جداسازی تركیبات چاپی رنگ راكتیو با استفاده از نانو فیلتراسیون

جداسازی تركیبات چاپی رنگ راكتیو با استفاده از نانو فیلتراسیون – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه  نساجی

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات رایگان

مطالعه 20 الی 100% رایگان مقالات ترجمه شده

1- قابلیت مطالعه رایگان 20 الی 100 درصدی مقالات 2- قابلیت سفارش فایل های این ترجمه با قیمتی مناسب مشتمل بر 3 فایل: pdf انگیسی و فارسی مقاله همراه با msword فارسی -- تذکر: برای استفاده گسترده تر کاربران گرامی از مقالات آماده ترجمه شده، قیمت خرید این مقالات بسیار کمتر از قیمت سفارش ترجمه می باشد.  

چگونگی سفارش

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه (شماره حساب) ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.com شامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر -- مقالات آماده سفارش داده شده عرفا در زمان اندک یا حداکثر ظرف مدت چند ساعت به ایمیل شما ارسال خواهند شد. در صورت نیاز فوری از طریق اس ام اس اطلاع دهید.

جداسازی تركیبات چاپی رنگ راكتیو با استفاده از نانو فیلتراسیون

جداسازی تركیبات چاپی رنگ راكتیو با استفاده از نانو فیلتراسیون

چكیده

فاضلاب حاصل از چاپ رنگ راكتیو كه ناشی از فرآیند سنتیك بوده، فاضلاب رنگی حقیقی بدست آمده از كارخانجات نساجی محلی تحت عملیات نانو فیلتراسیون با استفاده از غشاء NFT-50 بصورت قاب یا صفحه‌ای و در جریان‌های متفاوت عرضی (m/s 8/0 و 6/0 و 4/0) و فشارهای (15-2 بار) قرار گرفتند. غشاء نانو فیلتراسیون با توجه به فاكتورهای آلودگی غشاء، جریان نفوذ، توانایی برای جداسازی رنگ، هدایت یون‌های Na⁺ و COD بعنوان تابعی از فشار عملیات و غلظت تغذیه ارزیابی می‌شود. راندمان جداسازی نفوذ بواسطه اندازه‌گیری راندمان جداسازی رنگ، هدایت یون‌های Na⁺ و حفظ COD كنترل و اداره می‌شود. با استفاده از غشاء برای هر كدام از چهار رنگ حفظ و نگهداری رنگی بالایی حاصل شد (از 4/99 تا 9/99%) و الكترولیت مصرفی (73%- 63). حفظ مواد آلی بین 20 تا 50% متغیر است و وابسته به فشار مصرفی است. در فشار بالاتر و با استفاده از جریان‌های بیشتر عرضی ثابت(حفظ) رنگی بالاتری بدست آمد.

كلمات كلیدی: نانو فیلتراسیون، غشاء، فاضلاب(پساب) پس از چاپ راكتیو، رنگ راكتیو، پلاریزاسیون غلظت

جداسازی تركیبات چاپی رنگ راكتیو با استفاده از نانو فیلتراسیون

1- مقدمه

چاپ كالاهای نساجی یكی از مهمترین شیوه‌ها برای تزئین كردن كالاهای نساجی است. الیاف سلولزی معمولا الیافی هستند كه تحت عملیات چاپ قرار می‌گیرند و رنگهای راكتیو معمولی‌ترین رنگهای مصرفی در نساجی هستند[1]. در انتهای عملیات چاپ، زمانیكه چاپ شسته شده برای زدودن رنگ دانه‌ها و مواد كمكی با استفاده از 200 لیتر آب در هر كیلوگرم از كالا عملیات آبكشی صورت گرفت. در این فرآیندها نیاز واضحی به صرفه‌جویی در آب احساس می‌شود. استفاده مجدد از آب تا آنجا كه ممكن است در بسیاری از فرآیندهای شستشو و آبكشی با كیفیت كمتر از آب تازه، رخ بدهد. این بدین معنی است كه آب تحت عملیات قرار گرفته (رنگی و یا حاوی كمی پساب رنگی) را می‌توان در فرآیندهای آبكشی به دلیل كمتر بودن آلودگی آن از پساب‌های ناشی از فرآیند به تنهایی، استفاده كرد[3-2]. گرچه اغلب تركیبات مواد كمكی باید كاملا از كالاهای نساجی زدوده شوند تا بتوان به نحو موثری پارچه را شست[4].

هنگامی كه آب بازیافت شده اغلب در فرآیندهای شستشو و آبكشی استفاده می‌شوند، تمركز بر روی استفاده مجدد از پساب پس از رنگرزی گذاشته می‌شود[5]. نمونه فرآیندهای آزمایشی با استفاده از فرآیندهای اسمز معكوس (RO)، نانو فیلتراسیون (NF) و اولتراسیون (UF) از فرآیندهای مداوم شستشوی پس از فرآیندهای رنگرزی راكتیو اجرا شد[7-6]. مشخص شد[2] كه UF نمی‌تواند كاملا پساب را تصفیه و رنگ‌زدایی كند: یعنی رنگهای M_r پایین دفع نمی‌شوند، تركیبی از RO و NF به منظور رنگ زدایی مطمئن و نمك‌زدایی پساب مورد نیاز بود. غشاء‌های RO به نحو موثری پساب رد نمك‌زدایی كرده (حفظ 93% نمك) و یك نفوذ بدون رنگی را ایجاد كرده و نانو فیلتراسیون پتانسیل بالایی را برای بازیافت مجدد اغلب پساب‌ها نشان داد. زمانیكه آب و كلرید سدیم از غشاء نانو فیلتراسیون عبور می‌كنند. اغلب یونهای دو ظرفیتی و ملكولهای رنگی دفع می‌شوند. به خوبی معلوم شده است كه پس از نانو فیلتراسیون پساب شبیه‌سازی شده دفع (جداسازی) رنگی 99% و بازگشت 84% الكترولیت حاصل شد. بنابراین نانو فیلتراسیون مستقیم پساب رنگی روش خوبی برای تصفیه اغلب پساب‌ها است[8]. علاوه بر جداسازی حاصل شده در نانو فیلتراسیون جریان نفوذ از طریق غشاء پارامتر مهمی برای طراحی واحد فیلتراسیون است. این پارامتر تحت عنوان جریان نفوذ از طریق غشاء در واحد مساحت سطح غشاء تعریف می‌شود. وجود مواد آلی و غیرآلی نسبت به آب خالص موجب جریان نفوذ كمتر می‌شود. دو پدیده اهمیت دارد: كاهش فوری در جریان نفوذ در حین بكارگیری محلولی كه باید فیلتر شود و پایداری جریان بعنوان تابعی از زمان[9].

در این مقاله از روش فیلتراسیون با استفاده از غشاء نانو فیلتراسیون برای تصفیه پساب تولید شده مشابه با پساب‌ها حاصله از عملیات چاپ كالاهای نساجی با رنگهای راكتیو استفاده شد. تاثیر انفرادی اجراء فرآیند با توجه به جریان نفوذ تعیین و بررسی شد. میزان رنگ راكتیو و نگهداری یون سدیم، COD و میزان هدایت یونها به منظور كنترل راندمان جداسازی تعیین شد.

جداسازی تركیبات چاپی رنگ راكتیو با استفاده از نانو فیلتراسیون

2- مواد مورد استفاده و روش آزمایش

4 رنگ راكتیو متفاوت تحت نام‌های زیر استفاده شد:

(محصول تجاری موجود  ، سویس)    

 (تهیه شده توسط ، آلمان)  و ساختمان شیمیایی رنگ‌های مصرفی در شكل 1 نشان داده شده است.

و  توسط  ، آلمان تهیه شدند. عامل‌های اكسیداسیون ضعیف مورد استفاده در چاپ هستند تا میزان حساسیت رنگ راكتیو را در برابر احیاء در حین بخاردهی جبران شوند. و  توسط كارخانه محلی آماده شدند.

1-2- تركیب پساب نساجی آماده شده به روش مصنوعی

پساب شبیه‌سازی شده مورد مطالعه مطابق با فرآیند شستشوی انجام شده پس از چاپ راكتیو بر روی كالاهای نساجی، آماده شد. موادی كه پس از شستشوی نهایی كالاهای چاپ شده از سطح پارچه جدا شده و وارد پساب می‌شوند غلظت دهنده، مواد رنگی مخلوط نشده و مواد كمكی استفاده شده در فرآیند چاپ می‌باشند. میزان غلظت این اجزاء در پساب وابسته به غلظت اجزاء در فرمول خمیر چاپ می‌باشد. نسخه یا دستورالعمل اصلی چاپ (غلظت‌ها قبل از استفاده) در جدول 1 نشان داده شده است.

2-2- واحد فیلتراسیون

آزمایش‌ها در واحد 20 آزمایشگاهی اصلاح شده (شكل 2) كه غشاء‌ها بصورت سری نصب شده‌اند اجرا شد. سیستم در حالت وجود حمام اجرا شد. برای ارزیابی كارائی، آزمایش‌ها در حالت چرخش كامل فیلتراسیون (TRMF) كه در آن هر دو فرآیند نگهداری  (بیان كننده سهمی از محلول تغذیه كه در طرف پرفشار غشاء می‌ماند) و نفوذ (بیان كننده سهمی از محلول تغذیه كه از غشاء عبور می‌كند) به درون تانك تغذیه چرخنده می‌شوند. بنابراین فرض می‌شود كه كیفیت تغذیه ثابت است چرا كه حجم تغذیه در طول آزمایش ثابت نگاه داشته می‌شود. آزمایش‌های TRMF با استفاده از 6-4 لیتر تغذیه پساب اجرا شد. مدت زمان فیلتراسیون از 1 تا 3 ساعت و تا زمانیكه حالت پایدار جریان نفوذ حاصل شود ادامه دارد.

2-3- روش‌ها

تاثیر اجزاء و مواد مصرفی در محلول مدل بر روی رنگ، هدایت غلظت یون  و راندمان جداسازی و تفكیك COD در حین فیلتراسیون بررسی و تعیین شد. طول ؟ جذب ماكزیمم برای هر رنگی تعیین شد (شكل 2) و نمودار كالیبراسیون جذب در برابر غلظت رنگی در  مناسب برای هر رنگ راكتیوی تعیین شد. سپس معادله خط برای هر نمودار كالیبراسیون  (y = جذب، a شیب و غلظت = x) برای محاسبه غلظت محلول باقیمانده (رسوب باقیمانده) از شناسایی جذب، استفاده شد(جدول 3).

جداسازی تركیبات چاپی رنگ راكتیو با استفاده از نانو فیلتراسیون

3- نتایج

1-3- جریان نفوذ غشاء

تفاوت جریان نفوذ با غشاء TMP و تمام چهار محلول مدل (نمونه) در شكل 4 نشان داده شده است. واضح است كه جریان‌های غشاء كمتر از جریان متناظر مربوط به آب خالص می‌باشند (جریان اندازه‌گیری با آب مقطر بعنوان آب تغذیه شده). این پدیده‌ای است كه می‌توان آن را مربوط به وجود محلول‌های آلی و غیرآلی دانست[9]. كاهش جریان به دو بخش جداگانه قابل تقسیم است. اولا، جریان‌ها به دلیل تاثیر پلاریزاسیون غلظت كه در آن مواد باقیمانده (نگاه داشته شده) در سطح غشاء منجر به تجمع ذرات در لایه مرزی انتقال دهنده جرمی كه منطبق با سطح غشا است، می‌شود، در نهایت بر روی جریان تاثیرگذار است. پلاریزاسیون غلظت (دو قطبی شدن غلظت) را می‌توان با استفاده از كاهش جریان اغتشاشی (با استفاده از كاهش دهنده‌های جریان اغتشاشی و یا سرعت‌های نسبتا بالای عرضی) كمینه كرد. ثانیا مواد جمع شده در سطح فعالیت‌ حلال را كاهش می‌دهد كه در عوض منجر به كاهش جریان حلال از غشاء می‌شود. این موضوع را می‌توان بعنوان كاهش در نیروی موثر فشاری غشاء ناشی از تفاوت فشار اسمزی میان محلول فیلتر شده و محلول تغذیه شده به سطح غشاء بیان كرد. این پدیده حتمی و مسلم است اما با كاهش در TMP و در نهایت جریان‌ها قابل برگشت است.

 2-3- كیفیت نفوذ

در جدول 5 نتایج مربوط به محلو‌ل‌های مدل تحت عناوین هدایت، غلظت رنگ، غلظت  و COD نشان داده شده است.

شكل 7 نشان دهنده مقادیر حفظ شده مربوط به رنگ، قابلیت هدایت، یون سدیم و COD در سرعت عرضی m/s4/0 و 6/10 =  نشان داده شده است. نگهداری (حفظ) بالای رنگی برای هر چهار رنگ كسب شد از (4/99 تا 9/99%) و برای هر دو الكترولیت (از 63 تا 73%). گرچه حفظ رنگ با فشار تغییر نمی‌كند ولی نگهداری سدیم و الكترولیت با فشار تغییر می‌كند. سرعت بالای انتقال یون‌ها از غشاء، در مقایسه با انتقال همرفتی()، دلیلی است كه نگهداری (حفظ) كمتر در جریان كمتر (فشار كمتر) ایجاد می‌شود. با افزایش جریان انتقال همرفتی مربوطه مهم‌تر می‌شود و عملیات دفع (جداسازی) افزایش می‌یابد[19-18]. گرچه در فشار بالا پلاریزاسیون غلظت با افزایش جریان، زیاد شده و منجر به كاهش دفع مواد می‌شود. اثر متقابل انتقال همرفتی افزایش یافته و افزایش پلاریزاسیون غلظت منجر به دفع ثابت جریان‌های اندازه‌گیری شده می‌شود. جرارتانانون و همكارانش [20] ادعا كردند كه به دلیل تاثیرات تركیبی فشار اسمزی غشاء، لایه مرزی (بیرونی) در نزدیك سطح غشاء تشكیل شده و بعنوان مقاومت در برابر فرآیند نفوذ الكترولیت عمل می‌كند.

جداسازی تركیبات چاپی رنگ راكتیو با استفاده از نانو فیلتراسیون

4- نتیجه‌گیری

كاهش در جریان نفوذ، تقریبا 50% ناشی از پلاریزاسیون غلظت و جذب رنگی است. كاهش جریان را می‌توان با استفاده از تغییر در شرایط عملیاتی كمینه كرد. سرعت‌های عرضی تاثیر چشمگیری را بر روی مقادیر جریان می‌گذارند و با افزایش سرعت‌های عرضی، افزایش می‌یابد. می‌توان محاسبه كرد كه نگهداری بالای رنگ از (4/99 تا 9/99%) برای هر چهار رنگ و هر دو الكترولیت (63- 73%) از غشاء حاصل می‌شود. نگهداری رنگ از فشار تاثیرپذیر نیست، اما نگهداری الكترولیت و  وابسته به فشار است. نگهداری مواد آلی بین 20 تا 50% تغییر می‌كند و وابسته به فشار، ابقای بیشتر در فشار بالاتر و با استفاده از سرعت‌های بالاتر عرضی حاصل می‌شود. هر چند برای   و  بیشترین نگهداری () در سرعت m/s6/0 حاصل شد. بنابراین با استفاده از غشاء  ، نگهداری بالای رنگی و الكترولیت در فشار 10 بار حاصل شد و در این حالت كاهش جریان نفوذ بین 30 تا 50% از جریان آب بود.

جداسازی تركیبات چاپی رنگ راكتیو با استفاده از نانو فیلتراسیون