شبيه سازي فرآيند غشاء به منظور حذف تركيبات آلي فرار از فاضلاب با استفاده از CFD

يكي از مهم‌ترين منابع انتشار تركيبات آلي فرار (Volatile Organic Compound) صنايع توليدكننده حلال‌هاي شيميايي هستند. اين مواد آلي علاوه بر اينكه آلودگي زيادي براي محيط زيست ايجاد مي‌كنند، از نظر اقتصادي نيز ضررهاي بيشماري به سبب هدر رفت به دنبال دارند. به همين منظور حذف مواد آلي فرار از آب يا پساب هاي صنعتي و نيز بازيابي آن‌ها موضوع مهمي است. در اين مقاله، شبيه‌سازي جداسازي مواد آلي فرار از آب با استفاده از غشا نانوفايبر مورد بررسي قرار گرفته است. با توجه به پيچيدگي تحليل توأمان معادلات مربوط به جريان گاز و مايع و نيز انتقال جرم در سراسر سيستم، از نرم افزار COMSOL Multiphysics جهت شبيه‌سازي عددي سيستم بهره گرفته شد. با شبيه‌سازي در شرايط گوناگون مي‌توان عملكرد يك فرآيند غشايي را در حذف آلاينده ‌هاي مختلف ارزيابي نمود. در نهايت براي ارزيابي صحت نتايج حاصل از شبيه سازي، از نتايج آزمايشگاهي انجام شده توسط فنگ و همكاران استفاده شد پس از گذشت پنج ساعت غلظت كلروفرم در دماي 60 درجه‌ي سانتي‌گراد از مقدار 1157 به 400 ppm تقليل مي‌يابد. همچنين دماي 23 درجه‌سانتي‌گرادي مقدار غلظت ماده‌ي آلي از 1347 به 1080 ppm دست مي‌يابد. تفاوت شيب تغييرات در اين دو دما اساساً به علت تغيير در ضريب هانري در بررسي تعادل فازي است كه با افزايش دما افزايش يافته و نفوذ كلروفرم درون غشا و درنتيجه درصد حذف آن را بهبود ميبخشد. مقايسه تغييرات غلظت درون مخزن خوراك در اين دو دما نشان‌دهنده‌ي تطابق بسيار مناسب شبيه‌سازي‌ها با داده‌هاي آزمايشگاهي با تفاوت نسبي 11 درصدي مي‌باشد.