Su ve Çevre Teknolojileri Dergisi 137. Sayı (Aralık 2019)

50 SU VE ÇEVRE TEKNOLOJİLERİ • 12 / 2019 suvecevre.com MAKALE tıkanmaya sebep olan ana mekanizmalar aşağıdaki gibidir (Goosen ve diğ., 2004): Adsorpsiyon: Membran malzemesi ile çözünen mad- deler arasındaki etkileşim veya kimyasal ilişki sonucu mey- dana gelmektedir. Membran yüzeyinde ya da membran gözenekleri içerisinde gerçekleşebilir. Gözenek tıkanması: Çözünen maddelerin memb- ran gözenekleri içerisine girmesiyle meydana gelmektedir. Jel oluşumu: Bazı makromoleküller, membran yüze- yinin hemen üstünde jel katmanı oluşmasına sebep olabilir. Bu mekanizma, çözeltide protein olduğu zaman sıklıkla görülmektedir. Biyotıkanma: Membran yüzeyine bakterilerin yapı- şıp üremesiyle meydana gelmektedir. Ayrıca, bakterilerin hücredışı polimerik maddeler (EPS) salgılamasıyla birlikte biyofilm oluşması gözlenmektedir. 5.3.1. Membran Tıkanmasına Bağlı Akı/Zaman Değişimleri Kek tabakası oluşumu, konsantrasyon polarizasyonu, adsorpsiyon ve gözeneklerin bloklanması gibi etkenlerden dolayı oluşan kirlenme sonucu, akı zamanla azalmaktadır. Akının zamana karşı değişiminin tahmin edilmesi zor olduğu için yarı amprik denklemler ortaya konmuştur (Hermia, 1982). Bu denklemler, ifadesinden yola çıkartılarak geliştirilmiştir. Burada, n, bir katsayı olup, baskın kirleticiye göre değişmektedir. n değeri, elde ettiğimiz akı değeri ile zaman arasındaki ilişkiden yola çıkılarak elde edilen formülasyondan hesap edilmektedir. Burada, n=2 olması durumunda, partiküller membran gözeneklerini kapatmakta, fakat bir kek tabakası oluşumu meydana gelmemektedir. Bu tam bloklama modeli ola- rak adlandırılmaktadır. Diğer taraftan, standart bloklama modeli ile partiküllerin membran gözeneklerinin içerisine girip tıkaması söz konusudur. Bu durumda, n = 1,5 ile ifade edilmektedir. Orta bloklama modelinde (n = 1) ise partikül- lerden biri diğerinin üzerinde birikebilir. Fakat ayrı bir kek direnci oluşmamaktadır. Son olarak, n=0 olması halinde, kek oluşumu söz konusudur (Briao ve Tavares, 2012). Denklem 5.28’in n=0 için integrasyonu sonucu (kek tabakası oluşumu), denklemi elde edilir. Burada, Jo ilk akı değerini ifade etmektedir. Ayrıca, bu denklemde k, spesifik kek drenci ile doğru orantılıdır. k  Rˆcbulk Ȓc, spesifik kek direnci, her bir birim kek kalınlığında sabit olmak üzere, kek direnci, ile gösterilmekte ve kek kalınlığı d c( t ), zamanla değiş- mektedir. Hermia (1982) tarafından geliştirilen denklemler, dik akışlı filtrasyon için geçerli olup, yatay akışlı filtrasyonda kullanılmamaktadır. Yatay akışlı veya dik akışlı filtrasyon için olan ve adsorptif, kek oluşumu, gözenek bloklama ve konsantrasyon polarizasyonu hallerinden birini temsil eden daha genel ifadeler de geliştirilmiştir (Briao ve Tavares, 2012). Bu denklemler, her bir direncin zamanla değiştiği göz önüne alınarak çıkartılmıştır. Örneğin, membran ilk olarak kullanılmaya başlandığında konsantrasyon polari- zasyonu ve kek dirençleri sıfırdır. Akı, sadece membran direnci ile sınırlandırılmıştır. Hemen belli bir miktar kon- santrasyon polarizasyonu oluşmakta, partiküllerin memb- ran üzerinde birikmesi ise zaman almaktadır. Belli bir süre Tablo 5.7. Membran proseslerde etkili olan kirleticiler ve tıkanma çeşitleri (Field, 2010)