ساخت و بررسی عملکرد غشاهای نانوفیلتراسیون اصلاح‌شده با نانوکامپوزیت EDTA-GO در تصفیه نمک-رنگ-فلزات سنگین سرب و مس: بررسی اثر غلظت نمک در حذف رنگ آنیونی کونگورد از پساب

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

پژوهشکده ی علوم محیطی، دانشگاه شهید بهشتی

چکیده

در مطالعه ی حاضر، غشاهای نانوفیلتراسیون پلی‌اترسولفون اصلاح شده با نانوفیلرهایGO و EDTA-GO ساخته شد. سپس عملکرد آنها از نظر شار عبوری، گرفتگی، نمک‌زدایی و کارایی حذف یون‌های فلزی Cu2+ ، Pb2+ و رنگ کونگو رد (در سیستم تک جزیی) و نمک-رنگ (در سیستم دو جزیی) مورد بررسی قرار گرفت. با افزایش غلظت EDTA-GO از صفر تا 25% درصد وزنی، میزان آبدوستی، شار عبوری، تخلخل و خواص ضدگرفتگی بهبود یافت. کارایی حذف فلزات Cu2+ و Pb2+ در غشا NFM3 نسبت به غشا NFM0 به ترتیب از 21 به 88 درصد و 19% به 85 درصد افزایش یافت. کارایی حذف رنگCR تمامی غشاهای نانوفیلتراسیون اصلاح شده بیش از 98% به دست آمد. افزایش غلظت Na2SO4 در سیستم دو جزیی تأثیر قابل توجهی در کارایی حذف CR نداشته است. با توجه به کارایی غشاء اصلاح شده با نانوفیلر EDTA-GO در نمک‌زدایی و حذف رنگ و فلزات سنگین Cu2+ و Pb2+ ، می‌توان از آن به عنوان غشاء مناسب در تصفیه ی پساب استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Fabrication and Performance Of Nanofiltration Modified Membranes With EDTA-GO Nanocomposite In Salt-Dye-Pb(II) and Cu(II) Heavy Metals Treatment: Evaluation Of The Effect Of Salt Concentration On The Removal Of Anionic Congo Red Dye From The Wastewater

نویسندگان [English]

  • Z. Salahshoor
  • A. Shahbazi
E‌n‌v‌i‌r‌o‌n‌m‌e‌n‌t‌a‌l S‌c‌i‌e‌n‌c‌e R‌e‌s‌e‌a‌r‌c‌h I‌n‌s‌t‌i‌t‌u‌t‌e S‌h‌a‌h‌i‌d B‌e‌h‌e‌s‌h‌t‌i U‌n‌i‌v‌e‌r‌s‌i‌t‌y
چکیده [English]

In this study, upon synthesizing GO by Hummer method, EDTA was anchored to the GO surface by covalent band. The obtained nanocomposite was successfully characterized by SEM and FT-IR. Then, GO and EDTA-GO nanocomposites as nanofillers were used in the polyethersulfone nanofiltration membranes matrix. To achieve this purpose, nanofillers were introduced into PES matrix using phase inversion technique. FE-SEM, water contact angle, and overall porosity technique were used to investigate the effect of GO and EDTA-GO nanocomposites on membrane morphology and hydrophilicity. The effects of GO and EDTA-GO nanocomposite on membrane performance were studied in terms of pure water flux, antifouling properties, desalination, and removal efficiency of heavy metal ions Cu2+, Pb2+, and dye (in single-component system) and salt-dye (in binary system) were investigated. With increasing EDTA-GO concentration to 0.25 wt.% (NFM3), the contact angle decreased from 76.17° to 54.85° and the overall porosity increased from 61.1% to 75.9%. The water flux in the NFM3 membrane was 13 kg m-2 h-1 more than that of the NFM0 membrane. FRR, Rt, and Rir values in NFM3 membrane are 63%, 41%, and 33%, respectively, indicating flux recovery and improvement of antifouling properties as a result of nanofiltration membrane modification. The result of desalination tests showed that the highest (55%) and lowest (20%) percentages of desalination were related to Na2SO4 and NaCl salts, respectively, in all membranes. By modifying the membrane to 0.25 wt.% EDTA-GO, the removal efficiency rates for Cu2+ and Pb2+ metal ions in the single-component system increased from 21% to 88% and from 19% to 85% compared to the unmodified NFM0 membrane, respectively. CR dye removal efficiency for all modified nanofiltration membranes was more than 98%. Increasing the Na2SO4 concentration in the dye-salt binary system had no significant effect on the removal percentage of CR. Due to the efficiency of EDTA-GO nanofiller modified membrane in desalination and removal of dye and heavy metals, it can be used as a suitable membrane in wastewater treatment.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nanofiltration membrane
  • EDTA-GO
  • Heavy metals
  • Wastewater treatment
  • Fouling