دانشگاه فردوسی مشهد

دانشکده مهندسی

گروه مهندسی شیمی

مدل‌سازی و شبیه‌سازی حذف فنل از پساب توسط بیوراکتور از نوع تماس دهنده غشایی

پایان‌نامه کارشناسی ارشد شبیه‌سازی و طراحی فرآیند

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                                    صفحه

فهرست مطالب                                                                                                                                                                          6

فهرست شکل ها …………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 7

فهرست جداول …………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 11

چکیده……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 12

پیش گفتار …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 13

1. فصل اول 13

1-1 مقدمه. 14

1-2 شناسایی آلاینده فنلی.. 14

1-3 روش های حذف فنل.. 16

1-3-1 جذب سطحی.. 17

1-3-2 رزین‌های تبادل یونی.. 18

1-3-3 انعقاد الکتریکی.. 19

1-3-4 فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته. 19

1-3-5 استفاده از سیال فوق بحرانی CO₂. 20

1-3-6 استفاده از اشعه UV.. 21

1-3-7 روش‌های بیولوژیکی.. 22

1-3-8 فرآیندهای غشایی.. 24

2. فصل دوم 31

2-1مقدمه  32

2-1-1 بیوراکتور غشایی.. 32

2-2 بررسی پژوهش‌های صورت پذیرفته در زمینه حذف فنل توسط بیوراکتور     33

3. فصل سوم 41

3-1 دینامیک سیالات محاسباتی.. 42

3-2 تشریح فرآیند  42

3-3 فرضیات 43

3-4 معادلات برای درون الیاف  45

3-5 معادلات برای غشاء 46

3-6 معادلات برای پوسته. 47

3-7 مکانیزم واکنش     48

3-8 معادله حاکم بر تانک خوراک     49

3-9 معادله حاکم بر تانک سلولی   49

4. فصل چهارم 50

4-1 مقدمه. 51

4-2 نحوه انجام شبیه سازی به کمک نرم افزار  . 51

5. فصل پنجم 59

5- 1 مقدمه      60

5-2 توزیع غلظت        60

5-2-1 توزیع غلظت درون الیاف.. 60

5-2-2 توزیع غلظت در پوسته. 61

5-3 توزیع سرعت   62

5-3-1 توزیع سرعت درون الیاف.. 62

5-3-2 توزیع سرعت درون پوسته. 63

5-4 تأثیر شرایط عملیاتی بر بازدهی حذف فنل   64

5-4-1 تأثیر غلظت اولیه. 65

5-4-2 تأثیر دبی جریان‌ فاز سلولی.. 65

5-4-3 تأثیر شعاع خارجی غشاء. 66

5-4-4 تأثیر شعاع داخلی غشاء. 67

6. فصل ششم 68

6-1 نتیجه گیری   69

6-2 پیشنهادات  69

7. مراجع 70

 

فهرست شکل ها

شکل ‏1‑1واکنش رزین‌های تبادل یونی[19] 18

شکل ‏1‑2 اکسیدکننده های متداول. 20

شکل ‏1‑3 شماتیک فرآیند استخراج فوق بحرانی[30] 21

شکل ‏1‑4 فرآیند حذف توسط اشعه فرابنفش[37] 22

شکل ‏1‑5 واکنش ناشی از اشعه فرابنفش[40] 22

شکل ‏1‑6 شماتیک فرآیندهای بیولوژیکی[43] 23

شکل ‏1‑7 مقایسه سرعت واکنش: الف) وجود ممانعت کننده سوبسترا ب) عدم وجود ممانعت کننده [45] 24

شکل ‏1‑8 شماتیک فرآیند تراوش تبخیری[46] 25

شکل ‏1‑9 شماتیک فرآیند غشاهای مایع[52] 26

شکل ‏1‑10 اندازه حفرات غشاء[4] 27

شکل ‏1‑11شماتیک فرآیند حذف فنل توسط نانو فیلتراسیون[53] 27

شکل ‏1‑12 الف) بیوراکتور غشایی جریان جانبی  ب) بیوراکتور غشایی غوطه‌ور[54] 28

شکل ‏2‑1بیوراکتورغشایی[55] 32

شکل ‏2‑2 شماتیک بیوراکتور دوفازی[58] 34

شکل ‏2‑3 شماتیک فرآیند بیوراکتورغشایی لوله ای[59] 35

شکل ‏2‑4 ترکیب بیوراکتور و فرآیند اسمز رو به جلو] [60] 36

شکل ‏2‑5 شماتیک راکتور مورد استفاده توسط ال-ناس[61] 37

شکل ‏2‑6 بیوراکتور غشاء مایع محافظت شده[62] 38

شکل ‏2‑7 شماتیک مدول غشایی استفاده‌شده توسط تریوانس و همکاران [63] 39

شکل ‏2‑8 شماتیک فرآیند مورد استفاده شن و همکاران[65] 40

شکل ‏3‑1 فرآیند حذف فنل توسط تماس دهنده غشایی بیولوژیکی[68] 43

شکل ‏3‑2 طول توسعه یافتگی درون کانال[70] 45

شکل ‏4‑1 انتخاب معادلات… 52

شکل ‏4‑2 شرایط مرزی در محیط نرم افزار. 53

شکل ‏4‑3 شماره گذاری مرزها 54

شکل ‏4‑4 تعریف ضریب نفوذ و معادله سرعت در سمت الیاف… 55

شکل ‏4‑5 تعریف ضریب نفوذ غشاء. 55

شکل ‏4‑6 تعریف ضریب نفوذ و معادله سرعت در سمت پوسته. 56

شکل ‏4‑7 مش بهینه. 57

شکل ‏4‑8 بررسی تغییرات غلظت فنل خروجی از الیاف با تعداد المان های مش…. 57

شکل ‏4‑9 تعیین طول گام و زمان فرآیند. 58

شکل ‏5‑1 توزیع غلظت درون الیاف در زمان 25 ساعت… 60

شکل ‏5‑2 توزیع غلظت درون پوسته در زمان 25 ساعت… 61

شکل ‏5‑3 توزیع سرعت درون الیاف… 62

شکل ‏5‑4 توزیع سرعت درون پوسته. 63

شکل ‏5‑5 تأثیر غلظت اولیه فنل بر بازدهی حذف فنل.. 65

‏5‑6  تأثیر دبی فاز سلولی بر بازدهی حذف فنل.. 66

شکل ‏5‑7 اثر افزایش شعاع خارجی غشاء بر بازدهی حذف… 66

شکل ‏5‑8 اثر شعاع داخلی غشاء بر بازدهی حذف فنل.. 67

 

 

فهرست جداول

جدول ‏1‑1  میزان فنل در پساب صنایع مختلف [4] 15

جدول ‏1‑2 مشخصات فیزیکی و شیمیایی فنل[9] 16

جدول ‏1‑3 مزایا و معایب روش های حذف… 30

 برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.