Su ve Çevre Teknolojileri Dergisi 126. Sayı (Ocak 2019)

38 SU VE ÇEVRE TEKNOLOJİLERİ • 01 / 2019 suvecevre.com MAKALE HALİL HASAR Mühendislik Fakültesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, Fırat Üniversitesi Prof. Dr. Dincer Topacık Ulusal Membran Teknolojileri Uyg-Ar Merkezi, İTÜ SERKAN GÜÇ İnşaat Fakültesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, İTÜ Prof. Dr. Dincer Topacık Ulusal Membran Teknolojileri Uyg-Ar Merkezi, İTÜ G. MELİKE ÜRPER İnşaat Fakültesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, İTÜ Prof. Dr. Dincer Topacık Ulusal Membran Teknolojileri Uyg-Ar Merkezi, İTÜ İSMAİL KOYUNCU İnşaat Fakültesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, İTÜ Prof. Dr. Dincer Topacık Ulusal Membran Teknolojileri Uyg-Ar Merkezi, İTÜ MEMBRAN PROSESLER (*) (*) MEM-TEK tarafından TC Çevre ve Şehircilik Bakanlığının desteğiyle hazırlanan “Su/Atıksu Arıtımı ve Geri Kazanılmasında Membran Teknolojileri ve Uygulamaları” kitabından derlenmiştir. 1. GİRİŞ M embran teknolo- jisi, daha az ham madde, enerji ve su tüketimini sağla- yarak atıksu ve katı atık minimi- zasyonunun sağlanması açısından oldukça önemlidir. Membran pro- sesleri, su arıtımı, geri devir proses suyu, tekrar kullanım ve yan ürün kazanımı için endüstriyel alanlarda uygulanabilir bir potansiyele sahip- tir. Su, evsel ve endüstriyel atıksu arıtımında farklı karakteristiklere sahip çeşitli membran ayırma prosesleri kullanılmaktadır. Bu proseslerin birbirinden çok farklı olmalarına rağmen kesintisiz ve otomatik işletme sağlayan sürekli prosesler şeklinde kullanılabilmeleri veya günün belli bir saatinde kesikli işletilebilmeleri, özellikle endüstriyel arıtma ve geri kazanma amacıyla önemli bir üstünlük sağlamaktadır. Bu sistemlerin modüler olarak tasar- lanabilmeleri, boyut sınırlandırmasını ortadan kaldırmaktadır. Ayrıca, bu sistemlerin üretilen su başına kapla- dığı alan küçük olduğundan az alan ihtiyacı, taşınabilir olması nedeniyle mobil işletim imkanı ve şok yükle- melere karşı daha az etkilenme gibi önemli üstünlükleri de vardır. Membran proseslerinin işleti- minde itici güç, taşınım mekaniz- ması, geçirgenlik, seçicilik en önemli parametrelerdir. Bu parametreler, su arıtımı, enerji verimliliği ve geri kazanım hedeflerini etkilediği için, bu bölümde yalnızca basınç sürücü kuvveti ile çalışan membranlar hak- kında bilgi verilmemiş, aynı zamanda elektrodiyaliz (ED) gibi farklı sürücü kuvvet ve taşınım mekanizmalarına sahip membran prosesler de ele alın- mıştır. Bütün proseslerde temel amaç, farklı bileşikler için farklı seçiciliğe sahip yarı geçirgen bir bariyer olan membran boyunca sürücü kuvvetin homojen bir şekilde uygulanmasıdır. Sürücü kuvvetin membran boyunca eşit oranda dağılımının sağlanması ve hidrodinamik şartların kontrol edilebilmesi, modül geliştirme ve membran proseslerinin tasarımında oldukça önemli ve karmaşık bir süreç- tir. Tablo 1’de özellikleri kısaca verilen mikrofiltrasyon (MF), ultrafiltrasyon (UF), nanofiltrasyon (NF), ters osmoz (TO), ileri osmoz (İO), membran dis- tilasyonu (MD), elektrodiyaliz (ED), elektrodeiyonizasyon (EDI), perva- porasyon (PV) ve membran kontak- tör (MK) prosesleri hakkında genel bilgiler sunulmuştur. İlerleyen kısım- larda ise bu genel özellikleri özetlenen membran proseslerin çalışma meka- nizmaları ve işletme parametreleri ile ilgili detaylı bilgiler verilmiştir. 2. MİKROFİLTRASYON (MF) PROSESİ Mikrofiltrasyon membranları 0,05-2 μm arasında değişen göze- nek çaplarıyla çözeltilerden parti- külleri, virüsleri ve bakterileri başta olmak üzere sahip olduğu gözenek