Su ve Çevre Teknolojileri Dergisi 131. Sayı (Haziran 2019)

50 suvecevre.com SU VE ÇEVRE TEKNOLOJİLERİ • 06 / 2019 MAKALE İSMAİL KOYUNCU İnşaat Fakültesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, İTÜ Prof. Dr. Dincer Topacık Ulusal Membran Teknolojileri Uyg-Ar Merkezi, İTÜ REYHAN ŞENGÜR TAŞDEMİR Prof. Dr. Dincer Topacık Ulusal Membran Teknolojileri Uyg-Ar Merkezi, İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, Nanobilim Nanomühendislik Programı, İTÜ MEMBRANPROSESLERDE KÜTLE TRANSFERİ (*) 2. BÖLÜM (*) MEM-TEK tarafından TC Çevre ve Şehircilik Bakanlığının desteğiyle hazırlanan “Su/Atıksu Arıtımı ve Geri Kazanılmasında Membran Teknolojileri ve Uygulamaları” kitabından derlenmiştir. 4.3.2. Gözenekli Membranlarda Taşınım G özenekli membranlar, mikrofiltrasyon ve ult- rafiltrasyon proseslerinde kullanılmaktadır. Bu tür membranlarda gözenek çapları 2 nm ile 10 µm arasında değişmektedir. Farklı tür- lerde gözenek geometrisi bulunmaktadır (Şekil 4.6). Bu tarz gözenek yapıları mikrofiltrasyon membranlarının kalınlığı boyunca görülmektedir ve membran direnci toplam membran kalınlığına bağlı olmaktadır. Ultrafilt- rasyon membranlarında ise genellikle asimetrik yapıya sahiptir ve genel olarak direnci oluşturan kısım üst kat- mandır (Mulder, 1996; Baker, 2004). Farklı gözenek yapılarının olmasından kaynaklı olarak, membranlardaki taşınımı düzgün bir şekilde tanımlayabil- mek için farklı modeller geliştirilmiştir. Bütün gözenekle- rin aynı çapta olduğu durum varsayıldığında, gözenekler boyunca elde edilen akı Hagen-Poiseuille denklemiyle tanımlanabilir. Akım, sürücü kuvvetle doğru orantılı olup, ΔP basınç farkını, ΔX membran kalınlığını, η viskoziteyi, ε yüzey gözenekliliğini, τ gözenek şekil yapısını göstermekte- dir. Organik ve inorganik sinterlenmiş membranlar ve modüler üst katmanlı yapıdaki faz dönüşümü ile üretilen membranların, gözenek yapısındaki akışı belirlemek için Kozeny-Carman bağıntısı kullanılmaktadır. Burada, ε, gözeneklerdeki hacim oranı, S, iç yüzey alanı ve K, Kozeny- Carman sabitidir. Süngerimsi yapıya sahip faz dönüşümü membranları Şekil 4.6c’deki yapıya sahip olup, bu membranlardaki akı genellikle Hagen-Po- Şekil 4.6. Gözenekli membranlarda rastlanan gözenek türleri (Mulder,1996)