UF/ Adsorpsiyon hibrit sistemleri

prosesler çoğunlukla ekonomik olmaktan uzak kalmaktadır (Lazaridis vd., 2004;

Mavrov vd., 2004; Juang vd., 2010).

1.3 UF/ Adsorpsiyon hibrit sistemleri

Ultrafiltrasyon (UF) membranlar kullanılarak su arıtımında yüksek seviyelerde katı-sıvı ayırma verimi elde edilmesine karĢılık, bu tip membranlarla su ortamından çözünmüĢ organik ve inorganik safsızlıkların etkin bir Ģekilde giderimi sağlanamamaktadır (Watanabe vd., 1999). Son yıllarda yapılan çalıĢmalarda, düĢük basınç seviyelerinde iĢletilebilmeleri sebebiyle kolaylık ve ekonomiklik sağlayan bu proseslerin, konvansiyonel arıtma prosesleri ile birleĢtirilerek hibrit uygulamalar Ģeklinde atıksulardan çözünmüĢ maddelerin ve safsızlıkların gideriminde uygulanabilecekleri ortaya konmuĢtur. Bunlar arasından özellikle membran-toz aktif karbon (TAK), membran biyoreaktörler (biyomembranlar), vakum sürücülü membran-flotasyon, membran-ozonlama ve membran-elektrokoagülasyon proseslerinin, su ve atıksu arıtımında önemli derecede dikkat çeken yenilikçi hibrit prosesler olduğu görülmektedir (Zhou ve Smith, 2002; Basar vd., 2006).

Yapılan literatür araĢtırması sonucunda UF hibrit sistemlerinin çoğunlukla sulardan organik madde giderimi üzerine yapıldığı görülmektedir. ÇalıĢmaların çoğunda polimer ile zenginleĢtirilmiĢ UF kullanılmıĢtır.

Noh vd. (2008) amphiphilic polimer nanopartikülü ile zenginleĢtirilmiĢ UF sistem ile organik kirleticilerin ve metal iyonlarının giderimi üzerine çalıĢma yapmıĢlardır.

Toluen, benzen, 4-nitrofenol ve fenol giderimini % 48-97 arasında, Cr³⁺ ve Mg²⁺

giderimini sırasıyla %91.4 ve %95 bulmuĢlardır.

Ġpek vd. (2012) fenol giderimi için UF/adsorpsiyon hibrit sistemini kullanmıĢlar ve adsorban olarak Purolite MN 200 ve Purolite MN 202 isimli polimer adsorbanlarla çalıĢmıĢlardır.

Önceki çalıĢmaların bir kısmı da değiĢik adsorbanlarla (çitosan, bentonit vb.) gerçekleĢtirilmiĢtir.

Xie vd. (2011) adsorpsiyon/UF hibrit sistemi kullanılarak sulardan perklorat giderimi çalıĢmıĢlardır. Adsorban olarak çitosan kullanılmıĢ olup, optimum pH=4.3 olarak ve giderme verimi %92 olarak belirlenmiĢtir.

Al-Bastaki ve Banat (2004) çalıĢmalarında UF ve adsorpsiyon prosesi kombinasyonu ile metilen blue boyar maddesi giderimine çalıĢmıĢlardır. Adsorban olarak 600 mg/L bentonit kullanımına karĢı %97 boyar madde giderme verimi elde etmiĢlerdir. Ancak UF sisteme bentonit ilavesi giderme verimini arttırmıĢ olmasına karĢın süzüntü akısında azalmaya sebep olmuĢtur.

UF/TAK hibrit sistemi ile yapılan çalıĢmalarda çoğunlukla organik madde giderimi ve akı azalması etkileri değerlendirilmiĢtir.

14

Campinas ve Rosa (2010) UF/TAK hibrit sistemi ile doğal organik maddelerin membran tıkanması üzerine etkilerini değerlendirmiĢlerdir. Kullanılan toz aktif karbonun, doğal organik maddelerin varlığında ya da yokluğunda, ne süzüntü akısını ne de geri dönüĢtürülebilen tıkanmayı etkilemediğini belirlemiĢlerdir.

Tansakul vd. (2011) çalıĢmalarında deniz suyundan organik madde giderimi için UF/TAK hibrit sistemi kullanmıĢlardır. TAK ilavesi ile %70‟in üzerinde organik madde giderimi elde edilmiĢ olup, kısa süreli denemelerde akı azalması gözlenmediği belirtilmiĢtir.

Mozia vd. (2005) çalıĢmalarında yüzeysel suların arıtılması için ozon/adsorpsiyon/UF hibrit sistemini kullanmıĢlar ve ozonlama ve UF sistem birlikte uygulandığında oldukça yüksek miktarda organik madde giderimi elde edilebilmiĢ iken, TAK ilavesi ile süzüntü akısında azalma gözlemiĢlerdir.

Mozia ve Tomaszewska (2004) çalıĢmalarında UF/TAK hibrit sistemi ile yüzeysel suların arıtılmasını değerlendirmiĢlerdir. TAK ilavesi ile süzüntü akısındaki azalmasını ve membran temizlenme durumunu incelemiĢlerdir. Sonuç olarak, UF/TAK hibrit sistem kullanımının yalnız UF kullanımına göre organik madde gideriminde daha etkili olduğunu ve çalıĢılan her iki pH değerinde de (8.7 ve 6.5) TAK ilavesinin süzüntü akısında önemli bir etkiye sebep olduğunu belirlemiĢlerdir.

Bazı çalıĢmalarda ağır metal giderimi için entegre membran filtrasyon sistemlerini kullanmıĢlardır. Blocher vd. (2003), elektronik endüstrisi atıksularından bakır, nikel ve çinko giderimini flotasyon, membran ve adsorpsiyon hibrit sisteminde çalıĢmıĢlardır.

Mavrov vd. (2004) atıksulardan çinko, bakır ve nikel giderimi için adsorpsiyon, mikrofiltrasyon ve flotasyon uygulamıĢ ve bakır ve çinko için %97 den fazla, nikel için ise %84 giderme verimi elde etmiĢlerdir.

Llanos vd. (2008) sentetik atıksudan bakır giderimi için polimer ile zenginleĢtirilmiĢ UF kullanarak %97 den fazla giderme verimi elde etmiĢlerdir.

Katsau vd. (2011), UF membran teknolojisi ile düĢük maliyetli adsorbanların kombinasyonu ile çalıĢarak sentetik atıksulardan Cu(II), Pb(II), Zn(II) ve Ni(II) giderimine çalıĢmıĢlardır. Böylece biyolojik arıtma sonrası deĢarj edilecek suda mevcut metallerin giderilmesini hedeflemiĢlerdir. pH=6‟da metal giderimini sırasıyla Pb(II)>Cu(II)>Zn(II)>Ni(II) olarak belirlemiĢlerdir.

Escoda vd. (2013), sulu çözeltilerden Cu(II) giderimi için fonksiyonalize edilmiĢ kolloidal silika ve çitosan ile adsorpsiyon ve UF hibrit sistemi çalıĢmıĢlardır.

Katsau vd. (2010) endüstriyel atıksulardan nikel giderminde UF ile birlikte aluminosilicate mineralleri kullanmıĢlar ve pH=6‟da %80 giderme verimi elde etmiĢlerdir.

Du vd. (2014) çalıĢmalarında koagülasyon, flokülasyon, ultrafiltrasyon hibrit sistemi ile antimon giderimi üzerine çalıĢmıĢlar ve yalnızca UF ile %5-10, hibrit sistem ile ise

%90 ın üzerinde giderme verimi elde ettiklerini belirtmiĢlerdir.

15

Literatür araĢtırmasından da görüldüğü gibi TAK/UF hibrit sistemleri kullanılarak metal giderimi üzerine çalıĢma bulunmamaktadır. Bu çalıĢma kapsamında tekli (Cu(II) ve Zn(II)) ve ikili metal giderimi (Cu(II)+Zn(II)) içinTAK/UF ile adsorpsiyon hibrit sistemleri kullanılmıĢtır. Böylece UF membran sistemleri ile NF ve RO proseslerine kıyasla daha düĢük basınçta çalıĢılarak daha ekonomik bir Ģekilde metal giderimi gerçekleĢtirilmeye çalıĢılmıĢ olup, TAK adsorpsiyonunda görülen adsorbanın ayrılması problemi de ortadan kalkmıĢ olmaktadır.

16