موسسه انتشارات بین المللی چتر اندیشه موسسه انتشارات بین المللی چتر اندیشه Journal of Contemporary Research Science And Research (Jocrisar) مجله پژوهش های معاصر در علوم و تحقیقات 2676-5764 8 85 2026 07 30 طراحی سیستم های تصفیه پساب مبتنی بر فیلتراسیون غشایی با استفاده از مواد متخلخل نانوساختار 28 52 FA سکینه خاتون نژاد گروه محیط زیست، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد اهواز، اهواز، ایران سکینه خاتون نژاد گروه محیط زیست، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد اهواز، اهواز، ایران مرضیه بدری پور گروه شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد اهواز، اهواز، ایران مرضیه بدری پور گروه شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد اهواز، اهواز، ایران 2026 03 10 رشد فعالیت های صنعتی و شهری، تولید پساب هایی با ترکیب پیچیده از مواد آلی، یون های فلزی، معلق ها و در برخی موارد هیدروکربن ها را افزایش داده و طراحی سامانه های تصفیه پایدار را به یکی از محورهای اصلی مهندسی محیط زیست و مهندسی شیمی تبدیل کرده است. فیلتراسیون غشایی، به ویژه نانوفیلتراسیون (NF)، اولترافیلتراسیون (UF) و زیست راکتورهای غشایی (MBR)، به دلیل امکان حذف انتخابی، کاهش حجم لجن و انطباق با استانداردهای بازیافت آب، در طراحی خطوط تصفیه پساب صنعتی و شهری مورد توجه قرار گرفته اند؛ با این حال، محدودیت هایی مانند گرفتگی غشا (fouling)، افت تدریجی شار، مصرف انرژی مرتبط با فشار عملیاتی و هزینه نگهداری، مانع توسعه مقیاس صنعتی یکنواخت این فناوری ها شده است. ادبیات بین المللی ۲۰۱۵ تا ۲۰۲۶ نشان می دهد که افزودن مواد متخلخل نانوساختار—از جمله اکسید گرافن (GO)، چارچوب های فلزی آلی (MOF)، زئولیت و الیاف توخالی نانوساختار در ماتریس های پلیمری—می تواند مسیر انتقال آب، آب دوستی سطح، ظرفیت جذب آلاینده و در برخی موارد مقاومت در برابر فولینگ را تغییر دهد، هرچند پایداری پرکننده در محیط آبی، پراکندگی یکنواخت، نشت نانوذرات و مقایسه بلندمدت روی پساب واقعی همچنان از خلأهای پژوهشی مهم به شمار می روند. هدف این پژوهش، ارائه چارچوب طراحی یکپارچه برای سامانه تصفیه پساب مبتنی بر فیلتراسیون غشایی حاوی لایه یا ماتریس نانوساختار متخلخل است که در آن نوع فرایند (UF تنگ، NF یا MBR)، انتخاب ماده پرکننده، پیش تصفیه و پارامترهای عملیاتی (فشار، شار متقاطع، غلظت خوراک) به صورت هم زمان در نظر گرفته شوند. روش تحقیق، ترکیبی از مرور نظام مند منابع معتبر فارسی و انگلیسی و تحلیل مقایسه ای داده های گزارش شده در مطالعات آزمایشگاهی و صنعتی منتخب است؛ از جمله عملکرد غشاهای تجاری NF و اسمز معکوس (RO) در پساب صنعتی عسلویه، غشاهای نانوساختار پلی اتر سولفون برای پساب نفتی، و غشاهای نانوکامپوزیتی حاوی گرافن اکسید. نتایج ترکیب شده نشان می دهد که در شرایط گزارش شده برای NF تجاری در فشار حدود ۷ بار، درصد تصفیه کلی می تواند به حدود ۹۲ درصد برسد، در حالی که اصلاح نانوساختار می تواند شار عبوری و حذف COD را به طور هم زمان بهبود دهد؛ برای نمونه، افزودن حدود ۰٫۵ درصد وزنی گرافن اکسید به غشای پلی اتر سولفون، شار را از حدود ۹۶ به ۱۳۹ کیلوگرم بر مترمربع در ساعت افزایش داده و حذف COD را تا حدود ۹۶٫۱۲ درصد گزارش کرده است. غشاهای الیاف توخالی با اندازه حفره در مقیاس نانومتر نیز در جداسازی فاز نفتی از آب، پس زنی کامل در شرایط بهینه گزارش شده اند. نتیجه گیری کلی حاکی از آن است که طراحی سامانه باید بر پایه تطبیق اندازه منفذ/مکانیزم حذف با مشخصات پساب، قرار دادن UF تنگ یا NF اصلاح شده در نقش حذف آلاینده های میانی، و پایش فولینگ به عنوان متغیر طراحی اصلی استوار باشد؛ استفاده از مواد متخلخل نانوساختار بدون ارزیابی پایداری بلندمدت و اقتصاد چرخه عمر، به تنهایی تضمین کننده برتری عملیاتی نیست و نیازمند آزمون روی خوراک واقعی و تحلیل هزینه–فایده است. https://jocrisar.ir/downloadfilepdf/15249