بهینه سازی و ارتقای غشای فرافیلترکردن PAN برای جداسازی لیگنین از پساب کارخانه کاغذسازی با روش سطح پاسخ

  پساب صنایع کاغذسازی با توجه به دارابودن ترکیبات پلیمری نظیر لیگنین، برای محیط زیست و سلامت عمومی مضر است. در این پژوهش، از غشاهای فرافیلترکردن (UF) و الکتروریسی شده (ES) پلی آکریلونیتریل (PAN) برای جداسازی لیگنین پساب کارخانه کاغذسازی استفاده شد.

برای بهبود فرایند فرافیلترکردن و بهینه سازی عوامل موثر بر آن شامل غلظت پساب، فشار و غلظت PVP در برابر شار و پس زنی، روش سطح پاسخ  به کار گرفته شد. افزون بر این، از غشاهای ES و نیز ES اصلاح شده با بخار DMF برای جدسازی لیگنین استفاده شد. در نهایت، اثر گرفتگی برای هر سه نوع غشای فرافیلترکردن معمولی، ES و ES اصلاح شده بررسی شد.

نتایج نشان داد، غشای UF برای جداسازی لیگنین از پساب عملکرد شایان توجهی دارد. با افزایش غلظت پساب، شار کاهش یافت، اما پس زنی ابتدا افزایش و سپس کاهش یافت. فشار به طور خطی موجب افزایش شار و کاهش پس زنی شد. اما، این افزایش در فشارهای زیاد با سرعت کندتری انجام شد. برای بهبود اثرآب دوستی غشاهای PAN، پلیمر PVP به غشاهای فرافیلترکردن افزوده شد. در نتیجه، شار به طور شایان توجهی افزایش یافت، اما اثر منفی بر پس زنی داشت. در حالت بهینه حداکثر مقدار شار 14.76L/m2.h و حداکثر مقدار پس زنی برابر %93.91 به دست آمد. شار غشای ES بیش از دو برابر شار غشای فرافیلترکردن در نقطه بهینه به دست آمد، اما مقدار پس زنی کم بود. برای افزایش مقدار پس زنی، غشای ES با بخار DMF اصلاح شد. زمان 20min  بخاردهی، زمان بهینه برای اصلاح بود. در نهایت با آزمون گرفتگی، طول عمر غشاهای تولیدشده مقایسه و مشخص شد، غشای ES بیشترین طول عمر گرفتگی برابر 210min  را دارد. غشای ES اصلاح شده دارای طول عمر کمتر بود و در زمان 110min گرفته شد. غشای UF نیز پس از 190min گرفته شد.