ارائه‌کننده: ماهفر داورزنی
استاد راهنما: دکتر امیر راستی
استاد مشاور: دکتر محمدرضا کرفی
استاد ناظر داخلی اول: دکتر محمد گلزار
استاد ناظر خارجی : دکتر بهاره حیدری
تاریخ: ۱۴۰۴/۰۳/۲۱
ساعت: ۱۵
مکان: ساختمان فنی و مهندسی، بلوک شماره سه، طبقه اول، اتاق شماره 154

چکیده: 
فرایند جداسازی غشایی به‌عنوان یک فناوری کلیدی و نوین در تصفیه آب آشامیدنی، کاربرد گسترده‌ای دارد و در سال‌های اخیر در حوزه‌های مختلف صنعتی، شهری و محیط‌زیستی از این فناوری بسیار استفاده شده است. باوجود مزایای فراوان این تکنیک از جمله بازده بالا، کاهش نیاز به استفاده از  افزودنی‌های شیمیایی و بهره‌وری انرژی بالا، یکی از محدودیت‌های آن، پدیدة رسوب غشایی (fouling) است. این پدیده که در اثر تجمع و انسداد مواد آلی، معدنی و آلاینده‌های میکروبی بر سطح و درون منافذ غشا رخ می‌دهد، منجر به کاهش راندمان، افزایش فشار کاری سیستم، کاهش شار عبوری و نهایتاً افت عملکرد کلی سیستم می‌گردد.
کنترل و حذف رسوبات غشایی برای تضمین عملکرد پایدار و طولانی‌مدت سیستم‌های غشایی، به‌ویژه غشاهای سرامیکی و پلیمری، امری حیاتی است. در سال‌های اخیر رویکردهای متعددی برای مقابله با رسوب غشایی پیشنهاد شده است که در این خصوص می‌توان به  سیستم پیش‌تصفیه غشای سرامیکی، اصلاح سطح غشا سرامیکی، استفاده از روش‌های فیزیکی و شیمیایی و استفاده از  تابش فراصوت اشاره کرد. در این پژوهش، با هدف توسعه یک راهکار نوین و مؤثر در بازیابی عملکرد غشا‌های مورداستفاده در سیستم تصفیه آب به روش اسمز معکوس و حذف یا کاهش رسوبات غشایی، یک سامانه یکپارچه شست‌وشو و بازیابی به کمک فراصوت طراحی و مورد ارزیابی قرار گرفت. در این راستا،  فیلترهای RO تجاری در معرض آلاینده‌های آلی، معدنی، آلودگی‌های بیولوژیکی و ترکیبات نمکی قرار داده شدند تا شرایط ایجاد رسوب در یک سیستم تصفیه آب شبیه‌سازی گردد. پس از افت محسوس دبی و کاهش عملکرد سیستم، از تکنولوژی فراصوت با فرکانس و توان مشخص در یک سیکل شست‌وشو استفاده شد تا تأثیر آن در حذف و یا کاهش رسوبات و بازیابی دبی مورد سنجش قرار گیرد. نتایج حاصل از آزمایش‌ها نشان داد که تابش فراصوت توانست به طور قابل‌توجهی عملکرد سیستم را بهبود بخشد. به طور مشخص، افزایش دبی عبوری به میزان  39.1% برای رسوبات کربنات کلسیم، 38.89% برای سایر رسوبات معدنی، 28.8% برای رسوبات زیستی (بیوفیلم) و 92.5% برای فیلتر صنعتی آلوده به نمک ثبت شد. این مقادیر حاکی از اثربخشی چشمگیر روش فراصوت در حذف انواع مختلف رسوب است.
در نهایت، با تحلیل و مقایسه یافته‌های این تحقیق با سایر روش‌های مرسوم کنترل و حذف رسوب، مشخص شد که استفاده از فراصوت، به‌دلیل توانایی نفوذ به عمق منافذ و لایه‌های فیلتر، ایجاد کاویتاسیون مؤثر، و حذف غیرمخرب رسوبات، می‌تواند به‌عنوان یک فناوری قابل‌اتکا و کارآمد در بهبود عملکرد سیستم‌های تصفیه مبتنی بر فرایند غشایی به‌کار گرفته شود. این فناوری پتانسیل آن را دارد که در آینده به‌عنوان بخشی جدانشدنی از سامانه‌های پیشرفته تصفیه آب، مورداستفاده قرار گیرد.