مطالعه آزمایشگاهی شیرین سازی آب شور به روش تقطیر غشایی با نیرو محرکه ترموالکتریک

این پژوهش به منظور بررسی امکان کاربرد روشی نوین برای تامین نیروی محرکه فرآیند شیرین ­سازی آب به روش تقطیر غشایی انجام گرفت. در این پژوهش، یک سامانه آب شیرین کن با روش تقطیر غشایی تماس مستقیم طراحی و ساخته شد. در این سامانه، از غشاهای آب­گریز متخلخل پلی-وینیلیدن فلوراید (سایز منافذ ۵/۰ میکرومتر) و پلی-تترافلوئورو اتیلن (سایز منافذ ۴۵/۰ میکرومتر) با سطح موثر ۱۲ سانتی متر مربع استفاده شد و انرژی گرمایشی و سرمایشی مورد نیاز این فرآیند از طریق پودمان ترموالکتریک به صورت همزمان تامین گردید. سپس برای بررسی تاثیر عامل های غلظت خوراک، نسبت شدت جریان گرم به سرد، زمان و نوع غشاء بر شار فراورده تراوش شده، درصد جداسازی نمک و انرژی مصرفی ویژه، طراحی آزمایش­ ها توسط نرم افزار Design Expert و با روش سطح پاسخ (RSM) و با استفاده از طرح مرکب مرکزی (CCD) انجام شد. بیش ترین تاثیر بر شار فراورده تراوش شده را به ترتیب نوع غشاء، غلظت خوراک، برهمکنش بین غلظت خوراک و نوع غشاء و نسبت شدت جریان گرم به سرد داشتند. برای غلظت معادل با آب دریا (۳۵ گرم بر لیتر)، میزان شار فراورده تراوش شده به ترتیب از غشاهای پلی-وینیلیدن فلوراید و پلی-تترافلوئورو اتیلن در کم ترین حالت، ۳/۵۰ و ۸/۵ و در بیش ترین حالت، ۱/۱۴۱ و ۳/۱۶ کیلوگرم بر مترمربع.ساعت به دست آمد. درصد جداسازی نمک برای غشاء پلی-وینیلیدن فلوراید بیش از ۱/۸۸ درصد و برای پلی-تترافلوئورو اتیلن بیش از ۶/۹۹ درصد به دست آمد. بیش ترین اثر بر درصد جداسازی را نیز به ترتیب نوع غشاء، غلظت خوراک و برهمکنش بین غلظت خوراک و نوع غشاء داشتند. در بهترین شرایط عملیاتی، شار عبوری و انرژی مصرفی ویژه برای غشا پلی-وینیلیدن فلوراید به ترتیب برابر با ۶/۲۸۲ کیلوگرم بر مترمربع.ساعت و ۲۹۹ کیلوژول بر کیلوگرم به دست آمد.

کلیدواژه ها:

شیرین سازی آب ، تقطیر غشایی ، ترموالکتریک ، بازیابی انرژی