه از پایلوت اولترافیلتراسیون آزمایشگاهی، پایلوت نیمه صنعتی مورد آزمایش قرار گرفت. در این آزمایش ها آب خوراک پایلوت از خروجی قسمت های مختلف پیش تصفیه موجود تامین شد. اندازه گیری پارامترهای کدورت، SDI15، pHو هدایت الکتریکی نشان داد که اولترافیلتراسیون به طور متوسط کدورت و SDI15را به ترتیب 65 و 30 درصد کاهش داده است. نتایج نشان داد که با توجه به استاندارد خوراک ورودی غشاء های اسمز معکوس یعنی کدورت کمتر از یک NTUوSDI15کمتر از سه (حالت ایده آل) و کمتر از پنج (حداقل کیفیت ورودی لازم)، جانمایی سیستم اولترافیلتراسیون در پیش تصفیه موجود برای حصول بهترین شرایط بعد از فیلترهای کارتریج و برای حصول حداقل شرایط بعد از فیلترهای شنی می باشد.
    Abstract
    Nowadays, water shortage crisis in Iran on one hand, and environmental issues and regulations related to removal of wastes on the other hand, have imposed the experts to reuse water.Esfahan Oil Refining Company as one of advanced industries in this field, have tried to install a reverse osmosis (RO) water treatment plant. The plant has been faced with the fouling problem from the start up. The main reason of membrane fouling is the inappropriate pretreatment systems. The pretreatment systems consist of primary disinfection, in line coagulant injection, multimedia filters, activated carbon and cartridge filters.In this research two main goals are persued: 1- Determination of the existing pretreatment systems efficiencies, 2- Investigation of Ultrafiltration application to replace or complement the existing pretreatment systems.In order to determine the quality of pretreatment effluent water, the following analysis such as Electrical Conductivity (EC), Turbidity, pH, TOC, COD, HPC and SDI15wereperformed. The results showed that the EC and pH did not changed significantly due to the physical pretreatment system. The turbidity reductions were 79%, 12% and 3% in multimedia filters, activated carbon filters and cartridge filters, respectively. COD and TOC reductionswere 33 and 24 % in activated carbon filters, which resulted in 26 and 12.8 mg/l, respectively. Based on water quality guidelines, these values are not appropriate to enter the RO system. Finally, the results showed that the existing pretreatment systems can not meet the RO system feed quality requirements. The main reasons of fouling are: growth of microorganisms after chlorine removal in activated carbon filters and inefficient colloidal and suspended solid removal. According to the literature and similar industrial experiences, the ultrafiltration system wasselected to solve the problem. After achieving the primery appropriate results of labscale ultrafiltration pilot, the semi industrial pilot was installed and the experiments were carried out. The pilot feed was supplied from different parts of present pretreatment system. Experiments showed that the ultrafiltration was able to reduce turbidity and SDI15 to 65%and 35%, respectively.Finally, the results indicated that the ultrafiltration system could be implemented after the existing cartridge filters and multimedia filters in order to meet the optimum and minimum requirements for RO feed, respectively. Key words: Membrane fouling, Reverse Osmosis, Pretreatment, Ultrafiltration, Esfahan Oil Refinery