دانلود فناوری نانو در فرایند تصفیه و نمک زدایی آب 2021

در این پروژه به بررسی انواع روش‌های شیرین‌سازی و نمک‌زدایی می‌پردازیم و راه‌های نوین و جدید بالابردن کارایی این دستگاه را بررسی می‌کنیم. از سالیان گذشته تکنولوژی شیرین‌سازی آب دریا مورد استفاده قرار می‌گیرد. اما باتوجه به هزینه‌ بالای این فرایند و غیر اقتصادی بودن آن کمتر مورد توجه قرار گرفته است، اینک تلاش بر این است که با استفاده از نانوتکنولوژی و نانوفیلترینگ مصرف برق به ازای تولید هر متر مکعب آب شیرین را کاهش دهیم و با بالا بردن راندمان، امکان استفاده گسترده از این دستگاه را فراهم آوریم.

فهرست مطالب

چکیده………………………………..1

فصل اول : اهمیت تصفیه آب و روش های

مقدمه ………………………………………….2

1-1-اهمیت تصفیه اب ……………………………..2

1-2- نا خالصی های اب ………………………………….4

1-3- ویژگی های اب اشامیدنی ……………………….4

1-4- وضعیت ایران در شیرین سازی ……………..7

1-5- روش های تصفیه اب ……………….11

1-5-1-روش شیمیایی …………………….11

1-5-2-روش بیولوژیک ……………….11

1-5-3- روش مکانیکی ………………….12

1-5-3-1-روش های حرارتی …………….12

1-5-3-2-روش غشائی …………………16

1-5-4- روش های ترکیبی ……………………..19

فصل دوم : اسمز معکوس و الکترودیالیز

2-1- اسمز معکوس ……………………………20

2-1-1-اساس کار اسمز معکوس ……………….20

2-1-2-مقایسه اسمزمعکوس بافیلتراسیون معمولی ……………………24

2-1-3-انتخاب غشاء ……………………………..24

2-1-4- فرآیندها در روش اسمز معکوس …………….26

2-1-4-1- پیش تصفیه……………………………….26

2-1-4-2-تنظیم فشار …………………………….26

2-1-4-3-جداسازی غشائی ……………………….26

2-1-4-4-پس تصفیه …………………………………..27

2-1-5-راه اندازی و نگهداری ……………………………..27

2-1-6-پیچیدگی دستگاه ……………………………………28

2-1-7-هزینه ها ……………………………28

2-1-8-سودمندی فن اوری ……………………..29

2-1-9-روش های بهبودبخشیدن عملکردغشاها…………………29

2-1-10-موارد کاربرد اسمز معکوس …………………………30

2-1-10-1-استفاده ازROدرتولیدآب دیالیز …………………………..30

2-1-10-2- شیرین سازی آب دریاجهت شرب …………………………….30

2-1-10-3- بهبودکیفیت آب خام صنعتی ……………………………..32

2-1-11- مزایا …………………………………………………………….32

2-1-12معایب ……………………………………….33

2-2-الکترودیالیز…………………………………………..34

2-2-1-پارامترهای مهم درالکترودیالیز ………………………….35

2-2-2-کاربردها و محدودیت الکترودیالیز ………………………….36

فصل سوم : مقایسه روش های مختلف با هم

3-1- مقایسه روش های فراوری اب …………………………………37

3-2- مقایسه روش های حرارتی و غشائی ………………………………..37

3-3- مقایسه سیستم های الکترودیالیز و اسمزمعکوس ……………………….40

3-4- تفاوت های بنیادین ………………………………40

3-4-1-پیش تصفیه اب …………………………………………..41

3-4-2-دورهای تعویض غشاها ………………………………43

3-4-3-مصرف برق (انرژی) …………………………… 43

3-4-4- نتیجه ………………………………………………………44

3-5-ارزیابی اقتصادی تولیداب شیرین توسط روش های مختلف ………………..44

3-6- نتیجه گیری نهایی و پیشنهادات ………………….. 52

فصل چهارم : بررسی روش های جدید تصفیه آب

4-1- روش های جدید بکاررفته در اب شیرین کن ها ………………………54

4-2- روش های گرداوری انرژی خورشید ………………………………..55

4-2-1- تولید الکتریسیته …………………………………55

4-2-2- تولید حرارت …………………………………………….55

4-2-2-1- استخر خورشیدی ……………………………………55

4-2-2-2- کلکتور خورشیدی از نوع صفحه تخت ……………………………..56

4-2-2-3- کلکتور خورشیدی با لوله خلاء شده ……………………………57

4-2-2-4- کلکتورهای گرم کن هوا ………………………………………………..57

4-2-2-5- کلکتورهای متمرکز کننده سهموی خطی …………………………………….57

4-3- تکنولوژی شیرین کردن اب بااستفاده ازانرژی خورشیدی……………………………….58

4-3-1- حوضچه های تقطیر خورشیدی ……………………………………………..58

4-3-2- روش رطوبت زنی و رطوبت زدایی هوا HD …………………………58

4-4- انتخاب و طراحی یک سیستم نمونه …………………………………..59

4-5- انواع روش های ممکن برای افزایش قابلیت جذب رطوبت هوا در سیستمHD…………….60

4-6- اب شیرین کن های زیستی ……………………………60

4-6-1- انرژی زیستی ……………………………………… 61

4-8- انرژی در شیرین سازی اب …………………………….. 62

فصل پنجم : فناوری نانو در تصفیه

5-1- نانو تکنولوژی ……………………………………………..66

5-2- شیرین سازی اب توسط نانو غشاء ……………………………….67

5-3- تصفیه اب به کمک نانو ذرات ……………………………………68

5-4- تصفیه پساب های صنعتی ………………………………………69

5-5- تصفیه فاضلاب ها ………………………………………………….69

5-6- جیوه زدایی از اب …………………………………………………….70

فصل ششم : فیلترها

6-1- فیلتراسیون …………………………………………….72

6-2- انواع فیلترها …………………………………………………………75

6-2-1-ویژگی های فیلترهای فشاری ………………………………..75

6-2-2- ویژگی های فیلترهای ثقلی ………………………………….76

6-3- علل عملکرد نا مطلوب فیلتر …………………………………..76

6-4- میکروفیلترینگ …………………………………………………….77

6-4-1-کاربرد میکروفیلتراسیون درازبین بردن رنگ وکدورت…………………………77

6-4-2-حذف الودگی میکرونی بااستفاده ازمیکروفیلتر……………………80

6-4-3-مقایسه میکروفیلتراسیون با روشهای دیگر ………………………..80

6-5- اولترافیلترینگ UF……………………………………………………81

6-5-1-کاربرد اولترافیلتر در تصفیه ابهای زیرزمینی و رودخانه ها …………82

6-5-2- اولترافیلتراسیون به عنوان پیش تصفیه ……………………………83

6-5-3-حذف مواد الی و رنگ با غشاهای اولترافیلتر …………………..83

6-6- مقایسه اولترافیلتراسیون با سایر روش ها ……………………………..84

6-6-1-جداسازی میکروب ها با میکروفیلتراسیون و اولترافیلتراسیون ……………………84

6-6-2-مقایسه اولترافیلتراسیون باروش های رقیب……………………..85

6-7- نانو فیلترینگ ……………………………………………85

6-7-1-حذف سختی اب با استفاده از نانوفیلتراسیون………………………………86

6-8- کنترل دبی عبوری از نانو تیوب ها ……………………………………87

منابع و مآخذ …………………………………………………….89

 فهرست اشکال

شکل (2-1) اساس کار اسمز معکوس ……………………………………..21

شکل (2-2) جریان اسمزی …………………………………………….21

شکل (2-3) فشار اسمزی ……………………………………………….. 22

 فهرست نمودارها

 

نمودار(1-1)ظرفیت تولید آب نمک‌زدایی شده در کشور ……………………..9

نمودار(1-2) روش‌های تصفیه آب ……………….11

  فهرست جداول

جدول(1-1)مشخصات فیزیکی آب آشامیدنی …………………………………….5

جدول (1-2) حدود مجاز مواد شیمیایی سمی ……………………………………………5

جدول(1-3)مشخصات سایر مواد شیمیایی در آب آشامیدنی…………………….6

جدول(1-4) مواد استفاده شده در ساخت غشاها سایر مواد شیمیایی در آب آشامیدنی پلیمری. 17

جدول (1-5) مواد استفاده شده در ساخت غشاها سایر مواد شیمیایی در آب آشامیدنی غشای… 17

جدول (2-1) درصد عبور نمک‌ها از غشاهای اسمز معکوس …………………………….23

جدول (3-1) هزینه تامین آب شیرین توسط روش‌های مختلف در بخش هایی از مناطق خشک آسیا …45

جدول (3-2) مقایسه‌ای بین هزینه‌های شوری‌زدایی در منابع آب‌های متفاوت ………………45

جدول (3-3) مقایسه هزینه‌ها در روش‌های مختلف شوری‌زدایی جهت تهیه آب مورد نیاز صنعت ………..46

جدول (3-4) انرژی مصرفی برای سه روش شیرین سازی آب…………………………48

جدول (3-5) پارامترهای مورد نظر در هزینه‌های روش MVC……………………………..49

جدول (3-6) پارامترهای مورد نظر در هزینه‌های روش MVC……………………………….49

جدول (3-7) محاسبه هزینه شوری‌زدایی با استفاده از انواع مختلف رآکتورهای هسته‌ای ………50

جدول (3-8) درصد توزیع فاکتورهای قیمت……………………………………..51

جدول (4-1) هزینه تولید انرژی از منابع تجدیدپذیر و غیر تجدیدپذیر ………………….63

جدول (4-2) هزینه تولید انرژی از منابع تجدیدپذیر و غیر تجدیدپذیر ……………………63

جدول (4-3) هزینه تولید آب شیرین با روش‌های مختلف ……………………..65

جدول(6-1)تغییرات پارامترهاپس ازفرایندمیکروفیلتراسیون……………………………….78

جدول (6-2) مقایسه اقتصادی فرایندهای فیلتراسیون ………………………………..81