بررسی فرآیند تقطیرغشایی جهت تصفیه تکمیلی پساب پالایشگاه نفت بندرعباس به منظور استفاده مجدد در صنعت

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، واحد علوم و تحقیقات ، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 دانشکده مهندسی نساجی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

3 دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران

10.22078/pr.2018.3042.2410

چکیده

در این تحقیق از سامانه تقطیر غشایی به‌روش شکاف هوا، AGMD، برای تصفیه تکمیلی پساب خروجی از تصفیه‌خانه پالایشگاه نفت بندرعباس استفاده گردید. غشاهای به‌کار رفته در این سامانه از نوع تجاری، با دو اندازه حفرات مختلف 22/0 و μm 45/0 و از جنس PTFE با نگهدارنده PP بود. جریان سرد در دمای C° 20 ثابت نگه‌داشته شد و تاثیر برخی عوامل فرآیندی بر مقدار شار آب، شامل دمای خوراک (جریان g) ، شکاف هوایی، غلظت‌ پساب و اندازه حفرات غشا مورد مطالعه قرار گرفت؛ دمای خوراک 40، 50، 60، 70 و C°80، شکاف هوایی 6 و mm 12، غلظت خوراک‌ 780 ، 2100 ، 3250 ، 4400 و μs/cm5200 در نظر گرفته شد. همچنین کاهش مقدار شار به‌دلیل گرفتگی احتمالی غشا مورد بررسی قرار گرفت. حداکثر شار تولیدی در این سامانه با استفاده از غشای μm 45/0، در حالت شکاف هوایی mm 6 و در دمای خوراک C°80، مقدار (kg/(m2.h 44/16 آمد. با افزایش شکاف هوایی از 6 به mm 12، شار آب 34% کاهش نشان داد در حالی که با کاهش هدایت الکتریکی محلول از 4400 به μs/cm 780، مقدار شار تنها 28% رشد را نشان داد. همچنین پس از حدود hr 30 استفاده از غشا بدون هیچ‌گونه سیستم تمیزکاری، کاهش شار به میزان حدود 12% مشاهده گردید. با توجه به آنالیز آب تصفیه شده نهایی با روش تقطیر غشایی، مقدار TDS حداکثر mg/L8/7، COD حدود mg/L 4 و کلراید کمتر از mg/L 8 به‌دست آمد که به‌خوبی نشان می‌دهد پساب خروجی تصفیه‌خانه پالایشگاه بندرعباس با استفاده از تصفیه تکمیلی به‌روش تقطیر غشایی، قابلیت استفاده در تمامی بخش‌های مختلف صنعت را دارد.
 

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

estigation of Membrane Distillation Process as a Tertiary Wastewater Treatment of Bandar Abbas Oil Refinery for Reuse in Industry

نویسندگان [English]

  • Mahdi Jalayer 1
  • Mohammad Karimi 2
  • Seyed Mehdi Borghei 3
  • Amir Hessam Hassani 1
1 Natural Resources and Environment Department, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
2 Textile Engineering Department, Amir Kabir University of Technology, Tehran, Iran
3 Chemical and Petroleum Engineering Department, Sharif University of Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

treatment of effluent from Bandar Abbas oil refinery’s wastewater treatment unit. The commercial type membranes used in this system were with two different pore sizes 0.22 and 0.45µm, made of PTFE material with PP support. The cold flow was kept constant at 20 °C, and the effect of some process factors on the amount of produced water flux such as feed temperature (hot flow), air gap, concentration of wastewater, and membrane pore size were studied as Feed temperatures were equal to 40,50,60,70 and 80 °C, air gaps were equal to 6 and 12 mm, feed concentrations were equal to 780,2100,3250,4400 and 5200 μs/cm.  Also, the reduction of the amount of flux due to probable membrane fouling was investigated. Maximum produced flux was 16.44 kg/(m2.h) which was obtained using a 0.45 micron membrane, 6 mm air gap, and feed temperature of 80 °C. Increasing the air gap from 6 to 12 mm decreased the flux about 34%, while reducing the electrical conductivity from 4400 to 780 μs/cm, the amount of flux showed only 28% growth. Also, after about 30 hours of using the membrane without any cleaning system, the flux reduction was observed about 12%. Finally, according to the analysis of final purified water by membrane distillation method, the amount of TDS maximum 7.8 mg/L, COD about 4 mg/L, and chloride less than 8 mg/L have been obtained; in addition,  it has well been illustrated that the effluent of Bandar Abbas refinery’s wastewater plant by using membrane distillation supplementation can be used at all different sections of industry.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Membrane Distillation
  • Reuse
  • Refinery’s Wastewater
  • Tertiary Treatment
  • Oil Refinery

[1]. Lawson K. W. and Lloyd D. R., “Membrane distillation,” J. Mem. Sci., Vol. 124, pp. 1–25, 1997. ##

[2]. Drioli E., Ali A. and Macedonio F., “Membrane distillation: Recent developments and perspectives,” J. Desal., Vol. 356, pp. 56-84, 2015. ##

[3]. Wang P. and Chung T., “Recent advances in membrane distillation processes: Membrane development, configuration design and application exploring,” J. Mem. Sci., Vol. 474, pp. 39-56, 2015. ##

[4]. Qtaishat M. R. and Banat F., “Desalination by solar powered membrane distillation systems,” J. Desal., Vol. 308, pp.186-197, 2013. ##

[5]. Khayet M., “Solar desalination by membrane distillation: Dispersion in energy consumption analysis and water production costs (a review),” J. Desal., Vol. 308, pp 89-101, 2013. ##

[6]. Tijing L., Woo Y.C., Choi J.S., Lee S., Kim S. H. and Shon H.K., “Fouling and its control in membrane distillation -A review,” J. Memsci., Vol. 475, pp. 215-244, 2015. ##

[7]. Ahmadun F., Pendashteh A., Abdullah L.C., Biak D. R. A., Madaeni S. S. and Zainal Abidin Z., “Review of technologies for oil and gas produced water treatment,” J. of Hazardous Materials, Vol. 170, pp 530–551, 2009. ##

[8]. Macedonio F., Ali A., Poerio T., El-Sayed E., Drioli E. and Abdel-Jawad M., “Direct contact membrane distillation for treatment of oilfield produced water,” J. Seppur, Vol. 126, pp. 69–81, 2014. ##

[9]. Singh D. and Sirkar K. K., “Desalination of brine and produced water by direct contact membrane distillation at high temperatures and pressures,” J. Mem. Sci., Vol. 389, pp. 380– 388, 2012. ##

[10]. Alkhudhiri A., Darwish N. and Hilal N., “Produced water treatment: Application of Air Gap Membrane Distillation,” J. Desal., Vol. 309, pp. 46–51, 2013. ##

[11]. Duong H. C., Chivas A. R., Nelemans B., Duke M., Gray S., Cath T. Y. and Nghiem L. D. “Treatment of RO brine from CSG producedwater by spiral-wound air gap membrane distillation — A pilot study,” J. Desal., Vol. 366, pp. 121–129, 2015. ##

[12]. Shirazi M. M. A. and Kargari A., “A review on application of membrane distillation (MD) process for wastewater treatment,” Journal of Membrane Science and Research, open 2015. ##

[13]. Zarasvand Asadi R., Suja F., Tarkian F., Mashhoon F., Rahimi S. and Atash Jameh A., “Solar desalination of Gas Refinery wastewater using membrane distillation process,” J. Desal., Vol. 291, pp 56-64, 2012. ##

[14]. باتمانی م.، عبدالله‌خانی ن. و انوری‌پور ب.، "بررسی فرآیندهای تقطیر غشایی در تصفیه پسساب‌های صنعتی،" دومین همایش ملی مدیریت پساب و پسماند در صنایع نفت و انرژی، هم اندیشان انرژی کیمیا، تهران، ایران، 1379. ##

[15]. اکبرآبادی م. و محمدی ت. "تصفیه پسآب‌های نفتی به‌روش تقطیر غشایی،" کارشناسی ارشد، دانشگاه علم و صنعت ایران، ایران، 1383. ##

[16]. فالحی م. د. و مظفری ا.، "مدل‌سازی تقطیر غشایی با لایه هوا AGMD برای تولید آب شیرین از آب‌های شور،" همایش تخصصی نمک‌زدایی آب‌های شور، لب شور و تصفیه پساب ، دانشگاه صنعت آب و برق، ایران، 1391. ##

[17]. صدیفیان غ. و صادقی م.، "مطالعه فرآیند انتقال جرم در تقطیر غشایی اسمزی و بررسی تأثیر پارامترهای فرآیندی،" یازدهمین کنگره ملی مهندسی شیمی ایران، دانشگاه تربیت مدرس، ایران، 1385. ##

[18]. رستگاری ا. "بررسی فرآیندهای متداول تصفیه غشایی و معرفی راهکاری نوین جهت رفع محدودیتهای فرآیندهای متداول،" همایش تخصصی نمک زدایی آب‌های شور، لب شور و تصفیه پساب ، دانشگاه صنعت آب و برق، ایران، 1391. ##

[19]. سیدی س. م.، حسینی م. و انوری‌پور ب.، "مطالعه مکانیزم روش نوین تقطیر غشایی در خلاء در تصفیه پساب صنعتی،" سومین همایش ملی مدیریت پساب و پسماند در صنایع نفت و انرژی، هم اندیشان انرژی کیمیا، تهران، ایران، 1391. ##

[20]. کاظمی پ. و محمدی ت.، "تصفیه پسآب‌های فنلی با استفاده ازفرآیند تقطیرغشایی تحت خلا،" چهاردهمین کنگره ملی مهندسی شیمی ایران، دانشگاه صنعتی شریف، ایران، 1391. ##

[21]. Rice E. W., Baird R. B. and Eaton A. D., “Standards method for the examination of water and wastewater,” 23rd Edition, TechStreet, 2017. ##

[22]. Eykens L., De Sitter K., Dotremont C., Pinoy L. and Van der Bruggen B., “How to optimize the membrane properties for membrane distillation: A review,” Ind. Eng. Chem. Res., Vol. 55, pp.9333−9343, 2016. ##

[23]. Roque-Malherbe R. M. A., “Adsorption and dffusion in nanoporous materials,” CRC Press, Taylor & Francis Group, Florida, 2007. ##

[24]. Du H., Li J., Zhang J., Su G., Li X. and Zhao Y., “Separation of hydrogen and nitrogen gases with porous graphene membrane,” J. Phys. Chem. C, Vol.115, pp. 23261– 23266, 2011. ##

[25]. Drioli E., Ali A., Simone S., Macedonio F., AL-Jlil S.a., Al Shabonah F. S., Al-Romaih H. S., Al-Harbi O., Figoli A. and Criscuol A., “Novel PVDF hollow fiber membranes for vacuum and direct contact membrane distillation applications,” Sep. Purif.Technol., Vol. 115, pp. 27–38, 2013. ##

[26]. Curcio E., Criscuoli A. and Drioli E., “Membrane crystallizers,” Ind. Eng. Chem. Res., Vol. 40 , pp. 2679–2684, 2001. ##

[27]. دفتر نظام فنی اجرایی، دفتر مهندسی و معیارهای فنی آب و آبفا، "راهنمای طبقه‌بندی کیفیت آب خام، پساب‌ها و آب‌های برگشتی برای مصارف صنعتی و تفرجی،" نشریه شماره 462، معاونت برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی رییس جمهور، تهران، ایران،1387. ##

 


دوره 29، 98-3
مرداد و شهریور 1398
صفحه 18-32

سایر فایل های مرتبط با مقاله