کارایی غشای پلی( لاکتیک اسید) در فرایند تقطیر غشایی

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 بابل، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

2 بابل، دانشگاه علوم پزشکی بابل

10.22063/jipst.2026.35757.2415

چکیده

فرضیه‌ها: کمبود آب یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های امروز جوامع بشری است و به‌دلیل گسترش سریع جمعیت و افزایش شهرنشینی، توسعه صنعت، تغییرات آب و هوای جهانی و همزمان، گرم‌شدن سیاره زمین در سال‌های اخیر تشدید شده است. در این شرایط، تصفیه آب و مدیریت منابع آن اهمیت بسیار زیادی برای صنایع مختلف نظیر نفت و گاز، مواد غذایی و نیروگاه‌ها پیدا کرده است. فناوری‌های متنوعی مبتنی بر گرما و غشا برای تصفیه آب ارائه شده‌اند که طی سال‌های اخیر، فرایند تقطیر غشایی به‌دلیل مزایایی که نسبت به فرایندهای مرسوم دارد (نظیر بازده انرژی زیاد و هزینه‌های عملیاتی کم) در تصفیه آب و پساب مورد توجه قرار گرفته است. ‌اما همچنان نیاز به بهبود غشا و اصلاح خواص آن احساس می‌شود. استفاده از پلیمرهای زیست‌تخریب‌پذیر یکی از راه حل‌های پیشنهادی است تا این فناوری بهینه ‌و اقتصادی‌تر شود.

روش‌ها: در این پژوهش با استفاده از پلیمر زیست‌تخریب‌پذیر پلی(لاکتیک اسید)، غشاهایی با روش وارونگی فاز در سه غلظت پلیمر 16%، 17% و 19% ساخته شده، آزمون‌های ارزیابی غشا نظیر اندازه متوسط حفره‌ها، فشار ورود مایع، زاویه تماس و تخلخل انجام شد. در ادامه، غشاها در فرایند تقطیر غشایی برای تصفیه پساب مصنوعی با درصد املاح زیاد استفاده می‌شود.

یافته‌ها: شار تصفیه (1.46کیلوگرم بر مترمربع بر ساعت برای غشا 17%) و پس‌زنی نمک (92.7% برای غشا 17%) قابلیت غشا PLA برای استفاده شدن در فرایند تقطیر غشایی را نشان داد. همچنین عملکرد بلندمدت غشا 19% طی 16 ساعت بررسی شد که شار آن از 0.17 کیلوگرم بر مترمربع بر ساعت به 0.99 کیلوگرم بر مترمربع بر ساعت و پس‌زنی نمک آن از 100% به 46.52% تغییر یافت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Performance of polylactic acid membrane in membrane distillation process

نویسندگان [English]

  • negin chaman ara 1
  • Gholamreza Bakeri 1
  • Mahnam Ketabi 1
  • Asiye Khalilpour 2
1 nooshirvani university of technology
2 Babol University of Medical Sciences
چکیده [English]

Hypothesis: The water scarcity is one of the greatest challenges of today’s human societies and due to the rapid growth of populations and increasing the urbanization, industrial development, global climate changes and at the same time, the warming of the planet; it has been intensified in the recent years. In these conditions, the water treatment and the water resource management have gained great importance for various industries such as oil and gas, food, power plants, etc. Various technologies based on the heat and membranes have been introduced for water treatment and in recent years, the membrane distillation process attracted the attentions due to its advantages compared to the conventional processes (such as high energy efficiency and low operational costs). However, the need for membrane improvement and modification of its properties is still felt. The use of biodegradable polymers is one of the proposed solutions so that this technology can be more optimized and economically viable.

Methods: In this study, through the application of biodegradable polymer polylactic acid, membranes were synthesized by the phase inversion method at three polymer concentrations of 16%, 17%, and 19%. The membrane characterization tests such as mean pore size, liquid entry pressure, contact angle and porosity were performed. Subsequently, the membranes were applied in the membrane distillation process for the treatment of synthetic wastewater with high salt content.

Finding: The purification flux (1.46 kg/m²/h for the 17% PLA membrane) and salt rejection (92.7% for the 17% PLA membrane) demonstrated the capability of the PLA membrane to be utilized in the membrane distillation process. In addition, the long-term performance of the 19% PLA membrane was evaluated over 16 hours, during which its flux increased from 0.17 kg/m²/h to 0.99 kg/m²/h and its salt rejection declined from 100% to 46.52%.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Water and wastewater treatment
  • membrane distillation
  • polylactic acid
  • desalination
  • wettability