Beslerne tankı Besleme poınpası Şekil 1. Pervaporasyon işlemi hidrofilitesi önemlidir. Yapılan birçok çalışmada polimerik membranın termal, kimyasal ve mekanik dayanımını artırmak için polimer içine inorganik malzemelereklenmektedir [Semenova ve diğ., 2011, Duval, 1994, Mahajan ve diğ., 2000, Guo ve diğ., 2007]. Pervaporasyon işleminin ters ozmosdan farkı, yüksek basınçlar gerektirmemesi ve seçimli olarak iyon geçişine izin vermemesidir. Genellikle alkol saflaştırma alanında kullanılan ve kurulu birçok ticari tesisi bulunan bu sistemin etkinliği deniz suyu arıtım teknolojisinde de kanıtlanmıştır. 2. MALZEME VE METOD 2. 1. Malzeme Poli (vinilalkol), 3A zeoliti, gluteralclehit (GA), hiclroklorikasit (HCI) ve aseton Sigma AJdrich firmasından temin edilmiştir. Kütlece %3 sodyum klorür (NaCl), magnezyum klorür (MgCl2)ve potasyum klorür (KCI) içeren çözelti laboratuvarda hazırlanmış ve pervaporasyon testleri yapılmıştır. Pervaporasyon için örnek deniz suyu Marmara Denizi İzmit Körfez Bölgesi'nden temin edilmiştir. 2.2. Metod 2.2:1. Membran hazırlama SafPVAmembran hazırlarken; PVA ve saf su kütlece %7 PVA içerecek şekilde çözelti haline getirilmiş ve 90 C0 sıcaklıkta üç saat karıştırılmıştır. Zeolit katkılı membran hazırlarken ise polimer karışımın içine kuru polimer kütlesinin %5 ve lü'u oranında 3A Membran hücresi Kapaıdar Vakum pompası eklenmiş ve 90 C° sıcaklıkta üç saat karıştırılmıştır. Petri kabına dökülen karışım oda koşullarında iki gece kurutulmuştur. Film haline gelen membran çapraz bağlanmak için beş saatboyunca %25su, %75aseton ve polimer kütlesinin %3'ü kadar GA ve HCI içeren banyoda bekletilmiştir. Çapraz bağlanan membran su ile yıkanıp pervaporasyon işleminde kullanılmıştır. 2.2.2. Pervaporasyon çalışması Deniz suyu içinde NaCI oranı yüksek olduğundan operasyon değişkenleri %3 NaCI içeren tuzlu su çözeltisiyle incelenmiştir. Pervaporasyondamembran üst akım basıncı atmosferik koşullarda iken alt akım basıncı 20 mbar olarak ayarlanmıştır. Hem laboratuvar ortamında hazırlanan tuz çözeltisi hem eledeniz suyu ile 20-30-40C0 sıcaklıkta pervaporasyon çalışması yapılmıştır. Beş saatsürdürülen testler sonucunda membran akısı O) denklik 1, tuz tutma oranları veya kapasitesi (R) ise denklik 2 ile hesaplanmıştır. Tuz konsantrasyonları refraktometri ve konclüktometri yöntemleri ile belirlenmiştir. Sıcaklığa bağlı bileşenlerin clifüzyon hızları ise belirlenen akılar yardımıyla denklik 3'teki Fick kanunundan hesaplanmıştır. J=m/A.t (1) R= (C, - Cp / C, )*100 (2) J= -DA8 (CP- C, /z) (3) m, membranclan geçen kütle miktarını (kg); A, aktif membran alanını (m2); t, test süresini (h); Cf, beslemecleki tuz konsantrasyonunu (g/1); Cp, membranclan geçen akımdaki tuz konsantrasyonunu; DAB, (m 2/11); süzüntünün membran içindeki clifüzyon katsayısını; z (m) ise membran kalınlığını temsil etmektedir [Xie ve diğ., 2011]. 3. Bulgular ve Tartışma Bu çalışmada sıcaklık ve yükleme oranının membran akısına ve membranın tuz tutma oranına etkisi gözlenmiştir. Bu iki parametre peıvaporasyonun uygulanabilirliğini ve membranın üretkenliğini göstermektedir. Peıvaporasyon işlemi genellikle sıvı karışımlarını birbirinden ayırmak için kullanılan bir sistemdir. Bu çalışmada ise bileşenlerden biri uçucu olmayan bir madde olduğundan ınembrandan geçiş, ıneınbranın hidrofilitesine, su ile polimer arasındaki hidrojen bağ yapabilmekabiliyetine vesuyun kinetik çapına bağlıdır. 3.1. Sıcaklığtıı Akı ve Tuz Tutma Kapasitesine Etkisi Şekil 2'de görüldüğü gibi sıcaklık artışıyla tüm membran türlerinin akısında artış olmaktadır. Sıcaklıkla akıcla olan artışın muhtemel birçok nedeni olabilmektedir. Pervaporasyon işleminde itici güç membranlar arasındaki konsantrasyon gradienticlir ve bu etki membranın alt ve üst akımı arasındaki basınç farkı ile yönetilmektedir. Sıcaklık arttıkça suyun buhar basıncındaki artışın itici gücün artmasına neden olması, birim zamandageçensu miktarının artmasını ı,. 3,S .... ı,. o ~2,S O1'S--lA o ı 2 .1'10.JA o o - 1,5 o o o,s o 10 20 30 40 50 T(C•I Şekil 2, Besleme sıcaklığının membran akısına etkisi Su ve ÇevreTeknolojileri• Aralık 2012 47 I
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=