Elektrodiyaliz bipolar membran proseslerin tıkanma mekanizması ve önleme çalışmalarının analizi: Sızıntı suyu örneği
Analysis of fouling mechanism and prevention works of electrodialysis with bipolar membrane processes: Leachate sample
Yazar: SENEM YAZICI
Danışman: YRD. DOÇ. DR. UĞUR KURT
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Elektrodiyaliz = Electrodialysis

Özet:
Elektrodiyaliz bipolar membran (EDBM) prosesi, atıksu arıtımında kullanımı giderek artan bir membran teknolojidir. EDBM prosesi, aynı anda arıtım ve geri kazanım sağlayan bir elektrokimyasal prosestir. Bu proseste, anyon, katyon seçici ve bipolar membranlar kullanılabilmektedir. Bipolar membran kullanımı ile atıksu arıtımı yanısıra asit ve baz üretimi de elde edilebilmektedir. EDBM prosesin en önemli problemi, diğer membran prosesler gibi iyon seçici membranların tıkanmasıdır. Bu çalışmada, iyon seçici membranların tıkanma mekanizmasını belirlemek ve önlemek için EDBM reaktörü ön arıtılmış orta yaşlı sızıntı suyu ile işletilmiştir. Orta yaşlı sızıntı suyu, ultrafiltrasyon prosesi ve ardından 5 kademeli iyon değiştiriciler ile ön arıtılmıştır. Böylece EDBM sisteme zarar verebilecek partiküller, iyonik kirleticiler ve sertliğe neden olan bileşikler ve % 40 KOİ giderilmiştir. EDBM prosesi ile % 73 KOİ ve % 86 iletkenlik giderimi sağlanmıştır. Membranlar üzerinde kirlenmeye neden olan yapıları belirlemek için SEM analizleri yapılmıştır. Bu analizler sonucunda membranlar üzerinde oksijen ve kalsiyum elementlerinin kirlenmeye neden olduğu belirlenmiştir. Bu kirliliklerin giderimi için 3 farklı temizleme çalışması yapılmıştır. Bunlar kutupları ters bağlama, fiziksel ve kimyasal temizlemedir. En iyi verim fiziksel temizleme ile elde edilmiştir.

Abstract:
Electrodialysis with bipolar membrane process is a membrane process, which the applications for wastewater treatment is increasing. EDBM process is an electrochemical process that provides treatment and recovery at the same time. In this process, ion exchange (anion, cation ? exchange and bipolar) membranes can be used. Besides the wastewater treatment applications by bipolar membrane; the production of acid and base can be also acquired. The most important problem of EDBM process, like other membrane processes, is fouling of the ion exchange membranes. In this study, EDBM reactor was operated with a pre-treated middle-aged leachate water to determine and prevent the fouling mechanism of the ion exchange membranes. The pre-treatment of middle-aged leachate water is achived by ultrafiltration process and subsequently 5 stage ion exchanger. Thus, particles, ionic contaminants and components caused hardness which that can damage the EDBM system and 40 % of COD were removed. 73 % of COD and 86 % of conductivity have been removed by EDBM process. In order to determine the structures causes pollution, SEM analysis?s were carried out on membranes. As a result of these analysis?s, it is determined that elements of oxygen and calcium caused the pollution. 3 different cleaning studies were carried out for the removal of these pollution. These are the opposite binding of poles, the physical and chemical cleaning. The best yield was obtained by physical cleaning.