BÖLÜM 9 TERS OSMOZ VE NANOFİLTRASYON

membran prosesleridir. GİRİŞ Membran Proseslerin Tanımı Ters Osmoz (TO), nanofiltrasyon (NF) ve elektrodiyaliz sistemleri, ayırma mekanizması olarak su içindeki bileşenlerin geçirimliliklerindeki farklılıkları kullanan membran prosesleridir.

Membran, su içindeki bazı bileşenleri yüksek ve bazılarını GİRİŞ Membran Proseslerin Tanımı Membran, su içindeki bazı bileşenleri yüksek ve bazılarını ise daha düşük oranda geçiren yarı geçirgen sentetik bir malzemedir. Şekil 9-1’de gösterildiği gibi su membran yüzeyine doğru pompalanır. Sonuçta, ürün ve atık olarak iki ayrı akıma ayrılır.

TEORİ Osmoz Osmoz, çözünen maddelerin (çözelti içerisindeki iyonlar) geçişini engelleyen ancak solventin (suyun) akışına izin veren ideal yarı geçirgen membrandan, bir solventin (çoğu durumda su) seyreltik çözelti tarafından konsantre çözeltiye doğru, kendiliğinden taşınımı olarak tanımlanabilir.

TEORİ Osmotik Basınç Difüzyon için sürücü kuvvet, genellikle konsantrasyon gradyanı olarak tanımlanmaktadır. Daha kesin bir ifade ise Gibbs enerjisindeki gradyantdır. Gibbs fonksiyonunun genel ifadesi

TEORİ Osmotik Basınç

TEORİ Osmotik Basınç

TEORİ Akı Çözelti-difüzyon modeli: Gözenek akış modeli: Öncelikli tutma-kapilar akış modeli:

TO ve NF MEMBRANLARININ ÖZELLİKLERİ Membran Malzemesi TO ve NF membranlarında yaygın olarak selülozik ve poliamid türevli malzemeler kullanılmaktadır.

TO ve NF MEMBRANLARININ ÖZELLİKLERİ Membran Konfigürasyonu Membran modülleri, hem spiral-sargılı hem de içi boşluklu fiber konfigürasyonlarında üretilmektedir.

TO ve NF MEMBRANLARININ ÖZELLİKLERİ Membran Konfigürasyonu

TO ve NF MEMBRANLARININ ÖZELLİKLERİ Sıcaklığın Etkisi Sıcaklık suyun viskozitesini ve membran malzemesini etkilemektedir. Genellikle süzüntü akımı, sıcaklık yükselişi ve viskozite düşüşüyle artmaktadır. Membran malzemesi, sıcaklık ve akı arasındaki ilişki, her bir malzeme için farklıdır. Akı için sıcaklık düzeltme faktörleri, üreticilerden temin edilebilir (AWWA,1999).

TO ve NF MEMBRANLARININ ÖZELLİKLERİ Kullanım Ömrü Membranlarda tıkanma genellikle aşağıdaki mekanizmalar sebebiyle olmaktadır (AWWA, 1999):

TO ve NF MEMBRANLARININ ÖZELLİKLERİ Kullanım Ömrü

TO ve NF UYGULAMALARI Proses Tanımı

TO ve NF UYGULAMALARI Proses Tanımı Ön arıtma İleri - arıtma Konsantre Akım Proses Tasarımı Membran Proses Seçimi. İşletme Basınçları. Sınırlayıcı Tuzlar. Membran Element Tasarımı. Membran Dizi Tasarımı. Üreticinin Standart Şartlarının Uygulanması.

ELEKTRODİYALİZ NF/TO sistemlerinden farklı olarak, elektrodiyaliz (ED) ve ters elektrodiyaliz (EDR) prosesleri, elektriksel potansiyel sürücü kuvveti altında çalıştırılır. Düz plaka formundaki sıralı iyon değiştirici membranlar anyon ve katyon transferi için pozitif ve negatif plaka elektrodlar arasına yerleştirilir.

ELEKTRODİYALİZ Direkt voltaj akımının uygulanmasıyla, pozitif yüklü iyonlar negatif elektroda (katot) ve negatif iyonlar ise pozitif elektroda (anot) doğru hareket ederler. Demineralize olan akım bir bölmede ve konsantre olan akım ise ayrı bir bölmede toplanır.

ELEKTRODİYALİZ ED ve EDR, silika, partikül madde veya patojenler gibi elektriksel olarak nötral bileşenleri ayıramaz. Bu sistemler, yüklü kirletici iyonları ayırmak için uygundur. ED ve EDR prosesleri su yumuşatmada kullanılıyor olsa da, bu sistemler sıklıkla arsenik ve sülfat gibi spesifik kirleticileri arıtmada özel uygulamalar arasında bulunmaktadır.

ELEKTRODİYALİZ Daha genel uygulaması ise 3000 mg/L’den daha az toplam çözünmüş katı içeren kuyu sularının arıtımında kullanılmasıdır (Bergman, 2005).