Su ve Çevre Dergisi 113.Sayı (Aralık 2017)

54 Su ve Çevre Teknolojileri / Aralık 2017 suvecevre.com edilmiştir. 1 metre genişliğinde pilot ölçekli olarak üretilen destek tabakasının görüntüsü Şekil 4’te verilmiştir. Elde edilen destek tabakasının üzerine yine pilot ölçekli üretim cihazında arayüzey polimeriazsyonu tekniği kullanılarak 150-200 nanometre kalınlığında poliamid kaplanmıştır. Elde edilen pilot ölçekli ters osmoz membranlarının analizleri ve performans testleri gerçekleştirilmiştir. Ortalama %98,5 mertebelerinde tuz giderimi sağlayan membran üretimi ger- çekleştirilmiştir. Sonraki aşamada bu membranlar kullanılarak spiral sarımlı ters osmoz modülleri üretilmiştir. Böylece ilk defa yerli üretimmembran kullanılan bir ters osmoz modülü üretilmiştir. Şekil 5’te, üretilen modüllerden görüntüler mev- cuttur. Bu modüllerin performans testleri devam etmektedir. Ters Osmoz Membran Performanslarının Zwitteriyonik Silan İlavesi ile Artırılması Son yıllarda amfoterik polimerler kirlilik önleyici memb- ran materyalleri olarak oldukça ilgi görmektedir. Bu yüzden mevcut ticari membranların amfoterik silan bileşikleri ile kaplanmaları veya bu bileşiklerin membran üretimi esnasında aktif tabaka içerisine ilavesi gerçekleştirilmiştir. Literatürde desalinasyon membranların yüzeyinin amfoter olmayan silan bileşikleri ile kaplanmasına örnekler bulunmaktayken [3-4] bu proje kapsamında gerçekleştirilen, membran yüzeylerinin amfoterik silan bileşikleri ile kaplamaları veya bu bileşiklerin aktif tabaka içerisine ilavesi çalışmaları tamamen yenilikçidir. Farklı yapıda fonksiyonel gruplar taşıyacak biçimde sen- tezlenen amfoterik silan bileşikleri amino asit, sulfobetain, karboksibetain ve fosfobetain esaslı olmak üzere dört farklı grupta toplanabilir. Aktif tabakaların amfoterik silan mal- zemeler ile kaplanmasındaki veya aktif tabaka içerisinde bu malzemelerin yerleştirilmesindeki amaçlar şu şekilde sıralanabilir: • Kirlilik etkisini azaltmak: Aktif tabakanın üzerinde amfoterik özelliklerde bir yüzey oluşturularak kirlenmeye karşı dayanıklılığın artırılması. • Membran yüzeyinin hidrofilikliğinin artırılması ile kirlilik etkisinin azaltılması • Klorlamaya karşı membranın dayanıklılığının artırılması: Kaplama sayesinde aktif tabakanın klorlamaya hassas olan fonksiyonel gruplarının sterik engellerle korunması • Tuz iticiliğinin artırılması: Hem sterik engelden hem de anyonik ve katyonik grupların elektrostatik itme etkisi ile tuz iticiliğinin artması • Su geçirgenliğinin artırılması: Membran yüzeyinde ve içerisinde oluşacak iyonik kanallar sayesinde su geçirgenliğinin artması. Ticari ters osmoz membranlarının yüzeyleri EPBS, MPBS ve MPPS silanları ile polikondensasyona dayalı olarak kaplan- mış ve kaplama sonrası çeşitli analizler gerçekleştirilmiştir. Bunlardan bir tanesi ticari ve modifiye membran yüzeyle- rinde farklı olgunlaşma kademelerindeki biyofilmleri değer- lendirmek için konfokal floresan mikroskobu yardımıyla yapı- lan incelemedir. Canlı/ölü bakterilerin incelenmesinde yeşil renk canlı hücreleri gösterirken, kırmızı renk ise sadece ölü bakterileri Şekil 6’da göstermektedir. Üç günlük ve 10 günlük biyotıkanma periyotları için görüntüler alındığında üç günlük biyofilme sahip ticari membranın yüzeyi tamamıyla canlı bakterilerle dolu iken, geliştirilen zwitteriyonik yapılı bileşik- lerle kaplanmış membranlar ise daha az bakteriyel yapışma göstererek ölü bakterileri işaret etmektedir. Dikey olarak farklı bölümlerden alınan görüntüler de biyofilm tabakasının iç kısımlarındaki bakterilerin ölü olduğunu göstermektedir. Ticari membranların silan kaplanmasında biyotıkanmaya karşı oldukça iyi özellikler görülsede ticari membran veya aktif tabaka üzerine kaplamanın membran akısına yapacağı olumsuz etki sebebiyle sentezlenen silan bileşiklerinin aktif tabaka olarak kullanılan poliamid matriksinin içerisine ilavesi gerçekleştirilmiştir. Elde edilen olumlu ve yenilikçi sonuçlar neticesinde TR2017/13140 numarası ile patent başvurusu gerçekleştirilmiştir. Tablo 1’de silan bileşiği ilave edilen membranların tuz tutu- numu ve akı sonuçları verilmiştir. Silan/MPD momomeri oranı çözeltide kullanılan MPD miktarına göre eklenmiş olan silan bileşiğinin oranını belirtmektedir. Çalışmalar 55 bar basınç altında 32000 ppm sodium klorür çözeltisi ile gerçekleşti- rilmiştir. Silan ilavesi ile membranların tuz tutunumu olum- MAKALE Şekil 4. Pilot ölçekli membran dökme işlemi Şekil 5. Proje kapsamında üretilen çeşitli boyutlarda spiral sarımlı modüller