Su ve Çevre Teknolojileri Dergisi 127. Sayı (Şubat 2019)

44 SU VE ÇEVRE TEKNOLOJİLERİ • 02 / 2019 suvecevre.com çözeltisi seçimi gibi kısıtlamalarda içermektedir. Literatürde, bu kısıtlamaları azalt- maya yönelik olarak yeni membran üretimi ve/veya modifikasyonu ile farklı tür ve konsantrasyonlarda çekme çözeltilerinin denenmesi üzerine yapı- lan çalışmaların sayısı artmaktadır. İleri osmoz prosesinin endüstriyel veya tam ölçekli uygulamaları henüz yeterince mevcut değildir. 7. MEMBRAN DİSTİLASYONU (MD) PROSESİ Membran distilasyonu, diğer gele- neksel membran teknolojilerinin bazı kısıtlamalarını ortadan kaldırabilecek, kısmen yeni bir membran ayırma prosesidir. Bu proses ile özellikle tek bir adımda yüksek çözünen madde konsantrasyonuna ulaşılabilmekte ve daha saf bir su üretilebilmektedir. Bu teknolojide, mikro gözenekli hidrofobik bir membran, farklı sıcak- lıklara sahip iki akışkanı birbirinden ayırmakta ve membran üzerinden seçici kütle transferi gerçekleştiril- mektedir. Bu proses, çözeltilerin kay- nama noktasından daha düşük bir sıcaklıkta ve atmosferik basınç altında gerçekleşmektedir. Membran hidro- fobisitesi, sıvı fazın gözeneklerden geçişini engellemekte ve su buharı, sıcak taraftan daha soğuk tarafa geçiş yaparak soğuk yüzeyde yoğuşmakta- dır. Burada, sürücü kuvvet, membran ara yüzeyinde oluşan buhar basıncı farkıdır. MD sistemi taşınım meka- nizması, Şekil 3’te şematik olarak verilmiştir. Membran distilasyon prosesi, nor- mal basınç altında ve diğer termal dis- tilasyon proseslerine göre daha düşük sıcaklıkta gerçekleşebildiğinden, yük- sek osmotik basıncına sahip çözeltileri konsantre ederek birçok farklı atıksu problemlerine çözüm sunmaktadır. Güneş, dalga ve jeotermal enerji- nin kullanılabilirliği veya genellikle endüstriyel tesislerde mevcut olan atık ısıların kullanılabilme olasılığı bu pro- sesi cazip hale getirmektedir. Çok çeşitli membran distilasyon tertip tarzları mevcuttur. Tüm bu ter- tip tarzlarının şematik gösterimleri Şekil 4’te verilmektedir. Doğrudan temaslı membran distilasyonunda, sıcak besleme çözeltisi membran yüzeyiyle doğrudan temas etmekte- dir. Böylece, buharlaşma, membran- yüzeyinde gerçekleşmektedir. Buhar, basınç farkıyla membran boyunca hareket etmekte ve membranın göze- neklerinden çıktıktan sonra modül içerisinde soğuk akımla karşılaşıp yoğuşmaktadır. Su, membranın hid- rofobik yapısından dolayı membran- dan geçememektedir. Boşluklardan sadece buhar geçişi olmaktadır. Hava boşluklu membran distilasyonunda, sıcak besleme akımı yine membran ile temas ederken, membranı geçtikten sonra soğuk akımla doğrudan karşı- laşmamaktadır. Soğuk yüzey ile buhar akımı arasında bir hava boşluğu mev- cuttur. Bu tertip tarzında, besleme akı- Şekil 2 . İleri osmoz proseslerinin şematik gösterimi (üstte) ve ileri osmoz prosesinin membran distilasyonu ile kombinasyonu (altta) Zang ve diğ, 2014) Şekil 3 . Membran distilasyonu temel çalışma prensibi (Macedonia ve Drioli, 2017) Besleme Suyu Yoğun çözelti (Yüksek Osmotik Basınç) Yüksek Kons. Yarıgeçirgen Membran Osmoz İO Membranı MD Membranı Çekme Çözeltisi Besleme Çözeltisi 60 °C Isıtıcı Ürün Suyu Su Tuz İstenmeyen Maddeler Yarıgeçirgen Membran İleri Osmoz Sıvı faz Sıvı faz T 1 T 0 Buhar fazı Yoğunlaştırma Evoporasyon MAKALE