Hibrit Seramik Membran Prosesiyle Su Arıtımı
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Çevre Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2011
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Bilgehan İlker Harman
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Mehmet BEYHAN
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Yapılan bu tezin ana amacı, laboratuar ölçek çalışmalar yaparak demir oksit kaplı seramik membran ve hidrojen peroksit ilavesiyle katalitik oksidasyonu içeren hibrit membran prosesiyle (HSMHP) sulardan doğal organik madde (DOM) ve fenol gideriminin ve önerilen prosesin etkinliğinin tayin edilmesidir. Kullanılacak membran oksidan ilavesi ve müteakip katalitik yüzey reaksiyonları sonucu oluşacak güçlü radikallere karşı dayanımlı olması gerektiğinden HSMHP prosesinde seramik membranların kullanılması tercih edilmiştir. HSMHP prosesi hakkında literatürde spesifik bir test çalışması ya da uygulama mevcut değildir. Bu bağlamda tezde elde edilen sonuçların literatüre önemli katkılar sağlayacağı öngörülmektedir.Tez 3 ana fazda yürütülmüştür. Faz 1: HSMHP prosesi için temin edilen seramik membranların metal oksitlerle kaplanması ve kaplanmamış-kaplanmış membranların detaylı karakterizasyonu; Faz 2: Model çözeltilerde (distile-deiyonize su içinde sadece DOM ve fenol bulunduğu çözeltiler) yapılan HSMHP testleri; Faz 3: İçme suyu kaynaklarından alınan gerçek doğal su numunelerinde yapılan HSMHP testleri. Kaplanmamış ve demir oksit ile kaplanmış seramik membranlar ile yapılan testlerde en fazla DOM giderimleri yüksek SUVA değerlerine sahip DOM çözeltilerinde (model DOM çözeltilerinde) elde edilmiştir. Demir oksit kaplı seramik membranlar ile yüksek SUVA değerine sahip sularda DOM'un (özellikle de UV absorplayan kısmı) demir oksit yüzeye adsorpsiyonu sonucu DOM giderimleri artmıştır. Bu sonuç, kaplanmamış ve kaplanmış seramik membranların DOM giderim performansının DOM'un yapısıyla (hidrofobik ve/veya hidrofilik fraksiyon) doğrudan ilişkili olduğunu göstermektedir. Hem kaplanmamış hem de kaplanmış membran testlerinde fenol ve DOM'un birlikte bulunduğu model çözeltiler ve doğal ham sular ile yapılan testlerde fenol-DOM etkileşimlerinin olmadığı dolayısıyla fenol ve DOM giderimlerinin birbirinden bağımsız olduğu bulunmuştur. Fenol giderimlerinde fiziksel membran ayırma mekanizması çok az rol almıştır. Fenol gideriminin ana mekanizması çözeltinin pH değerine bağlı olarak elektrostatik itmedir. Hidrojen peroksit eklenen model çözeltiler ve doğal ham sular ile denenen HSMHP prosesi DOM gideriminde öngörülen artışı sağlayamamıştır. Ancak HSMHP prosesi membran tıkanma kontrolünde laboratuvar ölçekli çalışmalarda oldukça etkili olmuştur. HSMHP prosesinin membran akılarını artırdığı, akı azalmalarını ve tıkanma oranlarını ise azalttığı tezde yapılan testler ile kanıtlanmıştır. HSMHP prosesinin uzun süreli testindeki akı değerlerinde artış gözlenmesinin yanında DOM giderimleri ise olumsuz yönde etkilenmemiştir. Bu sonuç, HSMHP prosesinde kullanılan demir oksit ile kaplanmış seramik membranların kendi kendini rejenere edebildiğini işaret etmektedir.