با توجه به اهمیت و حساسیت آب در پالایشگاه اصفهان در دو دهه گذشته، تلاشی مستمر در بهینه سازی مصرف آب، بازیافت و احیای پساب های حاصل از واحدهای مختلف عملیاتی صورت گرفته است. پساب واحد اسمز معکوس، که به استخرهای تبخیری پالایشگاه می ریزد، در کانون توجه پژوهشگران برای بازیافت آب قرار گرفته است. یکی از روش های مدرن برای افزایش بهره وری در بازیافت آب شور، روش تقطیر غشایی است که در این پژوهش به منظور بازیافت پساب شور مورد توجه قرار گرفت. در این پژوهش، مدل سازی RSM به منظور بهینه سازی و پیش بینی شرایط عملیاتی تقطیر غشایی پساب لب شور خروجی واحدRO پالایشگاه اصفهان مورد مطالعه قرار گرفت. آزمایش ها با استفاده از غشای میکرومتخلخل تجاری پلی تترافلرواتیلن بر پایه پلی پروپیلن و با ماژول غشایی صفحه تخت با سطح مؤثر غشایی هشتاد سانتی متر مربع انجام شد. در این پژوهش اثر سه فاکتور دمای خوراک، دبی خوراک و دمای تراویده، بر شار تراویده با استفاده از نرم افزار Design Expert مطالعه شد. نتایج حاصل از مدل سازی نرم افزاری نشان داد که دمای خوراک بیشترین تأثیر را در افزایش شار تراویده دارد به طوری که میزان تأثیر آن بیش از دو برابر اثر دمای تراویده و دبی خوراک است. مقدار بیشینه شار تراویده بهینه در محدوده آزمایش ها L/m2h 67/59 با درجه مطلوبیت 957/0 در شرایط عملیاتی دمای خوراک 70 درجه سلسیوس، دمای تراویده 15 درجه سلسیوس و دبی خوراک 2 لیتر بر دقیقه تعیین شد. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد روش تقطیر غشایی تماس مستقیم می تواند با موفقیت به منظور بازیافت پساب خروجی RO پالایشگاه اصفهان به کار گرفته شود. بهینه سازی پارامترهای عملیاتی در شرایط اقلیمی گرم و سرد اصفهان نیز با استفاده از مدل سازی نرم افزاری قابل محاسبه است.

این پژوهش به منظور بررسی امکان کاربرد روشی نوین برای تأمین نیروی محرکه فرآیند شیرین ­سازی آب به روش تقطیر غشایی انجام گرفت. در این پژوهش، یک سامانة آب شیرین کن با روش تقطیر غشایی تماس مستقیم طراحی و ساخته شد. در این سامانه، از غشاهای آب­گریز متخلخل پلی-وینیلیدن فلوراید (سایز منافذ 5/0 میکرومتر) و پلی-تترافلوئورو اتیلن (سایز منافذ 45/0 میکرومتر) با سطح مؤثر 12 سانتی متر مربع استفاده شد و انرژی گرمایشی و سرمایشی مورد نیاز این فرآیند از طریق پودمان ترموالکتریک به صورت همزمان تأمین گردید. سپس برای بررسی تأثیر عامل های غلظت خوراک، نسبت شدت جریان گرم به سرد، زمان و نوع غشاء بر شار فراورده تراوش شده، درصد جداسازی نمک و انرژی مصرفی ویژه، طراحی آزمایش­ ها توسط نرم افزار Design Expert و با روش سطح پاسخ (RSM) و با استفاده از طرح مرکب مرکزی (CCD) انجام شد. بیش ترین تأثیر بر شار فراورده تراوش شده را به ترتیب نوع غشاء، غلظت خوراک، برهمکنش بین غلظت خوراک و نوع غشاء و نسبت شدت جریان گرم به سرد داشتند. برای غلظت معادل با آب دریا (35 گرم بر لیتر)، میزان شار فراورده تراوش شده به ترتیب از غشاهای پلی-وینیلیدن فلوراید و پلی-تترافلوئورو اتیلن در کم ترین حالت، 3/50 و 8/5 و در بیش ترین حالت، 1/141 و 3/16 کیلوگرم بر مترمربع. ساعت به دست آمد. درصد جداسازی نمک برای غشاء پلی-وینیلیدن فلوراید بیش از 1/88 درصد و برای پلی-تترافلوئورو اتیلن بیش از 6/99 درصد به دست آمد. بیش ترین اثر بر درصد جداسازی را نیز به ترتیب نوع غشاء، غلظت خوراک و برهمکنش بین غلظت خوراک و نوع غشاء داشتند. در بهترین شرایط عملیاتی، شار عبوری و انرژی مصرفی ویژه برای غشا پلی-وینیلیدن فلوراید به ترتیب برابر با 6/282 کیلوگرم بر مترمربع. ساعت و 299 کیلوژول بر کیلوگرم به دست آمد.

خلیج فارس و مناطق ساحلی آن بزرگترین منبع نفت خام در جهان محسوب می شوند. از طرفی، گرمای هدر رفته از صنایع پالایش و پتروشیمی که در محدوده اطراف خلیج فارس قرار گرفته اند، می تواند براساس شرایط ساده خوراک ورودی در تقطیر غشایی، مورد استفاده قرار بگیرد. از این رو، به منظور بهبود عملکرد این سیستم در نمک زدایی از آب خلیج فارس و افزایش شار خروجی، مدل انتقال جرم و حرارت به طور همزمان در یک سیستم تقطیر غشایی در خلآ ارائه و با داده های تجربی اعتبارسنجی شده است. تاثیر شرایط عملیاتی مختلف نظیر دمای خوراک، فشار خلا در سمت تراویده، غلظت خوراک و ضریب انتقال حرارت بر شار تراوش شده مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین، اثر دمای خوراک بر پدیده قطبش دمایی مطالعه شده است. نتایج نشان دادند که شار تراوش شده با افزایش دمای خوراک و ضریب انتقال حرارت افزایش و با افزایش فشار خلا و غلظت خوراک کاهش پیدا می کند. همچنین مشخص شد که افزایش دما اثر نامطلوب پدیده قطبش دمایی را افزایش خواهد داد.

تقطیر غشایی روش جداسازی بر پایه انتقال بخار توسط گرادیان فشار بخار در دو سوی غشای آب گریز با حفره های میکرونی است. این فناوری به دلیل دما و فشار عملیاتی پایین و عدم حساسیت به غلظت آلاینده جریان ورودی برای نمک زدایی آب های فوق شور عملکرد مناسبی دارد. در این مقاله با استفاده از مدل انتقال حرارت بر پایه عدد ناسلت و مدل انتقال جرم بر پایه مدل گاز داستی، تقطیر غشایی تماس مستقیم برای نمک زدایی آب همراه نفت با شوری 100000 mg/L بررسی شده است. با افزایش شوری از 35000mg/L تا 100000 mg/L تنها %10 درصد از میزان محصول کم شده که با افزایش دمای خوراک و دبی جریان خوراک و محصول و کاهش دمای محصول قابل بازیابی است. برآورد اقتصادی برای واحدی با ظرفیت 11000 بشکه آب همراه در روز نشان می دهد هزینه همتراز شده آب تولیدی با این روش برابر 1, 95 $/m3 است که رقم مناسبی برای آب های فوق شور محسوب می شود.

آمونیاک یکی از آلاینده های رایج در پساب های شهری و صنعتی بوده و به دلیل مشکلات متنوعی که ایجاد می کند، حذف آن از پساب ها امری ضروری به نظر می رسد. در این مطالعه یک سیستم تماس دهنده غشایی در حالت یک بار گذر، در مقیاس آزمایشگاهی طراحی و ساخته شد که در آن با استفاده از غشای الیاف توخالی از جنس پلی پروپیلن، اثر پارامترهای عملیاتی مختلف از قبیل محل عبور خوراک (داخل الیاف یا سمت پوسته)، دبی و دمای خوراک بر کارایی فرایند برای پساب سنتزی بررسی شد. در بخش دوم این مطالعه، با توجه به این که پتروشیمی ها یکی از منابع اصلی تولید پساب آمونیاکی با غلظت بالا به شمار می آیند، کارایی این فرایند برای حذف آمونیاک از پساب واقعی پتروشیمی خراسان نیز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمایشگاهی نشان داد که شدت جریان پایین خوراک، دمای بالای خوراک و عبور خوراک آمونیاکی از داخل الیاف، باعث افزایش درصد حذف آمونیاک می گردد. همچنین روند تغییرات درصد حذف آمونیاک با سرعت و دمای پساب واقعی، تقریبا مشابه حالت نتایج پساب سنتزی به دست آمد و با مقایسه درصد حذف آمونیاک برای پساب سنتزی و واقعی، درصد حذف آمونیاک پساب پتروشیمی در دما های 20 و 40 درجه سیلسیوس، به ترتیب در حدود 25 و %19 کمتر از درصد حذف آمونیاک پساب سنتزی به دست آمد.

از روشهای اندازه گیری در محل هدایت الکتریکی خاک، می توان به روش تماس مستقیم الکترود ها با خاک (روش ونر) اشاره کرد. روش تماس مستقیم، هدایت الکتریکی ظاهری خاک را به عواملی نظیر رطوبت، درصد رس و فشردگی خاک مرتبط می داند. این تحقیق اثر شکل الکترود (میله ای و صفحه ای) و نوع جریان الکتریکی (مستقیم و متناوب) را در دقت اندازه گیری هدایت الکتریکی، جهت طراحی دستگاه تهیه نقشه هدایت الکتریکی خاک، مورد بررسی قرار داده است. بدین منظور یک نمونه اولیه از دستگاه اندازه گیری هدایت الکتریکی به روش تماس مستقیم ساخته شد. دستگاه به کمک یک طرح آزمایشی کاملا تصادفی با آرایش فاکتوریل با سه متغیر اصلی میزان شوری خاک (پنج سطح)، نوع الکترود (دو سطح) و جریان الکتریکی (دو سطح) ارزیابی شد. این آزمایش در خاک چهار منطقه مختلف اطراف شهر مشهد با میزان شوری و درصد رس متفاوت تکرار گردید. نتایج با مقادیر EC اندازه گیری شده به روش عصاره یک به یک، توسط نرم افزار SPSS 17 مقایسه و تحلیل شد و تاثیر معنی دار نوع الکترود و جریان الکتریکی مشاهده گردید. ضریب همبستگی تغییرات هدایت الکتریکی اندازه گیری شده به روش تماس مستقیم با هدایت الکتریکی آزمایشگاهی در تیمار های مختلف و خاک های مختلف بین 0.94 تا 0.99 بدست آمد. بر اساس نتایج این تحقیق، استفاده از الکترود صفحه ای و جریان متناوب به منظور طراحی دستگاه تهیه نقشه هدایت الکتریکی مزرعه توصیه می شود.