مدلسازي غشا اولترافيلتراسيون جهت تصفيه پساب نفتي و سنجش پارامترهاي موثر

Modeling of ultrafiltration membrane for the treatment of oily wastewaters and measuring the effective parameters

هدف از انجام اين پژوهش، مدل‌سازي غشاء اولترافيلتراسيون به‌منظور تصفيه پساب نفتي و بررسي پارامترهاي مؤثر بر آن با استفاده از تكنيك ديناميك سيالات محاسباتي (CFD) مي‌باشد. سيستم موردنظر يك نمونه مستطيلي شكل دوبعدي است كه از سه قسمت مختلف خوراك، محيط متخلخل (غشاء) و تراوه تشكيل شده است. براي قسمت‌هاي خوراك و تراوه از دو مدل جريان آرام و انتقال اجزاء رقيق و براي قسمت غشاء از دو مدل جريان محيط متخلخل و آزاد و انتقال اجزاء رقيق استفاده شده است. ساختار اصلي تمام مدل‌ها، متشكل از معادلات ديفرانسيل مربوط به قوانين بقاي مومنتم و جرم به همراه روابط كمكي براي محاسبه خواص فيزيكي است كه بايستي به‌طور همزمان حل شوند. از نرم‌افزار كامسول براي شبيه‌سازي مدل موردنظر استفاده ‌شده است. درنهايت اثر پارامترهاي عملياتي مختلف از قبيل فشار عملياتي، غلظت روغن در خوراك و سرعت جريان خوراك بر روي شار عبوري از غشاء، موردبررسي قرار گرفته است.

The objective of this research is to model the ultrafiltration membrane for the treatment of oily wastewaters and to study its effective parameters using the Computational Fluid Dynamics (CFD) technique. The studied system is a 2-dimensional rectangular sample which consists of three different parts including nutrition, porous medium (membrane) and permeate. For the nutrition and permeate parts, two models including laminar flow and dilute phase conveying models, and for the membrane, two models including free-flow and porous medium and dilute phase conveying models are used. The core structure of all of the models consists of differential equations of momentum and mass conservation as well as auxiliary relationships for the calculation of physical properties which should be solved simultaneously. Finally, the effect of different operational parameters including operational pressure, oil concentration in the nutrient and the flow velocity of the nutrient on the flux through the membrane are investigated.