عنوان تحقیق: طراحی و ساخت و بررسی عملکرد سیستم نمک زدایی از آب کشاورزی به روش یون زدایی خازنی در یک سیستم آبیاری مجهز به پمپ سانتریفیوژ با غشاء واسط کربن فعالفرمت فایل: wordتعداد صفحات: 131شرح مختصر:كمبود آب در كشورهاي خشك همواره يكي از موانع توسعه كشاورزي ، صنعتي و تامين غذاي جامعه بوده است. يكي از راههاي مقابله با اين مشكل تبديل منابع آب شور به آب قابل استفاده است.اين راه علاوه بر تامين آب نيازمند هزينه هاي عظيم انتقال و نگه داري خطوط نيست و در عين حال بسياري از منابع آب كم ارزش را پر ارزش ميكند. اين مسئله در كشور ايران با توجه به حجم عظيم منابع آب شور اطراف و نبود آّب شيرين در زمينهاي ساحلي همچنين چاههاي شور داخل ايران اهميتي دوچندان دارد. روش اصلي اين تبديل نمك زدايي است. يكي از جديدترين روشهاي نمك زدايي، يون زدايي خازني است.در اين تحقيق سعي بر اين شده كه ضمن تحقيق در مورد كارايي آن نمونه اي از آن نيز ساخته شود. اين كار با راه اندازي سيستم تست عمومي پمپ در بخش ماشينهاي كشاورزي دانشگاه باهنر كرمان آغاز شد و سپس با ساخت پوسته طراحي شده از پلاستيك و توليد كربن فعال با فعال سازي پوسته پسته ادامه داده شد و بعد از آن الكترودي با ساختار رسانا از كربن كه داراي مقاومت مكانيكي در مقابل جريان آب باشد و علاوه بر آن پيوستگي لازم با پايه فلزي را داشته باشد، ايجاد شد. سپس آزمايشاتي همچون تيتراسيون كلر،فليم فوتومتري ،ECسنجي و اندازه گيري pHجهت اثبات قابليت نمك زدايي همه جانبه و متناسب آنها انجام شد. آزمايشات تيتراسيون كلر نشان داد كه يك سلول متشكل از 2 الكترود مثبت و منفي با فاصله مناسب در يك محلول آب شور در يك دقيقه قابليت جذب بيش از 25% نمك محلول را دارد. آزمايش ECسنجي نيز روند آن تاييد كرد. آزمايشات فليم فوتومتري و pH سنجي نشان داد كه با انتخاب ولتاژ و فاصله متناسب با نوع و درصد شوري از توليد محصولات ناخواسته در اين فرايند جلوگيري كرد.كليد واژه ها: نمك زدايي، يون زدايي خازني، كربن فعال، فليم فوتومتري، تيتراسيون كلرفهرست مطالبفصل اول : مقدمات1-1- معرفي پژوهش21-2- تعريف مسئله 21-3- وضعیت موجود آب در ایران21-4- نمك چيست؟ 51-5- ارزيابي كيفيت آب از نظر شوري61-5-1- طبقه بندی آبها از نظر شوری یا هدایت الکتریکی مخصوص (EC یا TDS ) 61-5-2-آلودگي آب و خاك به نمك چه مشكلاتي ايجاد ميكند71-5-3-بررسي كيفي آب از نظر دامداري71-5-4-حساسیت گیاهان به شوری خاک71-6- اهداف81-6-1-هدف كلي81-6-2-اهداف تخصصي8فصل دوم بررسي منابع2-1- روشهای فیزیکی102-1-1- تبخیر ، تقطیر چند مرحله ای(MSF) 102-2- روشهای شیمیایی112-2-1- اسمز معکوس (RO. 112-2-2- ميکروفيلتراسيونMF122-2-3- الترافيلتراسيون UF131-1-7-2-2-1-7-2-3-2-2-4-نانوفيلتراسيونNF132-3- فرایندهای غشایی الکتریکی142-3-1- انواع فرایندهای یون زدایی توسط غشاهای تبادل یونی162-3-3-1- الکترودیالیز (Electro Dialysis) 172-3-3-2- الکترودیالیز توسط غشاهای دو قطبی(Electro dialysis with Bipolar Membranes) 172-3-3-3- یون زدایی الکتریکی پیوسته (Electro Deionization Continuous) 182-3-3-4-نفوذ دیالیزی (diffusion dialysis192-3-3-5- دیالیز دنان ( Donnan dialysis202-3-3-6-یون زدایی خازنی (capacitive deionization222-4- بحث و مقایسه روشها24فصل سوم تئوري روش يون زدايي خازني3-2-3-3-1- تئوري روش يون زدايي خازني303-1-1-شیمی سطح الکترود313-1-2-ظرفیت خازنی233-1-3-يون زدايي خازنی322-3-3-1-3-1-4-انرژی مورد نیاز333-1-5-الكترود هاي كربن ايروژل343-1-6- خواص الکتریکی353-1-7- خواص فیزیکی363-2- غشاي واسط كربن فعال372-3-3-2-3-2-1-تولید و بررسی خواص کربن فعال 373-2-2-مقدمه373-2-3-مراحل تولید383-2-3-1- موادخام383-2-3-2-کربونیزاسیون393-2-3-3- فعالسازی393-2-4-کربنهای فعال پیشرفته403-2-4-1- غربالکنندههای مولکولی کربنی (CMS) 403-2-4-2- الیاف کربن فعال413-3- دلايل استفاده از كربن فعال. 413-4- ساختن كربن فعال42فصل چهارم مواد و روشها4-1- مراحل انجام اين پژوهش453-4-4-1-4-1-1-راه اندازی سیستم پایش عملکرد پمپ سانتریفوژ 454-1-2-طراحی و ساخت دستگاه نمك زدا 454-1-2-1- طرح هاي موجود454-1-2-1-1- طرح (1464-1-2-1-2- خلاصه طرح464-1-2-1-3- بررسي طرح484-1-2-2-طرح شرکتCO SAMSUNGELECTRONICS484-1-2-2-1- خلاصه طرح484-1-2-3- طرح پیشنهادی524-1-2-2-1- مزايا و معايب طرح(2524-1-3- ساختن الكترودهاي با پوشش كربن فعال554-1-4- آزمايش الكترودهاي ساخته شده و يافتن حالت بهينه554-1-5- آزمايش الكترودها بر روي پوسته ساخته شده554-2- راه اندازي دستگاه پايش عملكرد پمپ P6250 (دستگاه تست همكاره) 554-3- روش ساختن الكترودهاي كربن فعال554-3-1- روش ايجاد تشكل ورقگونه ميان ذرات پودر شده كربن564-3-2- روش آزمايش مقاومت مكانيكي الكترودهاي كربن فعال62 4-4-روش آزمايشات انجام شده624-4-1- آزمايش مقدار تخلخل نسبي كربن فعال توليد شده از فعال سازي پوست پسته 624-4-2- روش اندازه گيري معيار pH 684-4-3- روش اندازه گيري معيارEC (هدايت الکتريکی آب 694-4-4- چگونگي آزمايش تيتراسيون رسوبي كلر به روش موهر714-4-5- روش اندازه گيري ميزان تغيير سديم در محلول بر حسب زمان با استفاده از دستگاهFlamephotometer 75فصل پنجم آزمايشات و نتايج آن5-1- نتايج آزمايشات انجام شده بر روي سيستم P6270825-1-1- نتايج ادعايي شركت سازنده825-1-2- نتايج به دست آمده در آزمايشات انجام شده 825-2-نتايج آزمايش عدد يدي كربن فعال1855-3- آزمايش اندازه گيري كيفيت رسانايي الكترودهاي ساخته شده865-3-1- اندازه گيري آمپراژ و ولتاژ865-3-2-آزمايش و بررسي تغييرات فاكتورهاي EC وpH محلول بين دو الكترود در زمانهاي مختلف895-3-2-1-نتايج آزمايش اندازه گيري تغييرات pH بر حسب زمان895-3-3-آزمايش و اندازه گيري توام EC وpH بر حسب زمان همراه با تغيير جنس فلزات 905-3-4-آزمايش و اندازه گيري توام EC وpH بر حسب زمان همراه با تغيير جنس الكترود به آلومينيوم 915-3-5- آزمايش و اندازه گيري توام EC وpH بر حسب زمان همراه با الكترود آلومينيوم وچسب 50% 945-3-6- آزمايش و اندازه گيري توام EC وpH بر حسب زمان همراه با الكترود آلومينيوم وچسب 50% 965-4-1-آزمايش و مقايسه الكترودهاي دوطرفه و يكطرفه از نظر جذب يون كلر نمك 99 NaCl5-4-2-آزمايش تيتراسيون كلرمحلول محتويNaClالكترودهاي دوطرفه1005-4-3-آزمايش و بررسي اثر حجم بر كار كرد يون زدايي الكترودهاي دو طرف كربن دار 1015-4-4-آزمايش و بررسي عملكرد يك الكترود به تعادل رسيده با تازه كردن محلول 1015-4-5-آزمايش و بررسي بازگشت يون نمك به محلول در صورت معكوس كردن قطبهاي الكترود 1025-4- 6- تحليل نتايج آزمايشات قبل1035-5- آزمايش و بررسي اثر ولتاژ بر كار كرد يون زدايي الكترودها همراه با اندازه گيريpHو EC1035-5-1- تحليل و نتيجه گيري1065-6-آزمايش اندازه گيري مقدار سديم در زمانهاي مختلف پس از آغاز نمك زدايي به روش فليم فوتومتري 106فصل ششم نتيجه گيري و پيشنهادات6-1- نتيجه گيري1096-2-پيشنهادات109پيوست111فهرست جداولجدول (1-1)میزان استفاده از منابع آب در ایران 4جدول (2-1) مقايسه روشهاي نمك زدايي موجود26جدول (2-2) جدول انرژي موردنياز روشهاي نمك زدايي29جدول (5-1) نتايج آزمايش الكترود( 20%) دو طرف پوشش كربني براي غلظت (5%) نمك در ولتاژ v6 داخل ظرف فلزي 87جدول (5-2) نتايج آزمايش الكترود( 20%) دو طرف پوشش كربني براي غلظت (5%) نمك در ولتاژ v6 داخل ظرف عايق 87جدول (5-3) نتايج آزمايش الكترود( 20%) يك طرف پوشش كربني براي غلظت (5%) نمك در ولتاژ v6 داخل ظرف عايق 87جدول (5-4) نتايج آزمايش اندازه گيري تغييرات pH بر حسب زمان 89جدول (5-5) نتايج آزمايش اندازه گيري توام EC وpHبر حسب زمان همراه با تغيير جنس الكترود به آلومينيوم 92جدول(5-6) نتايج آزمايش توام EC وpH بر حسب زمان ، الكترود( 50%) براي غلظت (5%) نمك 94جدول (5-7) نتايج آزمايش توام ECوpH بر حسب زمان الكترود( 50%) يك طرفه براي غلظت (5%) نمك 96جدول (5-8) نتايج آزمايش توام EC وpH بر حسب زمان الكترود( 50%) دو طرفه براي غلظت (5%) نمك 96 جدول(5-9) نتايج آزمايش الكترودهاي دوطرفه و يكطرفه از نظر جذب يون كلر نمك NaCl 99جدول (5-10) نتايج آزمايش تيترا سيون كلر محلول محتوي NaCl الكترودهاي دوطرفه 100جدول (5-11) نتايج آزمايش و بررسي اثر حجم بر كار كرد يون زدايي الكترودهاي دو طرف كربن دار 101جدول (5-12) نتايج آزمايش بررسي عملكرد يك الكترود به تعادل رسيده با تازه كردن محلول 101جدول( 5-13) نتايج آزمايش بررسي بازگشت يون نمك به محلول در صورت معكوس كردن قطبهاي الكترود 102جدول (5-14) مقدار نيترات مصرفي درتيتراسيون كلر با تغيير ولتاژ104جدول(5-15) مقدار pH در زمانهاي متفاوت با تغيير ولتاژ104جدول (5-16) مقدار (ms/cm)ECدر زمانهاي متفاوت با تغيير ولتاژ105جدول (5-17)نتايج نمايش داده شده بر روي كاغذ ثبات دستگاه Flame Photometer 107فهرست اشكالشکل (2-1) تبخیر،تقطیرچندمرحله ای(MSF10شکل (2-2) نقشه ونمایی از کارخانه آب شیرین کنی12شکل (3-2) فرایند اسمز معکوس ....... 12شکل (4-2 )طریقه کار میکروفیلتر13شکل (2-5) طیف ذرات تصفیه شده توسط فیلترهای غشایی14شکل (2-6 ) طرحی شماتیک از ساختار غشای تبادل یونی کاتیونی15شکل( 2-7) طرحی شماتیک اصول نمک زدا یی توسط فرایند الکترودیالیز 16شکل(2-8) طرح شماتیک الکترودیالیز توسط غشا های دوقطبی18شکل (2-9)طرح شماتیک اصول یون زدا یی الکتریکی پيوسته19شکل( 2-10) طرح شماتیک نفوذ دیالیزی جهت بازیابی اسید از مخلوط نمک در یک غشای تبادل یونیآنیونی 20شکل(2-11) طرح شماتیک فرایند دیالیز دنان جهت جا بجایی یون های Na+ و Ca2+ دریک غشای تبادل یونی 21شکل (2-12) طرح شماتیک فرایند یون زدا یی خازنی22شکل (2-13) طرح شماتیک فرایند یون زدا یی خازنی همراه با غشاهای تبادل یونی. 24شکل (2-14) شکل شماتیک یک الکترود دو قطبی MCDI25شکل (2-15) مدل شماتيك روش يون زدايي خازني25شکل(3-1) سلول پايه الكتروشيمي30شکل (3-2)نسخه ساده ازنظریه استرن دو لایه32شکل (3-3 ) شكل پايه يون زدايي خازني33شكل (3-4)تصوير الكتروني ساختار كروي ايروژل كربن34شكل (3-5 )تصوير بزرگنمايي شده از فيبر اضافه شده به كربن35شکل(3-6) رسانايي گرمايي ايروژلها37شکل (4-1) تصوير شماتيكي از طرح 146شکل (4-2) طريقه عبور آب يون دار در دستگاه طرح 147شکل( 4-3)طرح شماتيك يك الكترود دستگاه يون زدايي خازني49شکل(4-4)مرحله اول كار دستگاه جذب يونهاي نا همبار49شکل (4-5) مرحله تغيير بار الكترود. 50شكل (4-6) غشاي يكطرفه از برگشت يونهاي همنام به جريان آزاد جلوگيري ميكند 51شکل (4-7)مرحله تخليه51شکل (4-8)طرح شماتيكي از يك واحد 3 الكترود52شکل (4-9) نماي داخلي پوسته دستگاه پيشنهادي53شكل (4-10) نماي بالاي اجزائ داخلي پوسته دستگاه. 54شكل (4-11)نماي خارجي دستگاه طرح پيشنهادي54شکل (4-12) الكترود يك طرفه ساخته به روش بيان شده در بخش 4-3-4-4 61شکل(4-13) يك دستگاهflame photometer 76شکل (4-14)نماي شماتیک یک دستگاه فليم فتومتر Flame photometer 76شکل (4-15) شكل تفاوت انرژي امواح ساطع شده از عناصر76شکل(4-16) شعله حاصل از اشتعال عناصر77شكل(5-1) نتايج اندازه گيري عدد يدي نمونه مورد نظر85شکل( 5-2 )طريقه قرار گيری مدار اعمال ولتاژ و الکترودها86فهرست نمودارهانمودار (2-1)روشهاي استفاده نمك زدايي در جهان تا سال 199828نمودار (4-1) نتايج آزمايش دستگاه طرح1 در مورد يون سديم47نمودار (5-1)نمودار H-Q ادعايي شركت سازنده پمپ گريز از مركز82نمودار (5-2)نمودار H-Q پمپ سانتريفيوژ مورد آزمايش83نمودار (5-4) نمودار نسبت راندمان به افزايش دبي پمپ سانتريفيوژ مورد آزمايش84نمودار (5-5) نمودار H-Q پمپ سانتريفوژ مورد آزمايش در دورهاي متفاوت84نمودار (5-6) خط ترسيم شده برکاغذ لگاریتمی برای هر دز کربن مقادیر X/M(محور عمودی) نسبت به c 85نمودار (5-7) مقايسه ولتاژهاي مصرفي مدار آزمايش در 3 آزمايش 5-3-3-1 88نمودار (5-8) مقايسه جريان مصرفي مدار آزمايش در 3 آزمايش 5-3-3-188نمودار (5-9) نمودار مقدار تغييرات pH بر حسب زمان آزمايش 5-3-2-190نمودار(5-10) نمودار مقدار تغييرات pH بر حسب زمان آزمايش 5-3-391نمودار( 5-11) نمودار مقدار EC بر حسب زمان در آزمايش 5-3-4 92نمودار( 5-12)نمودار مقدار تغييرات pH بر حسب زمان آزمايش 5-3-493نمودار( 5-13)نمودا ر مقدار تغييرات غلظت نمك محلول برحسب زمان آزمايش 5-3-4 93نمودار(5-14) نمودار مقدار EC بر حسب زمان آزمايش 5-3-5 94نمودار( 5-15) نمودار مقدار تغييرات pH بر حسب زمان آزمايش 5-3-595نمودار( 5-16) نمودا ر مقدار تغييرات غلظت نمك محلول برحسب زمان 5-3-5 95نمودار (5-17)نمودار مقدار EC بر حسب زمان الكترود يك طرفه آزمايش 5-3-6 97نمودار( 5-18)نمودار مقدار تغييرات pH بر حسب زمان الكترود يك طرفه آزمايش 5-3-6 97نمودار (5-19)نمودار مقدار EC بر حسب زمان الكترود دو طرفه آزمايش 5-3-6 98نمودار (5-20)نمودار مقدار تغييرات pH بر حسب زمان در آزمايش الكترود دو طرفه 5-3-6 98نمودار (5-21)نمودار مقدار تغييرات كلر بر حسب زمان الكترود يك طرفه آزمايش 5-4-1 99نمودار (5-22) نمودار مقدار تغييرات كلر بر حسب زمان الكترود 2 طرفه آزمايش 5-4-2 100 نمودار (5-23) نمودار مقدار تغييرات عملكرد يك الكترود به تعادل رسيده با تازه كردن محلول آزمايش 5-4- 102نمودار(5-24)نمودار مقدار تغييرات كلر در صورت معكوس كردن قطبهاي الكترود آزمايش5-4-5 103نمودار(5-25) مقدار نيترات مصرفي درتيتراسيون كلر با تغيير ولتاژ آزمايش 5-5 104نمودار(5-26)مقدار pH در زمانهاي متفاوت با تغيير ولتاژ آزمايش 5-5105نمودار( 5-27) روند تغيير( ms/cm)ECدر زمانهاي متفاوت و ولتاژهاي مختلف آزمايش 5-5 106نمودار(5-28) كاهش تراكم سديم در محلول در زمانهاي متفاوت آزمايش 5-6 107
طراحی و ساخت و بررسی عملکرد سیستم نمک زدایی از آب کشاورزی به روش یون زدایی خازنی در یک سیستم آبیاری مجهز به پمپ سانتریفیوژ با غشاء واسط کربن فعال
عنوان تحقیق: طراحی و ساخت و بررسی عملکرد سیستم نمک زدایی از آب کشاورزی به روش یون زدایی خازنی در یک سیستم آبیاری مجهز به پمپ سانتریفیوژ با غشاء واسط کربن فعالفرمت فایل: wordتعداد صفحات: 131شرح مختصر:كمبود آب در كشورهاي خشك همواره يكي از موانع توسعه كشاورزي ، صنعتي و تامين غذاي جامعه بوده است. يكي از راههاي مقابله با اين مشكل تبديل منابع آب شور به آب قابل استفاده است.اين راه علاوه بر تامين آب نيازمند هزينه هاي عظيم انتقال و نگه داري خطوط نيست و در عين حال بسياري از منابع آب كم ارزش را پر ارزش ميكند. اين مسئله در كشور ايران با توجه به حجم عظيم منابع آب شور اطراف و نبود آّب شيرين در زمينهاي ساحلي همچنين چاههاي شور داخل ايران اهميتي دوچندان دارد. روش اصلي اين تبديل نمك زدايي است. يكي از جديدترين روشهاي نمك زدايي، يون زدايي خازني است.در اين تحقيق سعي بر اين شده كه ضمن تحقيق در مورد كارايي آن نمونه اي از آن نيز ساخته شود. اين كار با راه اندازي سيستم تست عمومي پمپ در بخش ماشينهاي كشاورزي دانشگاه باهنر كرمان آغاز شد و سپس با ساخت پوسته طراحي شده از پلاستيك و توليد كربن فعال با فعال سازي پوسته پسته ادامه داده شد و بعد از آن الكترودي با ساختار رسانا از كربن كه داراي مقاومت مكانيكي در مقابل جريان آب باشد و علاوه بر آن پيوستگي لازم با پايه فلزي را داشته باشد، ايجاد شد. سپس آزمايشاتي همچون تيتراسيون كلر،فليم فوتومتري ،ECسنجي و اندازه گيري pHجهت اثبات قابليت نمك زدايي همه جانبه و متناسب آنها انجام شد. آزمايشات تيتراسيون كلر نشان داد كه يك سلول متشكل از 2 الكترود مثبت و منفي با فاصله مناسب در يك محلول آب شور در يك دقيقه قابليت جذب بيش از 25% نمك محلول را دارد. آزمايش ECسنجي نيز روند آن تاييد كرد. آزمايشات فليم فوتومتري و pH سنجي نشان داد كه با انتخاب ولتاژ و فاصله متناسب با نوع و درصد شوري از توليد محصولات ناخواسته در اين فرايند جلوگيري كرد.كليد واژه ها: نمك زدايي، يون زدايي خازني، كربن فعال، فليم فوتومتري، تيتراسيون كلرفهرست مطالبفصل اول : مقدمات1-1- معرفي پژوهش21-2- تعريف مسئله 21-3- وضعیت موجود آب در ایران21-4- نمك چيست؟ 51-5- ارزيابي كيفيت آب از نظر شوري61-5-1- طبقه بندی آبها از نظر شوری یا هدایت الکتریکی مخصوص (EC یا TDS ) 61-5-2-آلودگي آب و خاك به نمك چه مشكلاتي ايجاد ميكند71-5-3-بررسي كيفي آب از نظر دامداري71-5-4-حساسیت گیاهان به شوری خاک71-6- اهداف81-6-1-هدف كلي81-6-2-اهداف تخصصي8فصل دوم بررسي منابع2-1- روشهای فیزیکی102-1-1- تبخیر ، تقطیر چند مرحله ای(MSF) 102-2- روشهای شیمیایی112-2-1- اسمز معکوس (RO. 112-2-2- ميکروفيلتراسيونMF122-2-3- الترافيلتراسيون UF131-1-7-2-2-1-7-2-3-2-2-4-نانوفيلتراسيونNF132-3- فرایندهای غشایی الکتریکی142-3-1- انواع فرایندهای یون زدایی توسط غشاهای تبادل یونی162-3-3-1- الکترودیالیز (Electro Dialysis) 172-3-3-2- الکترودیالیز توسط غشاهای دو قطبی(Electro dialysis with Bipolar Membranes) 172-3-3-3- یون زدایی الکتریکی پیوسته (Electro Deionization Continuous) 182-3-3-4-نفوذ دیالیزی (diffusion dialysis192-3-3-5- دیالیز دنان ( Donnan dialysis202-3-3-6-یون زدایی خازنی (capacitive deionization222-4- بحث و مقایسه روشها24فصل سوم تئوري روش يون زدايي خازني3-2-3-3-1- تئوري روش يون زدايي خازني303-1-1-شیمی سطح الکترود313-1-2-ظرفیت خازنی233-1-3-يون زدايي خازنی322-3-3-1-3-1-4-انرژی مورد نیاز333-1-5-الكترود هاي كربن ايروژل343-1-6- خواص الکتریکی353-1-7- خواص فیزیکی363-2- غشاي واسط كربن فعال372-3-3-2-3-2-1-تولید و بررسی خواص کربن فعال 373-2-2-مقدمه373-2-3-مراحل تولید383-2-3-1- موادخام383-2-3-2-کربونیزاسیون393-2-3-3- فعالسازی393-2-4-کربنهای فعال پیشرفته403-2-4-1- غربالکنندههای مولکولی کربنی (CMS) 403-2-4-2- الیاف کربن فعال413-3- دلايل استفاده از كربن فعال. 413-4- ساختن كربن فعال42فصل چهارم مواد و روشها4-1- مراحل انجام اين پژوهش453-4-4-1-4-1-1-راه اندازی سیستم پایش عملکرد پمپ سانتریفوژ 454-1-2-طراحی و ساخت دستگاه نمك زدا 454-1-2-1- طرح هاي موجود454-1-2-1-1- طرح (1464-1-2-1-2- خلاصه طرح464-1-2-1-3- بررسي طرح484-1-2-2-طرح شرکتCO SAMSUNGELECTRONICS484-1-2-2-1- خلاصه طرح484-1-2-3- طرح پیشنهادی524-1-2-2-1- مزايا و معايب طرح(2524-1-3- ساختن الكترودهاي با پوشش كربن فعال554-1-4- آزمايش الكترودهاي ساخته شده و يافتن حالت بهينه554-1-5- آزمايش الكترودها بر روي پوسته ساخته شده554-2- راه اندازي دستگاه پايش عملكرد پمپ P6250 (دستگاه تست همكاره) 554-3- روش ساختن الكترودهاي كربن فعال554-3-1- روش ايجاد تشكل ورقگونه ميان ذرات پودر شده كربن564-3-2- روش آزمايش مقاومت مكانيكي الكترودهاي كربن فعال62 4-4-روش آزمايشات انجام شده624-4-1- آزمايش مقدار تخلخل نسبي كربن فعال توليد شده از فعال سازي پوست پسته 624-4-2- روش اندازه گيري معيار pH 684-4-3- روش اندازه گيري معيارEC (هدايت الکتريکی آب 694-4-4- چگونگي آزمايش تيتراسيون رسوبي كلر به روش موهر714-4-5- روش اندازه گيري ميزان تغيير سديم در محلول بر حسب زمان با استفاده از دستگاهFlamephotometer 75فصل پنجم آزمايشات و نتايج آن5-1- نتايج آزمايشات انجام شده بر روي سيستم P6270825-1-1- نتايج ادعايي شركت سازنده825-1-2- نتايج به دست آمده در آزمايشات انجام شده 825-2-نتايج آزمايش عدد يدي كربن فعال1855-3- آزمايش اندازه گيري كيفيت رسانايي الكترودهاي ساخته شده865-3-1- اندازه گيري آمپراژ و ولتاژ865-3-2-آزمايش و بررسي تغييرات فاكتورهاي EC وpH محلول بين دو الكترود در زمانهاي مختلف895-3-2-1-نتايج آزمايش اندازه گيري تغييرات pH بر حسب زمان895-3-3-آزمايش و اندازه گيري توام EC وpH بر حسب زمان همراه با تغيير جنس فلزات 905-3-4-آزمايش و اندازه گيري توام EC وpH بر حسب زمان همراه با تغيير جنس الكترود به آلومينيوم 915-3-5- آزمايش و اندازه گيري توام EC وpH بر حسب زمان همراه با الكترود آلومينيوم وچسب 50% 945-3-6- آزمايش و اندازه گيري توام EC وpH بر حسب زمان همراه با الكترود آلومينيوم وچسب 50% 965-4-1-آزمايش و مقايسه الكترودهاي دوطرفه و يكطرفه از نظر جذب يون كلر نمك 99 NaCl5-4-2-آزمايش تيتراسيون كلرمحلول محتويNaClالكترودهاي دوطرفه1005-4-3-آزمايش و بررسي اثر حجم بر كار كرد يون زدايي الكترودهاي دو طرف كربن دار 1015-4-4-آزمايش و بررسي عملكرد يك الكترود به تعادل رسيده با تازه كردن محلول 1015-4-5-آزمايش و بررسي بازگشت يون نمك به محلول در صورت معكوس كردن قطبهاي الكترود 1025-4- 6- تحليل نتايج آزمايشات قبل1035-5- آزمايش و بررسي اثر ولتاژ بر كار كرد يون زدايي الكترودها همراه با اندازه گيريpHو EC1035-5-1- تحليل و نتيجه گيري1065-6-آزمايش اندازه گيري مقدار سديم در زمانهاي مختلف پس از آغاز نمك زدايي به روش فليم فوتومتري 106فصل ششم نتيجه گيري و پيشنهادات6-1- نتيجه گيري1096-2-پيشنهادات109پيوست111فهرست جداولجدول (1-1)میزان استفاده از منابع آب در ایران 4جدول (2-1) مقايسه روشهاي نمك زدايي موجود26جدول (2-2) جدول انرژي موردنياز روشهاي نمك زدايي29جدول (5-1) نتايج آزمايش الكترود( 20%) دو طرف پوشش كربني براي غلظت (5%) نمك در ولتاژ v6 داخل ظرف فلزي 87جدول (5-2) نتايج آزمايش الكترود( 20%) دو طرف پوشش كربني براي غلظت (5%) نمك در ولتاژ v6 داخل ظرف عايق 87جدول (5-3) نتايج آزمايش الكترود( 20%) يك طرف پوشش كربني براي غلظت (5%) نمك در ولتاژ v6 داخل ظرف عايق 87جدول (5-4) نتايج آزمايش اندازه گيري تغييرات pH بر حسب زمان 89جدول (5-5) نتايج آزمايش اندازه گيري توام EC وpHبر حسب زمان همراه با تغيير جنس الكترود به آلومينيوم 92جدول(5-6) نتايج آزمايش توام EC وpH بر حسب زمان ، الكترود( 50%) براي غلظت (5%) نمك 94جدول (5-7) نتايج آزمايش توام ECوpH بر حسب زمان الكترود( 50%) يك طرفه براي غلظت (5%) نمك 96جدول (5-8) نتايج آزمايش توام EC وpH بر حسب زمان الكترود( 50%) دو طرفه براي غلظت (5%) نمك 96 جدول(5-9) نتايج آزمايش الكترودهاي دوطرفه و يكطرفه از نظر جذب يون كلر نمك NaCl 99جدول (5-10) نتايج آزمايش تيترا سيون كلر محلول محتوي NaCl الكترودهاي دوطرفه 100جدول (5-11) نتايج آزمايش و بررسي اثر حجم بر كار كرد يون زدايي الكترودهاي دو طرف كربن دار 101جدول (5-12) نتايج آزمايش بررسي عملكرد يك الكترود به تعادل رسيده با تازه كردن محلول 101جدول( 5-13) نتايج آزمايش بررسي بازگشت يون نمك به محلول در صورت معكوس كردن قطبهاي الكترود 102جدول (5-14) مقدار نيترات مصرفي درتيتراسيون كلر با تغيير ولتاژ104جدول(5-15) مقدار pH در زمانهاي متفاوت با تغيير ولتاژ104جدول (5-16) مقدار (ms/cm)ECدر زمانهاي متفاوت با تغيير ولتاژ105جدول (5-17)نتايج نمايش داده شده بر روي كاغذ ثبات دستگاه Flame Photometer 107فهرست اشكالشکل (2-1) تبخیر،تقطیرچندمرحله ای(MSF10شکل (2-2) نقشه ونمایی از کارخانه آب شیرین کنی12شکل (3-2) فرایند اسمز معکوس ....... 12شکل (4-2 )طریقه کار میکروفیلتر13شکل (2-5) طیف ذرات تصفیه شده توسط فیلترهای غشایی14شکل (2-6 ) طرحی شماتیک از ساختار غشای تبادل یونی کاتیونی15شکل( 2-7) طرحی شماتیک اصول نمک زدا یی توسط فرایند الکترودیالیز 16شکل(2-8) طرح شماتیک الکترودیالیز توسط غشا های دوقطبی18شکل (2-9)طرح شماتیک اصول یون زدا یی الکتریکی پيوسته19شکل( 2-10) طرح شماتیک نفوذ دیالیزی جهت بازیابی اسید از مخلوط نمک در یک غشای تبادل یونیآنیونی 20شکل(2-11) طرح شماتیک فرایند دیالیز دنان جهت جا بجایی یون های Na+ و Ca2+ دریک غشای تبادل یونی 21شکل (2-12) طرح شماتیک فرایند یون زدا یی خازنی22شکل (2-13) طرح شماتیک فرایند یون زدا یی خازنی همراه با غشاهای تبادل یونی. 24شکل (2-14) شکل شماتیک یک الکترود دو قطبی MCDI25شکل (2-15) مدل شماتيك روش يون زدايي خازني25شکل(3-1) سلول پايه الكتروشيمي30شکل (3-2)نسخه ساده ازنظریه استرن دو لایه32شکل (3-3 ) شكل پايه يون زدايي خازني33شكل (3-4)تصوير الكتروني ساختار كروي ايروژل كربن34شكل (3-5 )تصوير بزرگنمايي شده از فيبر اضافه شده به كربن35شکل(3-6) رسانايي گرمايي ايروژلها37شکل (4-1) تصوير شماتيكي از طرح 146شکل (4-2) طريقه عبور آب يون دار در دستگاه طرح 147شکل( 4-3)طرح شماتيك يك الكترود دستگاه يون زدايي خازني49شکل(4-4)مرحله اول كار دستگاه جذب يونهاي نا همبار49شکل (4-5) مرحله تغيير بار الكترود. 50شكل (4-6) غشاي يكطرفه از برگشت يونهاي همنام به جريان آزاد جلوگيري ميكند 51شکل (4-7)مرحله تخليه51شکل (4-8)طرح شماتيكي از يك واحد 3 الكترود52شکل (4-9) نماي داخلي پوسته دستگاه پيشنهادي53شكل (4-10) نماي بالاي اجزائ داخلي پوسته دستگاه. 54شكل (4-11)نماي خارجي دستگاه طرح پيشنهادي54شکل (4-12) الكترود يك طرفه ساخته به روش بيان شده در بخش 4-3-4-4 61شکل(4-13) يك دستگاهflame photometer 76شکل (4-14)نماي شماتیک یک دستگاه فليم فتومتر Flame photometer 76شکل (4-15) شكل تفاوت انرژي امواح ساطع شده از عناصر76شکل(4-16) شعله حاصل از اشتعال عناصر77شكل(5-1) نتايج اندازه گيري عدد يدي نمونه مورد نظر85شکل( 5-2 )طريقه قرار گيری مدار اعمال ولتاژ و الکترودها86فهرست نمودارهانمودار (2-1)روشهاي استفاده نمك زدايي در جهان تا سال 199828نمودار (4-1) نتايج آزمايش دستگاه طرح1 در مورد يون سديم47نمودار (5-1)نمودار H-Q ادعايي شركت سازنده پمپ گريز از مركز82نمودار (5-2)نمودار H-Q پمپ سانتريفيوژ مورد آزمايش83نمودار (5-4) نمودار نسبت راندمان به افزايش دبي پمپ سانتريفيوژ مورد آزمايش84نمودار (5-5) نمودار H-Q پمپ سانتريفوژ مورد آزمايش در دورهاي متفاوت84نمودار (5-6) خط ترسيم شده برکاغذ لگاریتمی برای هر دز کربن مقادیر X/M(محور عمودی) نسبت به c 85نمودار (5-7) مقايسه ولتاژهاي مصرفي مدار آزمايش در 3 آزمايش 5-3-3-1 88نمودار (5-8) مقايسه جريان مصرفي مدار آزمايش در 3 آزمايش 5-3-3-188نمودار (5-9) نمودار مقدار تغييرات pH بر حسب زمان آزمايش 5-3-2-190نمودار(5-10) نمودار مقدار تغييرات pH بر حسب زمان آزمايش 5-3-391نمودار( 5-11) نمودار مقدار EC بر حسب زمان در آزمايش 5-3-4 92نمودار( 5-12)نمودار مقدار تغييرات pH بر حسب زمان آزمايش 5-3-493نمودار( 5-13)نمودا ر مقدار تغييرات غلظت نمك محلول برحسب زمان آزمايش 5-3-4 93نمودار(5-14) نمودار مقدار EC بر حسب زمان آزمايش 5-3-5 94نمودار( 5-15) نمودار مقدار تغييرات pH بر حسب زمان آزمايش 5-3-595نمودار( 5-16) نمودا ر مقدار تغييرات غلظت نمك محلول برحسب زمان 5-3-5 95نمودار (5-17)نمودار مقدار EC بر حسب زمان الكترود يك طرفه آزمايش 5-3-6 97نمودار( 5-18)نمودار مقدار تغييرات pH بر حسب زمان الكترود يك طرفه آزمايش 5-3-6 97نمودار (5-19)نمودار مقدار EC بر حسب زمان الكترود دو طرفه آزمايش 5-3-6 98نمودار (5-20)نمودار مقدار تغييرات pH بر حسب زمان در آزمايش الكترود دو طرفه 5-3-6 98نمودار (5-21)نمودار مقدار تغييرات كلر بر حسب زمان الكترود يك طرفه آزمايش 5-4-1 99نمودار (5-22) نمودار مقدار تغييرات كلر بر حسب زمان الكترود 2 طرفه آزمايش 5-4-2 100 نمودار (5-23) نمودار مقدار تغييرات عملكرد يك الكترود به تعادل رسيده با تازه كردن محلول آزمايش 5-4- 102نمودار(5-24)نمودار مقدار تغييرات كلر در صورت معكوس كردن قطبهاي الكترود آزمايش5-4-5 103نمودار(5-25) مقدار نيترات مصرفي درتيتراسيون كلر با تغيير ولتاژ آزمايش 5-5 104نمودار(5-26)مقدار pH در زمانهاي متفاوت با تغيير ولتاژ آزمايش 5-5105نمودار( 5-27) روند تغيير( ms/cm)ECدر زمانهاي متفاوت و ولتاژهاي مختلف آزمايش 5-5 106نمودار(5-28) كاهش تراكم سديم در محلول در زمانهاي متفاوت آزمايش 5-6 107