بررسی مبانی تئوری استفاده از نانوحباب‌های دی‌اکسید کربن در فرآیندهای تصفیه آب

کد مقاله : 1197-IWWA

نویسندگان

سجاد عسکری1، محمد حسین صراف زاده *2، هدایت عزیزپور2، فرزین صفاری3 1دانشچو 2استاد 3استاد مدعو

چکیده مقاله

نانوحباب‌های CO2 به‌عنوان حباب‌های گازی زیرمیکرونی با نسبت سطح به حجم بالا، به دلیل افزایش سطح بین‌فازی گاز- مایع، ظرفیت بالقوه‌ای برای تسهیل انتقال جرم CO2 و کنترل تعادل‌های کربناتی در آب دارند. با این حال، رفتار این سامانه‌ها تنها به اندازه حباب وابسته نیست، بلکه حاصل برهم‌کنش هم‌زمان ترمودینامیک، شیمی محلول، ویژگی‌های بین‌سطحی و سینتیک انتقال جرم است. کاهش شعاع حباب موجب افزایش فشار داخلی ناشی از کشش سطحی می‌شود، در حالی که پایداری نانوحباب‌ها تحت تأثیر عواملی همچون فوق‌اشباع، انرژی سطحی، بار سطحی و شرایط بین‌سطحی قرار دارد. پس از انحلال CO2، تعادل‌های اسید- باز و کربناتی تغییر کرده و در نتیجه pH، توزیع گونه‌های کربن معدنی و کربن معدنی محلول (DIC) تحت تأثیر قرار می‌گیرند؛ با این حال، افزایش DIC لزوماً به افزایش قلیائیت منجر نمی‌شود. این ویژگی‌ها موجب شده است نانوحباب‌های CO2 در فرآیندهایی نظیر ری‌کربنیشن، تنظیم pH، کنترل تعادل‌های کربناتی و نرم‌سازی آب مورد توجه قرار گیرند. با وجود این، عملکرد آن‌ها به روش تولید، اندازه و توزیع حباب، فشار، دما، ترکیب آب و شرایط هیدرودینامیکی وابسته است. چالش‌های اصلی توسعه این فناوری شامل مقیاس‌پذیری، مصرف انرژی، استانداردسازی روش‌های مشخصه‌یابی و ارزیابی عملکرد در آب‌های واقعی است. در نهایت، توسعه مدل‌های یکپارچه و فرآیندهای پیوسته می‌تواند به درک بهتر و کاربرد گسترده‌تر نانوحباب‌های CO2 کمک کند.

کلیدواژه ها

واژه‌های کلیدی: نانوحباب CO2، ترمودینامیک، انتقال جرم، تعادل کربناتی، ری‌کربنیشن، تصفیه آب

وضعیت: پذیرفته شده برای ارسال فایل های ارائه پوستر