In this section

    Facile Preparation of Composite PVA/Ceramic Membrane For Produced Water Treatment

    Facile Preparation of Composite PVA/Ceramic Membrane For Produced Water Treatment. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

    [img]
    Preview
    		 PDF (MS Thesis)
    MS_Thesis_Mohammed_Alqassab_Draft_May_23rd_Corrected.pdf - Accepted Version
    Download (19MB) | Preview

    Arabic Abstract

    المياه المصاحبة هي المياه التي تصاحب إنتاج النفط أو الغاز من التكوينات الجوفية. في كل يوم يتم استخراج المزيد من المياه بكمية تفوق تلك من النفط أو الغاز ويجب التعامل مع هذه الكمية بطريقة مناسبة. تحتوي المياه المصاحبة على عدد لا يحصى من الملوثات العضوية وغير العضوية التي تشكل خطرًا كبيرًا على البيئة إذا لم تتم معالجتها بشكل صحيح. تحتوي أيضا على قطرات الزيت العائمة، والمشتتة، والمذابة، والمستحلبة. يمكن أن تكون تقنية الأغشية مفيدة لفصل الزيت عن الماء. في أدبيات المجتمع العلمي، هناك تركيز كبير على الأغشية البوليمرية المركبة أكثر من التركيز على الأغشية الخزفية لفصل الزيت عن الماء. تتمتع الأغشية الخزفية بإمكانية إزالة الزيت بشكل فعال نظرًا لخصائصها الميكانيكية العالية وعندما يتم تعديلها، فقد تؤدي إلى تكامل فعال لعمليات معالجة المياه المصاحبة. في هذا البحث، تم استخدام كحول البولي فينيل (PVA) المتشابك بواسطة الجلوتارالدهيد (GA) على أغشية سيراميك الألومينا لمعالجة المياه المصاحبة لفصل الزيت عنها. تم أيضًا إضافة الأغشية المتحللة حراريًا بمواد متناهية الصغر من جسيمات كربونات السيليكون النانوية (SiC) لتعزيز خصائصها وتقليل التلوث. وفي خلاصة هذه الدراسة قد تم عمل غشاء سيراميكي بإمكانه إزالة ٨٤٪ من مجموع الكربون العضوي في الماء المصاحب مع تدفق للماء بقدر ٣٧ لترا لكل متر مربع في الساعة (ل م س). بالإضافة إلى ذلك، تمت دراسة بوليمرPVA / GA باستخدام مركب غشاء عضوي عن طريق طلاء خليط مكون من ٤٪ PVA و٠,٥٪ PEG على دعامة من النايلون ثم ربطه مع GA. تم دراسة تأثير زمن التشابك وتركيز PVA وطريقة انعكاس الطور وتركيز الجسيمات النانوية المضافة على درجة التشابك وتبلور الغشاء. كما تمت دراسة الانتفاخ المائي للأغشية العضوية المحضرة. من بين الأغشية المحضرة تم استخدام غشاءM0.5 (يحتوي على نسبة 0.005:1 SiC إلى PVA) لمعالجة مستحلب 100 جزء في المليون D/O في الماء. حقق هذا الغشاء تصفية بنسبة 85٪ مع تدفق ٢٥ (ل م س) وتم تمييز جميع الأغشية المحضرة باستخدام المجهر الالكتروني الماسح و مشتت أشعة X والتحلل الحراري وجهاز "فورييه" لتحويل طيف الأشعة تحت الحمراء وكما تم اختبار أدائها عن طريق ترشيح المياه المصاحبة.

    English Abstract

    Produced water is the water that accompanies the oil or gas production from underground formations. More produced water is extracted than oil or gas and this quantity must be handled in a proper manner. Produced water contains a myriad of organic and inorganic pollutants that pose a huge risk to the environment if not properly treated. One of the major pollutants in produced water is oil. Ceramic membranes have the potential for effective oil removal due to their high mechanical properties and when modified, they may lead to an efficient integral of the process to treat produced water. In this research, Polyvinyl alcohol (PVA) crossed linked with Glutaraldehyde (GA) on alumina ceramic membranes and pyrolyzed were used to treat produced water from oil. The membranes were also doped with SiC nanomaterials to enhance their properties and reduce fouling. The prepared membranes reached a TOC rejection of up to 84 percentage and an end of experiment flux of 37 LMH. In addition, The PVA/GA polymer was further studied using an organic membrane composite by coating 4% PVA/0.5% mixture on a nylon support and then crosslinking it with GA. The effect of time of crosslinking, concentration of PVA, method of phase inversion, and the concentration of added nanoparticles on the degree of crosslinking and crystallinity of the membrane were studied. Water swelling of the prepared organic membranes was also studied. Among the prepared membranes M0.5 membrane (containing 0.005:1 SiC to PVA ratio) was used to treat an emulsion of 100 ppm D/O in water. It achieved a 85% TOC rejection with a flux of 25.3 LMH. All prepared membranes were characterized by SEM, EDX, FTIR, WCA, XRD, TGA, pure water permeation and TOC rejection.

    Item Type: Thesis (Masters)
    Subjects: Environmental
    Chemical Engineering
    Research > Environment
    Department: College of Chemicals and Materials > Chemical Engineering
    Committee Advisor: Aljundi, Essam
    Committee Members: Alsaifi, Nayef and Baaqeel, Hassan and Abussaud, Basim and Hasan, Shadi
    Depositing User: MOHAMMED ALQASSAB (g202102990)
    Date Deposited: 01 Jun 2023 08:09
    Last Modified: 01 Jun 2023 08:09
    URI: http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/142410