شبیه سازی فرآیند غشاء به منظور حذف ترکیبات آلی فرار از فاضلاب با استفاده از CFD

یکی از مهم ترین منابع انتشار ترکیبات آلی فرار (Volatile Organic Compound) صنایع تولیدکننده حلال های شیمیایی هستند. این مواد آلی علاوه بر اینکه آلودگی زیادی برای محیط زیست ایجاد می کنند، از نظر اقتصادی نیز ضررهای بیشماری به سبب هدر رفت به دنبال دارند. به همین منظور حذف مواد آلی فرار از آب یا پساب های صنعتی و نیز بازیابی آن ها موضوع مهمی است. در این مقاله، شبیه سازی جداسازی مواد آلی فرار از آب با استفاده از غشا نانوفایبر مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به پیچیدگی تحلیل توامان معادلات مربوط به جریان گاز و مایع و نیز انتقال جرم در سراسر سیستم، از نرم افزار COMSOL Multiphysics جهت شبیه سازی عددی سیستم بهره گرفته شد. با شبیه سازی در شرایط گوناگون می توان عملکرد یک فرآیند غشایی را در حذف آلاینده های مختلف ارزیابی نمود. در نهایت برای ارزیابی صحت نتایج حاصل از شبیه -سازی، از نتایج آزمایشگاهی انجام شده توسط فنگ و همکاران استفاده شد پس از گذشت پنج ساعت غلظت کلروفرم در دمای 60 درجه ی سانتی گراد از مقدار 1157 به 400 ppm تقلیل می یابد. همچنین دمای 23 درجه سانتی گرادی مقدار غلظت ماده ی آلی از 1347 به 1080 ppm دست می یابد. تفاوت شیب تغییرات در این دو دما اساسا به علت تغییر در ضریب هانری در بررسی تعادل فازی است که با افزایش دما افزایش یافته و نفوذ کلروفرم درون غشا و درنتیجه درصد حذف آن را بهبود می-بخشد. مقایسه تغییرات غلظت درون مخزن خوراک در این دو دما نشان دهنده ی تطابق بسیار مناسب شبیه سازی ها با داده های آزمایشگاهی با تفاوت نسبی 11 درصدی می باشد.