Su ve Çevre Teknolojileri Dergisi 124. Sayı (Kasım 2018)

suvecevre.com 51 11 / 2018 • SU VE ÇEVRE TEKNOLOJİLERİ MAKALE nek çaplı membranlar daha düşük MWCO değerine sahiptir. Ancak MWCO parametresi membranın bir malzemeyi tutma performansını gös- terdiği için bu parametreyi molekülün boyutu, polarite, kirleticinin memb- ranla olan etkileşimi gibi diğer faktör- ler de etkilemektedir. Ayrıca membran yüzeyindeki gözenek boyutu dağılımı ve yüzey gözenekliliği gibi faktörler de önem arz etmektedir. UF memb- ranları protein, enzim, virüs, organik madde ve benzerlerini ayırma kapa- sitesine sahiptirler. NF membranlarının gözenek çap- ları 0,005 ile 0,001 m m aralığında değişmektedir. Bu membranlar çift değerlikli tuzlar, organik boya, pesti- sit, sertlik ve benzeri parametrelerin gideriminde oldukça etkindirler. Ters osmoz membranları (TO) ise daha çok gözeneksiz yapılar olarak tanım- lanmaktadır. TOmembranları ise tek değerlikli tuzları, metal iyonlarını ve benzeri maddeleri ayırma kapasite- sine sahiptirler. Bu başlık altında gerçekleştirilen sınıflandırma membran yüzeyindeki ortalama gözenek boyutuna ve ayırma kabiliyetlerine göre yapılmaktadır. Gözenek boyutu farklılığı membranla- rın uygulama alanını sınırlamamakta- dır. Örneğin MF membranı gözenek boyutu açısından en yüksek gözenek boyutuna sahip membranlardır. Fakat sadece mikrofiltrasyon uygulamasında kullanılabilir diye bir kısıtlama yok- tur. Örneğin membran distilasyonu prosesinde hidrofobik mikrofiltrasyon membranları kullanıldığı bilinmekte- dir. Benzer şekilde ters osmoz memb- ranları da ileri osmoz prosesinde kul- lanılmaktadır. 3. MEMBRANLARIN GEOMETRIK ŞEKILLERINE GÖRE SINIFLANDIRILMASI Membranlar düz plaka, içi boş- luklu fiber, tübüler ve çoklu delik olmak üzere yaygın olarak dört farklı şekilde üretilmekte ve kullanılmakta- dırlar. Bu membranlara ait resimler Şekil 2’de verilmiştir. Düz plaka membranlar, levha şek- lindedirler. Membranların bir yüzeyi aktif ayırma gerçekleştiren tabaka olup, diğer yüzeyinden membrandan süzülen su alınmaktadır. Düz plaka membranlar genellikle destek malze- mesi üzerine polimer kaplanmasıyla üretilmektedir. Böylece, membranın mekanik mukavemeti dokuma olma- yan kumaş ile sağlanırken, ayırma özelliği polimer tabaka ile gerçekleş- mektedir. İçi boşluklu fiber membranlar, silindir şeklinde olup ya içten dışa ya da dıştan içe çalışabilmektedir. Yani ayırma işleminin gerçekleştiği tabaka iç yüzeyde veya dış yüzeyde olabilecek şekilde üretilebilir. Askıda katı madde konsantras- yonunun yüksek olduğu proseslerde aktif tabakanın dışta olduğu memb- ranlar, yani dıştan içe çalışan içi boş- luklu membranlar tercih edilmekte- dir. Ayrıca bu membranlar mekanik dayanımlarının artması amacıyla içi boş örgü ip üzerine polimer kaplan- ması yöntemiyle de üretilmektedirler. Bu tür membranlar güçlendirilmiş içi boşluklu fiber membran olarak adlan- dırılmaktadırlar. Tübüler membranlar, silindi- rik şekilde olup çapları biraz daha geniştir. Özellikle yüksek askıda katı madde içeren sularda tercih edilmek- tedirler. Tübüler membranlar silin- dirik dokuma olmayan kumaşın iç yüzeylerinin polimer kaplanması ile üretilirler. Aktif tabakanın iç yüzeyde bulunduğu bu membranlar içten dışa çalışmaktadır. Çok delikli olarak adlandırılan membranlar, yapısında birden çok su akış kanalı içeren membranlar ola- rak tanımlanırlar. İçten dışa prensibi ile çalışmaktadırlar. Bu membranlar polimerik veya seramik olabilir. Fakat genellikle seramik membranlar bu tipte üretilmektedir. Şekil 3’te ise membranların geo- metrik yapılarına göre nasıl tertiplen- dikleri verilmiştir. Örneğin düz plaka membranlar spiral sargılı modül ola- rak konfigüre edilip proseslerde kul- lanılabilirken, tübüler şekilli memb- ranlar spiral sargılı tertip tarzında kullanılamamaktadır. Membran geo- metrisine bağlı olarak kullanılabilecek modül ve proses tertip tarzları sınırlı ve belirlidir. 4. MEMBRANLARIN YAPISINA VE MORFOLOJISINE GÖRE SINIFLANDIRILMASI Dışardan bakıldığında oldukça düzgün (üniform) görünen memb- ranların yapısına, ileri görüntüleme teknikleriyle bakıldığında çok farklı yapılar gözlenebilmektedir. Bu mor- folojiler membranların sınıflandırıl- maları ve performansları açısından önem arz etmektedir. Membranlar morfolojilerine göre yoğun, gözenekli ve kompozit olmak üzere temelde üç sınıfa ayrılmakta- dırlar. Bu morfolojik özelliklere göre yapılan sınıflandırma işlemi şematik olarak, Şekil 2.4’te verilmiştir. Yoğun membranlarda su akısı oldukça düşük Şekil 2. Geometrik şekillerine göre membranlar a) Düz plaka (MEM- TEK), b) İçi boşluklu fiber (MEM-TEK), c) Tübüler (Xylemflowcontrol, 2017), d) Çok delikli membranlar (Advantecmfs, 2017 )