حذف مواد آلی فرار از آب توسط فرآیند تراوش تبخیری

امروزه با پیشرفت تکنولوژی، مواد آلی فرار (voc) یکی از آلاینده های مهم در فاضلاب و آب های سطحی به شمار می روند و به دلیل به خطر انداختن سلامت انسان ها حذف آن ها از آب بسیار مورد توجه قرار گرفته است. به دلیل مصرف بالای انرژی روش های مرسوم از قیبل تقطیر، استخراج مایع- مایع، کربن فعال و هوادهی مقرون به صرفه نبوده و به همین خاطر جداسازی به روش تراوش تبخیری کاربرد بسیاری پیدا کرده است. در این پژوهش، سیستم تراوش تبخیری به منظور جداسازی اتانول از آب طراحی و راه اندازی شد. پلی دی متیل سیلوکسان (pdms) با توجه به تراوایی بالای آن نسبت به جداسازی ترکیبات آلی (voc) از آب به عنوان غشاء مناسب برای این فرآیند انتخاب شده است. پذیرفته شده ترین مدل برای انتقال اجزاء از میان غشاء متراکم، مدل انحلال- نفوذ است. برای توصیف انحلال اجزاء در پلیمر (برهم کنش ترمودینامیکی) از مدل فلوری- هاگینز استفاده گردید که پارامترهای مدل در حالت خالص از نتایج تجربی استخراج و برای پیش بینی جذب چند جزئی مورد استفاده قرار گرفت که نتایج پیش بینی شده توافق نزدیکی با داده های تجربی نشان می دهد. و ضرائب نفوذ اجزاء نیز به کمک قانون فیک محاسبه و مدل شد. افزایش فشار سمت تراوش یافته باعث کاهش شار عبوری از غشاء گردیده به طوری که در کمترین میزان فشار مورد آزمایش ( 5/0) برای مواد خالص، میزان شار عبوری برای اتانول 19/181 وآب 78/13 بدست آمده است. این نتایج نشان دهنده ی تراوایی بیشتر غشاء pdms نسبت به اتانول می باشد. در حالت خوراک مخلوط، با افزایش درصد وزنی اتانول باعث افزایش شار و کاهش گزینش پذیری غشاء نسبت به اتانول گردید که این امر به علت تورم غشاء می باشد. بر طبق نتایج تجربی، ماکزیمم گزینش پذیری در 3 اتانول، برابر 83/7 می باشد.که تقریبا برابر مقادیر نتایج در گزارش های مشابه است. بر اساس معادلات بدست آمده از مدلسازی حلالیت، ضریب برهم کنش اتانول و شبکه ی پلیمری 85/2= و برای آب و شبکه ی پلیمری 84/4= محاسبه شده که موید انحلال پذیری بهتر اتانول در غشاء می باشد. ضرائب نفوذ متوسط اجزاء برای آب 9-10*48/3 و برای اتانول10-10*60/1 گزارش شده است.