Seramik Ultrafiltrasyon Membran Sistemi İle Yüksek Kalitede İçme Suyu Üretimi

Yıl 2016, Cilt: 6 Sayı: 1, 41 - 49, 01.01.2016

Kadir Özdemir

Öz

Bu çalışmada tübüler seramik membrane kullanılarak oluşturulmuş küçük ölçekli Ultafiltrasyon UF membran sistemi ile kaliteli bir içme suyu üretilmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla kullanılan UF membrane filtrasyon sistemi 1.44 m3/ gün’lük bir su üretim kapasitesine sahiptir. Bu UF membrane filtrasyon sistemi, α-alumina içeren gözenekli bir destek tabakası ve elektrokoagülasyon prosesini gerçekleştirmek için 5 cm çapında ve 10 m uzunluğunda tubüler bir reactor odasından meydana gelmektedir. Bu çalışmada UF membran sistemi ile arıtım amaçlı olarak kullanılacak ham su İstanbul şehrinin önemli içme suyu kaynağı olan Alibeyköy baraj gölünden sağlanmıştır. Bu sistem ile yapılan deneysel çalışmalarda demir ve bulanıklık giderim oranlarının sırası ile; % 75 ve %85 olduğu gözlenirken, pH, klorür ve toplam sertlik parametre değerlerinde herhangi bir değişim olmadığı ortaya konulmuştur. Bununla beraber Toplam Organik Karbon TOK değerlerinde o yaklaşık %15’lik bir düşüş oldğu gözlenirken, Amonyak ve Mangan değerlerinde ise tahmin edilenden daha düşük bir giderim verimi sağlandığı tespit edilmiş olup arıtma sonunda alınanan su numunelerinin bakteriyolojik olarak temiz olduğu rapor edilmiştir. Bu çalışmanın en önemli sonuçlarından biri, herhangi bir kimyasal ve dezenfektan kullanmadan UF membrane filtarsyon sistemi ile üretilen suyun TS-266 içme suyu standartlarında yer alan temel su kalite parametre değerlerini sağlamış olmasıdır. Bununla beraber konvansiyonel içme suyu arıtma tesisleri ile karşılaştırıldığında dezenfektan olarak klor kullanımı sonucu meydana gelen Trihalometanlar gibi özellikle insan sağlığı üzerinde kanserojenik etkiye sahip dezenfeksiyonyan ürünlerinin olmaması UF membrane sistemi ile üretilen içme suyunun sağlıklı, güvenli ve kaliteli olduğunu ortaya koymaktadır.

Anahtar Kelimeler

Seramik membran, Elektrokoagülasyon, Ultrafiltrasyon, Su arıtımı, Su kalitesi

A Ceramic Ultrafiltration Membrane System for Producing High Quality Drinking Water

Öz

In this study, ultrafiltration UF with ceramic membranes was used to produce safe and quality drinking water. The small scale UF membrane system had a capacity of 1.44 m3/d. The UF membrane filtration process includes two parts: a tubular ceramic membrane formed by a porous support α-alumina and a tube reactor chamber 10 m long and 5 cm in diameter to generate electrocoagulation. The system removed 75% to 85% of ferrous and turbidity contaminants. The decrease in pH, chloride and total hardness was similar, but ammonia and manganese removal was much lower than expected. Nevertheless, removal of total organic carbon TOC was the best—only 15% remained. The UF ceramic membrane filtration system produced water that met Turkish Standards TS-266, regulated standards for drinking water in Turkey . Chemical cleaning with a clean-in-place CIP operation was successful in removing fouling and scaling materials in ultrafiltration UF ceramic membrane. The UF ceramic membrane filtration system produced water with no added chemicals as a coagulant and disinfectant. Indeed, producing water with no chemicals and disinfection byproducts DBPs like trihalomethenes THMs is better for human health than the approaches used at conventional drinking water treatment facilities.

Anahtar Kelimeler

Ceramic membrane, Electrocoagulation, Ultrafiltration, Water treatment, Water quality

Kaynakça

• Al-malack, MH., bukhar, AAİ., Abuzaid, NS. 2004. Crossflow microfiltration of electrocoagulated kaolin suspension: fouling mechanism. J Membrane Sci., 243: 143.
• American Public Health Association (APHA) 1998. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 20th ed. Washington, DC, USA.
• bagga, A., Chellam, S., Clifford, DA. (2008). Evaluation of iron chemical coagulation and electrocoagulation pretreatment for surface water microfiltration. J Membrane Sci 309: 82-93.
• barredo-Damas, S., Alcaina-Miranda, MI., Iborra-Clar, MI., Mendoza-Roca, JA. 2012. Application of tubular ceramic ultrafiltration membranes for the treatment of integrated textile wastewaters. Chemical Engineering Journal., 192: 211- 218.
• Can, OT., bayramoglu, M., Kobya, M. 2003. Decolorization of reactive dye solutions by electrocoagulation using aluminum electrodes. Ind. Eng. Chem. Res., 42 (14): 3391–3396.
• Caˇnizares, FP., Mart´ınez, C., Jim´enez, J., Lobato, RMA. 2006. Coagulation and electrocoagulation of wastes polluted with dyes. Environ. Sci. Technol., 40: 6418
• Environmental Protection Agency (EPA) 2006. National Primary Drinking Water Regulations: Ground Water Rule; Final Rule, Federal Register, 40 CFR Parts 9, 141, and 142. 71: 65574-65660.
• Hu, CY., Lo, SL., Kuan, WH. 2013. Effects of co-existing anions on fluoride removal in electrocoagulation (EC) process using aluminum electrodes. Water Res., 37: 4513.
• Jacangelo, JG., Adham, SS., Laˆın´e, JM. 1995. Mechanism of Cryptosporidium, Giardia, and MS2 virus removal by MF and UF. J. Am. Water Works Assoc., 87: 107.
• Jacangelo, JG., Laine, JM., Carns, K.E., Cummings, EW., Mallevialle, J. 1991. Low-pressure membrane filtration for removing Giardia and microbial indicators. J. Am. Water Works Assoc., 83 (9): 97–106
• Jacob, S., Jaffrin, MY. 2000. Purification of brown cane sugar solutions by ultrafiltration with ceramic membranes: investigation. Separ Sci Technol., 35: 989–1010
• Jegatheesan, V., Phong, DD., Shu, L., ben Aim, R. 2009. Performance of ceramic micro and ultrafiltration membranes treating limed and partially clarified sugar cane Juice. J Membrane Sci., 327: 69–77.