İçme sularından florür giderimi
Removal of fluoride from drinking water
Yazar: SEVRANUR AYAR
Danışman: PROF. DR. MEHMET ÇAKMAKCI
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Çevre Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Florür, içme suyu için limit değerleri belirlenmiş anyonlardan biridir. Yüksek konsantrasyonlarda florür içeren suların tüketimi florozis adı verilen diş minesi ve iskelet bozukluğu şeklinde kendini gösteren sağlık sorunlarına neden olmaktadır. Bu sebeple, Dünya Sağlık Örgütü (WHO) tarafından içme sularında 0,5 - 1,5 mg/L aralığında florür olması istenmektedir. 
Bu çalışmada, florür giderimi için koagülasyon, flokülasyon ve çöktürme ünitelerinden oluşan konvansiyonel arıtma üniteleri ile membran prosesler kullanılmıştır. Çalışmada sentetik çözelti hazırlanmıştır. Sentetik çözelti hazırlanması amacıyla musluk suyu kullanılmıştır. Musluk suyuna florür ilave edilerek çalışmalar gerçekleştirilmiştir.  Koagülant olarak FeCl3 (demir (III) klorür), Al2(SO4)3.18H2O  (alum), Al2(SO4)3.18H2O + Ca(OH)2 (alüminyum sülfat+kireç) ve polialüminyum klorür hidroksit sülfat (PACs) kullanılmıştır. Farklı koagülant dozları ve farklı pH değerlerinin florür giderimi üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Artan koagülant dozlarına bağlı olarak giderim veriminin arttığı görülmüştür. Alum koagülantı için en uygun pH aralığının 6-7 olduğu belirlenmiştir. Farklı pH değerlerinin koagülantların florür giderme verimi üzerine etkileri değerlendirildiğinde, FeCl3 koagülantının pH değişiminden en fazla etkilendiği görülmüştür. Koagülantlar içerisinde en yüksek florür giderimi PACs ile elde edilmiştir. Basınç sürücülü ultrafiltrasyon (UF) ile nanofiltrasyon (NF) ile sıcaklık farkı ile işletilen membran distilasyonu (MD) membranları kullanılmıştır. UF ve NF membranları 4 farklı basınç ve MD membranı ise 4 farklı sıcaklık farkı altında işletilmiştir.  Çözünmüş formda bulunan florür UF membranı ile pek giderilemezken MD membranı ile yaklaşık %96 oranında giderilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Florür giderimi, içme suyu, koagülasyon, membran distilasyonu, nanofiltrasyon, ultrafiltrasyon

Abstract:
Fluoride is one of the anions whose limit values have been determined for drinking water. Consumption of water containing high concentrations of fluoride causes some health problems such as enamel and skeletal disorders called fluorosis. For this reason, it is required by the World Health Organization (WHO) to have fluoride in the range of 0.5 - 1.5 mg/L in drinking water.
In this study, conventional treatment units consisting of coagulation, flocculation and precipitation units and membrane processes were used for fluoride removal. Synthetic solution was prepared in the study. Tap water was used to prepare the synthetic solution. Studies were carried out by adding fluoride to tap water. FeCl3 (iron (III) chloride), Al2(SO4)3.18H2O (aluminum sulfate), Al2(SO4)3.18H2O + Ca(OH)2 (aluminum sulfate+lime) and PACs (polyaluminum chloride hydroxide sulfate) were used as coagulants. The effect of different coagulant doses and different pH values on fluoride removal was investigated. It was observed that the removal efficiency increased with increasing coagulant doses. It has been determined that the most suitable pH range for alum coagulant is 6-7. When the effects of different pH values on the fluoride removal efficiency of the coagulants were evaluated, it was observed that the FeCl3 coagulant was most affected by the pH change. Among the coagulants, the highest fluoride removal was obtained with PACs. Pressure driven ultrafiltration (UF) and nanofiltration (NF) and temperature difference operated membrane distillation (MD) membranes were used. UF and NF membranes were operated under 4 different pressures and the MD membrane was operated under 4 different temperature differences. Fluoride in dissolved form could hardly be removed by the UF membrane, while it was removed by about 96% with the MD membrane.
Keywords: Fluoride removal, drinking water, coagulation, membrane distillation, nanofiltration, ultrafiltration