کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7008040 1455264 2018 6 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Analysis of the influence of module construction upon forward osmosis performance
ترجمه فارسی عنوان
تحلیل تأثیر ساخت ماژول بر عملکرد اسمُز رو به‌ جلو
کلمات کلیدی
اسمز رو به جلو، انتقال جرم، مارپیچی، فاصله‌گذار تغذیه، تغییرشکل غشا
فهرست مطالب مقاله
چکیده

کلمات کلیدی

1. مقدمه 

2- مواد و روش‌ها 

2-1   مواد شیمیایی و غشاها 

شکل 1: نمای سطح مقطع غشای مارپیچی CTA خارج از روکش ماژول (چپ) و حالت باز (راست). 

2-2‌   دستگاه در مقیاس نمونه و آزمایش

2-3  استفاده از دستگاه در مقیاس کوچک و آزمایش‌ها

شکل 2: ابعاد بخش غشای مارپیچی CTA در مقیاس نمونه (برحسب سانتیمتر). از این ماژول به هر دو روش معمولی برای FO و روش معکوس استفاده شد؛ این دیاگرام برای آرایش معکوس، یعنی AL-DS رسم شده است. در این آرایش، جریان‌ کشنده به‌صورت محوری در ماژول جریان می‌یابد، در حالیکه جریان تغذیه در درون محفظه ابتدا به‌صورت مارپیچی خارج می‌شود و سپس، به‌صورت مارپیچی وارد می‌شود.  

شکل 3: عکس‌ فاصله‌گذارهای طرف کشنده (چپ) و طرف تغذیه (راست) که در درون ماژول مارپیچی استفاده شدند. میله مقیاس mm 10 است. 

3- نتایج 

3-1  تعیین تراوایی آب و ضریب تراوایی نمک

3-2   تعیین ضرایب انتقال جرم 

شکل 4: طرح شماتیک دستگاه اسمز رو به جلو در مقیاس نمونه. این ماژول مساحت غشای مؤثری داشت که تقریباً 6/1 متر مربع بود

جدول 1: داده‌های حاصل از واحد آزمایشگاهی ورق تخت و انتقال‌ جرم حاصل و پارامتر ساختاری، S. 

جدول 2: تحلیل نتایج حاصل از ماژول مارپیچی

شکل 5: جریان در برابر زمان برای FO در آزمایش‌های رسوب و خط مبنا با شوراب NEWater و محلول 25 mM NaCl در طرف تغذیه و محلول 1 M NaCl در طرف کشنده با غشای ورق تخت CTM در مقیاس کوچک (جهت‌گیری ALDS). 

3-3   ‌بازیابی آب از شوراب NEWater – تغییرات جریان با زمان 

شکل 6: غشای CTA ورق تخت در آزمایش مقیاس کوچک در جهت‌گیری ALFS، با عملیات در شرایط استاندارد، پس از عملیات در جهت‌گیری ALDS. مقایسه منحنی‌های جریان در برابر زمان برای الف) شوراب NEWater و ب) محلول 25mM NaCl. برای الف) در 30 دقیقه اول جریان افزایش دارد، زیرا در طول عملیات ALDS رسوب انباشته‌شده پاک می‌شود. 

شکل 7: غشای CTA مارپیچی در مقیاس نمونه – مقایسه جهت‌گیری‌های AL-FS و AL-DS. پروفایل‌های زمان-جریان به شوراب NEWater با محلول کشنده 1 M NaCl مربوط هستند. هیچ یک از غلظت‌های تغذیه و کشنده کنترل نمی‌شدند و بنابراین، نیروی رانش با زمان کاهش یافت؛ به همین دلیل است که کاهش اندکی در جهت‌گیری AL-DS مشاهده شد. داده‌های نشان داده‌شده میانگینِ این سه عملیات هستند. 

4-‌ بحث 

5- نتیجه‌گیری‌ها 



 
ترجمه چکیده
پتانسیل ماژول تجاری اسمز رو به‌ جلو (FO) برای بازیابی آب از شوراب NEWater، بخش نگهداشته‌شده در اسمز معکوس (RO)، با اتخاذ رویکرد نوآورانه برای بدست آوردن ضرایب انتقال جرم ارزیابی شد. مقایسه عملکرد ماژول FO مارپیچی (s-w) با عملکرد واحد آزمایشگاهی ورق تخت نشان می‌دهد که استفاده از حالت مارپیچی در ساخت s-w می‌تواند بر عملکرد اثر منفی بگذارد؛ مقادیر ضرایب انتقال جرم در مقایسه با مقادیر پیش‌بینی‌شده نصف شدند. در این مقایسه عملکرد که اولین نوع از آن بود، از قطعات غشا و فاصله‌گذارهای گرفته‌شده از ماژول استفاده شد. از این ماژول هم به روش معمولی برای FO و هم به‌ روش معکوس با لایه فعال در مقابل محلول کِشنده استفاده شد. برآورد پارامترهای غشا و آزمایش‌های ضرایب انتقال جرم در این دو جهت‌گیری با استفاده از آب خالص، محلول mM10 و mM25 نمک NaCl در طرف تغذیه و 1 M NaCl به‌عنوان محلول کشنده بدست آمد. مشاهده شد که پتانسیل رسوب شوراب NEWater ذاتاً کم است. این‌ها اولین نتایج ماژول s-w هستند که حاکی از توانایی بالقوه‌ی این کاربرد جاویژه است؛ با این وجود، میزان جریان آب از طریق ماژول s-w قطعاً نشان می‌دهد که کاربردهای صنعتیِ s-w FO به موارد خاصی محدود خواهند شد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی شیمی تصفیه و جداسازی
پیش نمایش مقاله
تحلیل تأثیر ساخت ماژول بر عملکرد اسمُز رو به‌ جلو
چکیده انگلیسی
The potential of a commercial forward osmosis (FO) module to recover water from NEWater brine, an RO retentate, was assessed by taking an innovative approach to obtaining the mass transfer coefficients. The performance comparison of the spiral wound (S-W) FO module with that of the flat sheet laboratory unit suggests that the winding involved in S-W construction can adversely affect performance; the values for the S-W mass transfer coefficients were half of those expected. This first-of-its-kind performance comparison utilised coupons of the membrane and spacers taken from the module. The module was used both in the conventional manner for FO and in the reverse manner with the active layer facing the draw solution. Estimates of membrane parameters and mass transfer coefficients experiments for the two orientations were obtained using pure water, 10 mM and 25 mM NaCl solution on the feed side and 1 M NaCl as draw solution. The fouling potential of NEWater brine per se was found to be low. These are the first results with a S-W module that suggest potential for this niche application; nevertheless the level of the water flux through the S-W module clearly indicates that industrial applications of S-W FO will be constrained to special cases.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Desalination - Volume 431, 1 April 2018, Pages 151-156
نویسندگان
, , , ,