Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

TREATMENT OF MERCURY IONS FROM PETROLEUM CO-PRODUCED WATER VIA SEMI-CONTINUOUS HOLLOW FIBER SUPPORTED LIQUID MEMBRANE SYSTEM

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

การบำบัดไอออนปรอทจากน้ำทิ้งที่ได้จากหลุมขุดเจาะปิโตรเลียมโดยใช้เยื่อแผ่นเหลวที่พยุงด้วยเส้นใยกลวงในระบบกึ่งต่อเนื่อง

Year (A.D.)

2014

Document Type

Thesis

First Advisor

Ura Pancharoen

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Degree Name

Doctor of Engineering

Degree Level

Doctoral Degree

Degree Discipline

Chemical Engineering

DOI

10.58837/CHULA.THE.2014.1388

Abstract

This study investigated the separation of mercury ions from produced water via hollow fiber supported liquid membrane (HFSLM). The influences of types and concentration of extractant / stripping agent, i.e. Aliquat 336 / Thiourea and Calix[4]arene nitrile / DI- water, pH in feed solution, flow patterns, operating time, and flow rates were investigated. The optimum condition was identified and reported: Aliquat 336/Thiourea hybrid at 1 pH of feed solution, 4% (v/v) Aliquat 336, 0.1 M Thiourea an operating temperature of 301 K; Calix[4]arene nitrile/DI-water at 4.5 pH of feed solution, 0.004 M of Calix[4]arene nitrile, DI-water as stripping solution and an operating temperature of 313 K. A single-pass flow pattern of feed solution and circulating flow pattern of the stripping solution of 100 mL/min were found to be the most practical setup to deal with continuous and large feed of the produced water, whilst, the mercury waste is manageable following the circulation of the stripping solution in a limited volume. In conjunction with experimental work, the new mathematical model to predict the concentration of mercury ions via HFSLM was developed by factoring mass transfer fluxes from convection, diffusion and reaction in the model. From the verification, the hypothetical concentrations of mercury ions aligned closely with the experimental results. Average standard deviations for predicting the extraction and recovery were 1.5% and 1.8%. The results imply that the combination of convection, diffusion and reaction is crucial for accurate prediction in this unsteady state model. This robust model with its high accuracy provides a greater understanding of transport mechanism across the feed to the stripping solution; a design scale-up for industrial application could prove useful.

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

งานวิจัยนี้ ศึกษาการแยกไอออน ปรอท ออกจากน้ำทิ้งจากหลุมขุดเจาะแก๊สธรรมชาติผ่านระบบเยื่อแผ่นเหลวที่พยุงด้วยเส้นใยกลวง ปัจจัยที่ศึกษา ได้แก่ ชนิดและความเข้มข้นของสารสกัด/สารละลายนำกลับ เช่น Aliquat 336/ไทโอยูเรีย และ Calix[4]arene nitrile/ Deionized -water ค่าความเป็นกรด-เบส ในสารละลายป้อน รูปแบบการไหล ระยะเวลาปฏิบัติการ และอัตราการไหลสภาวะที่ดีที่สุด สำหรับ Aliquat 336/ไทโอยูเรีย คือ ความเป็นกรด-เบส ในสารละลายป้อนมีค่าเท่ากับ 1 สารสกัด Aliquat 336 ที่ความเข้มข้น 4% (v/v) สารละลายนำกลับไทโอยูเรียที่ความเข้มข้น 0.1 โมลต่อลิตร ที่อุณหภูมิ 301 K สำหรับCalix[4]arene nitrile/ Deionized คือ ความเป็นกรด-เบส ในสารละลายป้อนมีค่าเท่ากับ 4.5 สารสกัด of Calix[4]arene nitrile ที่ความเข้มข้น 0.004 โมลาร์ โดยใช้ Deionized–water เป็นสารละลายนำกลับ ที่อุณหภูมิ 313 K อัตราการไหลของสารละลายป้อนและสารละลายนำกลับเท่ากับ 100 มิลลิลิตรต่อนาที สารละลายป้อนไหลผ่านมอดูลเส้นใยกลวงครั้งเดียว ส่วนสารละลายนำกลับให้ไหลวน นอกจากนี้ ได้พัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์สำหรับทำนายผลความเข้มข้นของไอออนปรอทโดยอาศัยความหนาแน่นของการไหล (flux) ซึ่งพิจารณาเทอมของการพา การแพร่ ปฏิกิริยาที่ผิวสัมผัสของเยื่อแผ่นเหลว และการสะสม ของไอออนปรอทพบว่าผลการทำนายความเข้มข้นของไอออนปรอททั้งในสารละลายป้อนและสารละลายนำกลับสอดคล้องกับค่าที่ได้จากการทดลอง ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานของการทำนายผลความเข้มข้นของไอออนปรอทในการสกัดและนำกลับมีค่าเท่ากับ 1.5% and 1.8% ตามลำดับ ซึ่งแบบจำลองนี้ทำให้เข้าใจกลไกการเคลื่อนที่ของไอออนปรอทจากสารละลายป้อนไปยังสารละลายนำกลับ และยังนำไปใช้ในการออกแบบเพื่อขยายขนาดสำหรับภาคอุตสาหกรรมต่อไป

Link to Full Text

Share

COinS