Su ve Çevre Teknolojileri Dergisi 172. Sayı (Kasım 2022)

46 SU VE ÇEVRE TEKNOLOJİLERİ • Kasım / 2022 Çoğu tasarımda tüpler paralel olarak yerleştirilmek- tedir. Akım tüplerin içinden geçerken her tüpten çıkan süzüntü gözenekli destek tüpünden akarak süzüntü top- lama kanalına alınmaktadır (Şekil 11). Türbülanslı akım altında işletilebildiklerinden (Re>3000) tıkanmaya karşı dirençlidirler ve kirlilik durumunda temizlenmeleri kolay- dır. Tübüler membranların en büyük üstünlüğü oldukça yüksek bir ölçüde askıda katı maddeleri tolere edebil- mesidir. Tıkanma eğilimleri az olduğundan genel olarak katı içeriği yüksek olan (>%0,5) endüstriyel atık sularda kullanılırlar. Fakat çok yer kaplarlar, enerji gereksinimleri nispeten yüksektir ve çok geniş iç yüzeylere sahip olma- larından dolayı yıkanmaları da maliyetlidir (Baker, 2004; Wagner, 2001). 2.5. Membran Modüllerinin Karşılaştırılması Çeşitli membran modu l tiplerinin karşılaştırması Tablo 1'de gosterilmiştir. 3. MODÜL TASARIMI Membran modüllerinin tasarımları, günümüzde çeşitli bilgisayar destekli 3 boyutlu çizim programları (Computer Aided Design-CAD) ve hesaplamalı akışkanlar mekaniği programları (Computational Fluid Dynamics–CFD) kulla- nılarak gerçekleştirilebilmektedir. CFD yöntemi ile yapılan yeni tasarımın istenen su basıncı ve hızını sağlayıp sağla- madığı hidrolik olarak modellenebilir ve görselleştirilebilir. 3.1. Modüllerin Üç Boyutlu Tasarımı Membran modülleri, hidrolik açıdan verimli ve mini- mum hidrolik yük kayıplı olmalıdır. Hidrolik yük kaybının varlığı, membran işletme maliyetlerinin artmasına sebep olmaktadır. Membranların hidrolik verimlerini iyileştirmek için üretimden önce üç boyutlu tasarımları gerçekleştirile- rek tasarım optimizasyonu yapılabilmektedir. Modelleme ve simülasyon çalışmalarında kullanılacak üç boyutlu tasa- rımların gerçek modül tasarımları kadar detaylı olmasına gerek yoktur. Hesaplama yükünü azaltmak için modül tasa- rımı temel özelliklerini kaybetmeyecek şekilde basitleştiri- lerek yapılmalıdır. Basit olarak tasarımına karar verilen 3B modelin üretim öncesi ayrıntılı tasarımı ise yine bilgisayar destekli tasarım programları vasıtasıyla tamamlanmakta ve bu tasarım ile üretim aşamasına geçilmektedir. Şekil 12’de basit olarak yapılmış bir 3B tasarım örneği görülmektedir. Şekil 10. Seramik malzemeden yapılmış çeşitli tiplerde tübüler membranlar (Pentair, 2017; TetraPak, 2017) Şekil 11 . Tübüler membran çalışma prensibi Şekil 12. CFD analizi amacıyla basit 3B tasarımı gerçekleştirilmiş membran modülü a) Basit tasarım b) CFD hesaplamaları için hücrelere bölünmüş hal c) CFD hesaplama sonrası sonuçların göresel gösterimi (MEM-TEK Kütüphanesi) Şekil 13 . 3B tasarımı tamamlanmış bir batık MBR membran modülü (GEN MBR, 2017) MAKALE