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

suvecevre.com 53 12 / 2019 • SU VE ÇEVRE TEKNOLOJİLERİ MAKALE Üniform partiküller (110 nm latex) ile 10-1, 10-3 ve 10-5 M KCl içeren çözeltiler ile yapılan bir çalışmalarda, akı değeri zamanla azalırken, 1/J değeri artmıştır. Bununla birlikte, bu artış sırasında değişik eğimleri olan lineer doğ- rular elde edilmiştir. Bu eğriler, Şekil 5.17 ve Şekil 5.18’de verilmiştir (Tarabara ve diğ., 2004). Yapılan bu deneysel çalışmada membran üzerinde olu- şan kek tabakası özel bir kimyasal ile dondurulmuş ve çok düzgün bir şekilde en kesit olarak kesilmiştir. Elde edilen ve akıdaki değişime bağlı olarak değişik karakterde kek tabakası oluşumunu gösteren kek kesitleri, Şekil 5.19’da gösterilmiştir. Burada, membrana yakın kısmındaki kekin porozitesi daha düşük, yüzeydeki tabakanın porozitesi ise daha yüksektir. Kek tabakası belirli bir kalınlığa ulaşınca, partiküller arasındaki çift tabaka kırılmakta ve kek taba- kasında göçmeler oluşmaktadır. Göçme sonrası, göçen tabakanın üzerine yeniden ikinci bir tabaka oluşmaya başlamaktadır. Bu şekilde alt ve üst tabaka arasında keskin keskin bir ayırım söz konusudur. 5.3.2. Çökelmeli Tıkanma Konsantrasyon polarizasyonu ve osmotik basınç fark- lılığının, membran üzerinde, dolaylı olmak üzere etkileri söz konusudur. Örneğin, membran üzerinde doğal organik madde konsantrasyonunun artması DOM’un membran üzerine adsorplanmasına sebep olmakta ve dolayısıyla jel tabakası oluşumuna yardımcı olmaktadır. Ayrıca, memb- ran yüzeyinde inorganik madde konsantrasyonların art- ması sonucu, çözünürlük konsantrasyonlarının üzerine çıkılması, inorganik maddelerin membran üzerinde çökel- mesini meydana getirmektedir. Çökelmeli tıkanma, özel- likle nanofiltrasyon ve ters osmoz sistemlerinde çok büyük problem olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu sistemlerde, genellikle çökelmeli tıkanmayı meydana getiren kirleticiler, hidroksitler, karbonatlar ve sülfat ile beraber çökelebilen, kalsiyum, mağnezyum ve demir’dir. Denge halinde çökele- bilen bir tuz olarak KtyAnx(ç)’i düşünelim. Burada, Ktx+, katyon ve Any¥, anyon olsun. Burada, çözünürlük çarpımı Kç, iyonların aktiviteleri ile ilişkilidir. Örneğin, denge halinde ve 20°C sıcaklıkta, kalsiyum ve sülfat iyonlarının konsantrasyonları, CaSO4(k) çökelmesi oluşturmak üzere yeterli ise çökelme meydana gelmektedir. CaSO4(k) için çözünürlük çarpımı yaklaşık olarak, 9,1x 10-6’dır. İyonların aktiviteleri, çözelti içerisindeki konsant- rasyonları ile ilişkilidir. Membrana doğru konsantrasyon artmakta olup, geri kazanım ve giderme verimine bağlı olarak, membran üzerindeki konsantrasyon için, ifadesi ortaya çıkmaktadır. Başka bir şekilde ise memb- ran yüzeyindeki konsantrayon polarizasyon faktörü (PF) Şekil 5.15. İki aşamalı akı zaman ilişkisi (Pillay ve Buckley, 1992) Şekil 5.16. Reaktif siyah 5 ve NaCl karışımları ile yapılan çalışmalarda elde edilen K1 değerleri (Koyuncu ve diğ., 2004) Şekil 5.17. Akının zamana bağlı değişimi (Tarabara ve diğ., 2004) Şekil 5.18. 1/J’nin zaman bağlı olarak değişimi (Yüksek IS, 10-1 M, Orta IS, 10-3 M ve Düşük IS, 10-5 M) (Tarabara ve diğ., 2004)