İleri Osmoz Membran-Hidrojel Hibrid Sistemlerde Uygun Akıllı Polimer Hidrojeller Kullanılarak Yüksek Tuz Giderim Performansları Elde Edilmesi

Abstract

Su kaynaklarının insanlar ve diger canlılar tarafından fazla tüketilmesiyle birlikte, gerekli temiz suya erisim zorlasmıstır. Halen tuzlu suların tuzunun giderilmesi için ters osmos prosesi endüstriyel olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak gerek yüksek enerji maliyetleri, gerekse de yüksek basınçlara dayanabilen ters osmos membranların ömürlerinin kısa olması nedeniyle ekonomik degildir. Yüksek basınç gerektirmeyen ve daha düsük enerji kullanana, ileri osmoz prosesi ciddi bir arastırma alanı haline gelmistir ancak bu proses, membrandan çekim çözeltisine geçen suyun buradan nasıl geri kazanılacagının yeterince çözülememesi nedeniyle endüstrilesememistir. Bu soruna çare olarak, Almanya?da hidrojellerin çekim çözeltisi olarak kullanılması önerilmistir. Bu proje kapsamında bu proses yani FO membran/hidrojel hibrit sistemi test edilmistir. Önce selüloz asetat esaslı 3 farklı FO membran sentezlenmistir. Bu membranlar, referans ticari selüloztriasetat bazlı HDI membranı ile beraber, laboratuvarda üç farklı FO prosesinde denenerek membranlardan çekme çözeltisine geçen suyun debisi ve tuz reddi performansları tayin edilmistir. Bu testlerde çekme çözeltisi olarak 6M NH4HCO3 çözeltisi ve tuz çözeltisi olarak kütlece %1.5 NaCl kullanılmıstır. Denemelerimizde en iyi FO performans ticari HTI membranla elde edilmistir. Gelistirdigimiz FO test sistemleri kendi aralarında karsılastırıldıgında, zamana karsı numune alım ve konsantrasyon ölçümü yapılabilen ?Ikinci? FO test sistemi yüksek su debisi saglamıstır, ancak ?Üçüncü? test sistemi tuz reddini daha iyi saptamaktadır. Laboratuvarda sentezledigimiz 2008-Herron referanslı CTA membranı %92.64 tuz reddi ve 3.0 LMH su akısı saglamıstır ve bu sonuçlar ticari membrana yakındır. Akıllı hidrojel olarak, NIPAM ve NIPAM-ko-AMPS hidrojelleri iki farklı polimerizasyon metoduyla sentezlenmis ve bu hidrojellerin performansları ticari HTI membranının kullanıldıgı hidrojel/FO sistemlerinde test edilmistir. Basarılı su geri kazanımı sonuçlarını UVpolimerizasyonuyla sentezlenen ve 35oC de büzülerek suyunu bırakan NIPAM homopolimerler vermistir ancak performanları yetersizdir. Sonuç olarak, bu proje kapsamında, membran sentezleme, FO deneme, hidrojelden maksimum suyun geri kazanımı çalısmaları olumlu sonuçlanmıstır ama prosesin tuzsuzlastırma yüzdesi hedeflenen degerin altındadır. Buradan, akıllı hidrojellerin çekim çözeltisi olarak kullanılmasının pratikte henüz yetersiz oldugu saptanmıstır.