مکانیک|فناوری نانو در فرایند تصفیه و نمک زدایی آب

فناوری نانو در فرایند تصفیه و نمک زدایی آب شناسه محصول :50594 موضوع : مکانیک فرمت اصلی فایل : doc تعداد صفحات : 105 تعداد بازدید : 868 حجم فایل: 0.383789063 مگابایت

دانلود

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