توسعه ساخت غشای اولترافیلتراسیون کامپوزیت پلیمر پلی وینیلیدین فلوراید با نانوذرات مس (II) اکسید (PVDF/CuO) به منظور تصفیه فاضلاب شهری

گرفتگی بیولوژیکی در غشاهای اولترافیلتراسیون پلیمری یکی از معضلات اساسی فرایندهای غشایی است. در این راستا، نانوذرات CuO با ویژگی هایی مانند مقاومت زیاد در برابر عوامل فیزیکی، شیمیایی، بیولوژیکی و همچنین خواص ضدباکتریایی می تواند به عنوان یکی از افزودنی های موثر در ساخت غشاهای اولترافیلتراسیون کامپوزیتی و کاهش پدیده گرفتی بیولوژیکی محسوب شود. در این پژوهش، به منظور افزایش خواص آبدوستی، عدم تمایل به گرفتگی در سطح غشا و بهبود عملکرد تصفیه گیری غشای اولترافیلتراسیون از پلیمر PVDF (16 درصد wt)، نانوذره صفحه ای شکلCuO  (1 درصد wt) و پلیمرPVP (1 درصد wt) در ساخت غشا به روش وارونگی فاز استفاده شد. برای ارزیابی خواص فیزیکی و شیمیایی نانوذره CuO سنتز شده به روش هیدروترمال و غشاهای ساخته شده از آنالیز XRD و FTIR، همچنین برای بررسی مورفولوژی غشا و نانوذره CuO از آنالیز FESEM و TEM استفاده شد. ترکیب نانوذره CuO با ساختار نیمه کریستالی پلیمر PVDF سبب بهبود خواص آبدوستی و فاز β در ساختار غشا شد. نتایج ارزیابی ها نشان داد که میزان آبدهی و پس زنی غشای نانوکامپوزیت CuO به ترتیبLMH  357 و 96 درصد بوده است. زاویه تماس در سطح غشای اصلاح شده 59 درجه بود که نسبت به نمونه شاهد 25 درصد خواص آبدوستی سطح آن افزایش داشته است. همچنین، میزان ریکاوری غشای نانوکامپوزیت CuO در حدود 83 درصد بود که نشان دهنده تاثیر خواص ضدباکتری این نانوذره بوده است. در نهایت به منظور بررسی عملکرد غشای نانوکامپوزیت PVDF/CuO از محلول سنتتیک BSA و نمونه فاضلاب شهری در فیلتراسیون استفاده شد. غشای کامپوزیت PVDF/CuO در گندزدایی و تصفیه فاضلاب کارایی عملکردی بالایی داشت؛ به طوری که میزان COD پساب تصفیه شده آن کمتر از mg/L 5 و میزان حذف کدورت و TSS در حدود 99 درصد بوده است و هیچ کلیفرم مدفوعی در آن شناسایی نشد.