نوع مقاله: مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، گروه مهندسی شیمی، واحد قوچان، دانشگاه آزاد اسلامی، قوچان، ایران

2 استادیار، گروه مهندسی شیمی، واحد قوچان، دانشگاه آزاد اسلامی، قوچان، ایران

3 استادیار، گروه علوم و صنایع غذایی، واحد قوچان، دانشگاه آزاد اسلامی، قوچان، ایران

چکیده

عوامل فعال سطحی به‌علت توانایی در به‌دام‌انداختن ترکیبات آلی سمی و فلزات سنگین در تصفیۀ پساب‌های صنعتی به‌طور گسترده‌ای در بهبود فرایندهای غشایی به‌کار می‌روند. در این تحقیق به جهت بهبود روش اولترافیلتراسیون در تصفیۀ پساب لبنی به‌منظور کاهش اکسیژن لازم برای اکسیداسیون شیمیایی ترکیبات آلی (COD)، مواد جامد نامحلول کل (TDS)، کدورت و بهبود شار غشا از روش اولترافیلتراسیون بهبودیافته با مایسل (MEUF) استفاده شد. اهمیت سه فاکتور عملیاتی غلظت عامل فعال سطحی آنیونی (SDS)، اختلاف فشار و pH و اثرات متقابل آنها با استفاده از روش پاسخ سطح و طراحی باکس ـ بنکن موردارزیابی قرار گرفت. نتایج آزمایش‌ها نشان داد که فاکتور غلظت عامل فعال سطحی آنیونی به‌عنوان یکی از تأثیرگذارترین فاکتورها، به‌دلیل تشکیل لایۀ پلاریزاسیون غلظتی و افزایش تعداد مایسل‌ها اثر منفی بر شار تراوه داشته اما ازسوی‌دیگر دفع شاخص‌های آلودگی را بهبود داد. همچنین در فشارهای عملیاتی بالا به‌دلیل فشرده‌شدن مایسل‌ها میزان دفع شاخص‌های آلودگی کاهش یافت. علاوه‌‌‌برآن افزایش pH باعث افزایش میزان دفع COD، TDS و کدورت گردید.

کلیدواژه‌ها

Bade, R., & Lee, S. H. (2011). A review of studies on micellar enhanced ultrafiltration for heavy metals removal from wastewater. Journal of  Water Sustainability, 1(1), 85-102.

Bezerra, M. A., Santelli, R. E., Oliveira, E. P., Villar, L. S., & Escaleira, L. A. (2008). Response surface methodology (RSM) as a tool for optimization in analytical chemistry. Talanta, 76(5), 965-977. doi:https://doi.org/10.1016/j.talanta.2008.05.019

Crites, R. W., & Tchobanoglous, G. (1998). Small and decentralized wastewater management systems: WCB/McGraw-Hill.

El-Abbassi, A., Khayet, M., & Hafidi, A. (2011). Micellar enhanced ultrafiltration process for the treatment of olive mill wastewater. Water Research, 45(15), 4522-4530. doi:https://doi.org/10.1016/j.watres.2011.05.044

Hakimzadeh, V., Mousavi, S. M., Elahi, M., & Razavi, S. M. A. (2017). Purification of Raw Cane Sugar by Micellar‐Enhanced Ultrafiltration Process Using Linear Alkylbenzene Sulphonate. Journal of Food Processing and Preservation, 41(3), e12953. doi:https://doi.org/10.1111/jfpp.12953

Huang, J.-h., Zeng, G.-m., Fang, Y.-y., Qu, Y.-h., & Li, X. (2009). Removal of cadmium ions using micellar-enhanced ultrafiltration with mixed anionic-nonionic surfactants. Journal of Membrane Science, 326(2), 303-309. doi:https://doi.org/10.1016/j.memsci.2008.10.013

Huang, J.-h., Zeng, G.-m., Qu, Y.-h., & Zhang, Z. (2007). Adsorption characteristics of zinc ions on sodium dodecyl sulfate in process of micellar-enhanced ultrafiltration. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 17(5), 1112-1117. doi:https://doi.org/10.1016/S1003-6326(07)60234-9

Huang, J.-H., Zhou, C.-F., Zeng, G.-M., Li, X., Niu, J., Huang, H.-J., . . . He, S.-B. (2010). Micellar-enhanced ultrafiltration of methylene blue from dye wastewater via a polysulfone hollow fiber membrane. Journal of Membrane Science, 365(1-2), 138-144. doi:https://doi.org/10.1016/j.memsci.2010.08.052

Landaburu-Aguirre, J. (2012). Micellar-enhanced ultrafiltration for the removal of heavy metals from phosphorous-rich wastewaters. (Doctoral dissertation), University of Oulu, Finland, Retrieved from http://jultika.oulu.fi/files/isbn9789514299117.pdf

Landaburu-Aguirre, J., Pongrácz, E., Perämäki, P., & Keiski, R. L. (2010). Micellar-enhanced ultrafiltration for the removal of cadmium and zinc: use of response surface methodology to improve understanding of process performance and optimisation. Journal of Hazardous Materials, 180(1-3), 524-534. doi:https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2010.04.066

Luo, F., Zeng, G.-M., Huang, J.-H., Zhang, C., Fang, Y.-Y., Qu, Y.-H., . . . Zhou, C.-F. (2010). Effect of groups difference in surfactant on solubilization of aqueous phenol using MEUF. Journal of Hazardous Materials, 173(1-3), 455-461. doi:https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2009.08.106

Luo, J., & Ding, L. (2011). Influence of pH on treatment of dairy wastewater by nanofiltration using shear-enhanced filtration system. Desalination, 278(1-3), 150-156. doi:https://doi.org/10.1016/j.desal.2011.05.025

Luo, J., Ding, L., Qi, B., Jaffrin, M. Y., & Wan, Y. (2011). A two-stage ultrafiltration and nanofiltration process for recycling dairy wastewater. Bioresource Technology, 102(16), 7437-7442. doi:https://doi.org/10.1016/j.biortech.2011.05.012

Luo, J., Ding, L., Wan, Y., & Jaffrin, M. Y. (2012). Threshold flux for shear-enhanced nanofiltration: experimental observation in dairy wastewater treatment. Journal of Membrane Science, 409, 276-284. doi:https://doi.org/10.1016/j.memsci.2012.03.065

Malakootian, M., Mansoorian, H., & Moosazadeh, M. (2010). Performance evaluation of electrocoagulation process using iron-rod electrodes for removing hardness from drinking water. Desalination, 255(1-3), 67-71. doi:https://doi.org/10.1016/j.desal.2010.01.015

Ngang, H., Ahmad, A., Low, S., & Ooi, B. (2012). Preparation of mixed-matrix membranes for micellar enhanced ultrafiltration based on response surface methodology. Desalination, 293, 7-20. doi:https://doi.org/10.1016/j.desal.2012.02.018

Puasa, S. W., Ruzitah, M. S., & Sharifah, A. S. A. K. (2011, June). An overview of micellar-enhanced ultrafiltration in wastewater treatment process. Paper presented at the Proceedings of international conference on environment and industrial innovation (ICEII 2011), Kuala Lumpur, Malaysia.

Purkait, M., DasGupta, S., & De, S. (2004). Resistance in series model for micellar enhanced ultrafiltration of eosin dye. Journal of Colloid and Interface Science, 270(2), 496-506. doi:https://doi.org/10.1016/j.jcis.2003.10.030

Rahmanian, B., Pakizeh, M., Esfandyari, M., Heshmatnezhad, F., & Maskooki, A. (2011a). Fuzzy modeling and simulation for lead removal using micellar-enhanced ultrafiltration (MEUF). Journal of Hazardous Materials, 192(2), 585-592. doi:https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2011.05.051

Rahmanian, B., Pakizeh, M., Mansoori, S. A. A., & Abedini, R. (2011b). Application of experimental design approach and artificial neural network (ANN) for the determination of potential micellar-enhanced ultrafiltration process. Journal of Hazardous Materials, 187(1-3), 67-74. doi:https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2010.11.135

Rahmanian, B., Pakizeh, M., & Maskooki, A. (2010). Micellar-enhanced ultrafiltration of zinc in synthetic wastewater using spiral-wound membrane. Journal of Hazardous Materials, 184(1-3), 261-267. doi:https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2010.08.031

Samper, E., Rodríguez, M., De la Rubia, M., & Prats, D. (2009). Removal of metal ions at low concentration by micellar-enhanced ultrafiltration (MEUF) using sodium dodecyl sulfate (SDS) and linear alkylbenzene sulfonate (LAS). Separation and Purification Technology, 65(3), 337-342. doi:https://doi.org/10.1016/j.seppur.2008.11.013

Sikder, S. K. (2003). Application of sodium deoxycholate for separation of heavy metals. (Doctoral dissertation), Massey University, Palmerston North, New Zealand, Retrieved from https://mro.massey.ac.nz/bitstream/handle/10179/1789/02_whole.pdf?sequence=1&isAllowed=y

Switzar, L., Giera, M., Lingeman, H., Irth, H., & Niessen, W. M. (2011). Protein digestion optimization for characterization of drug–protein adducts using response surface modeling. Journal of Chromatography A, 1218(13), 1715-1723. doi:https://doi.org/10.1016/j.chroma.2010.12.043

Talebpour, Z., Ghassempour, A., Abbaci, M., & Aboul-Enein, H. Y. (2009). Optimization of microwave-assisted extraction for the determination of glycyrrhizin in menthazin herbal drug by experimental design methodology. Chromatographia, 70(1-2), 191-197. doi:https://doi.org/10.1365/s10337-009-1146-4

Zeng, G.-M., Li, X., Huang, J.-H., Zhang, C., Zhou, C.-F., Niu, J., . . . Li, F. (2011). Micellar-enhanced ultrafiltration of cadmium and methylene blue in synthetic wastewater using SDS. Journal of Hazardous Materials, 185(2-3), 1304-1310. doi:https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2010.10.046