Çapraz akış ultrafiltrasyon tekniği ile endüstriyel atıksulardan ağır metal giderimi

Abstract

ÖZET Misel Büyütmeli Ultrafiltrasyon tekniği (MBUF) kullanılarak sulu ortamlardan, kromat ve nikel iyonlarının anttım proses şartlarına bağlı olarak % 99 rejeksiyonla gerçekleştirilmiştir. Kromat iyonlarını misellere bağlamak amacıyla iki adet katyonik yüzey aktif madde (Hexadecyltrimemlyammonium bromide(CTAB)), didecyldimethylammonium bromide(DDAB)), nikel iyonlarım bağlamak amacı ile bir anyonik yüzey aktif madde (sodium lauryl ethersulfate(SLES)) kullanılmıştır. Çalışmanın birinci kısmında metal ve sürfektan rejeksiyonları üzerine proses parametrelerinin etkileri incelenmiş ve proses değişkenleri olarak; membran por boyutu, transmembran basınç farkı(AP), çapraz akış mzı, sürfektan/metal mol oram, pH ve elektrolit konsantrasyonu seçilmiştir. Prosesin kromat ve nikel uzaklaştırmada oldukça etkili olduğu anlaşılmıştır. Genel olarak kromat ve nikel uzaklaştırma veriminin sürfektan/kirletici oranının artmasryla arttığı tesbit edilmiştir. Kromat, nikel ve sürfektan rejeksiyonlannm elektrolit konsantrasyonunun artması ile azaldığı bulunmuştur. Elde edilen sonuçlar ikincil membran oluşum mekanizması ve yapısının AP, membran por boyum, kirletici konsantrasyonu, elektrolit konsantrasyonu ve çapraz akış mzmdan etkilendiğini göstermiştir. Basınç ve çapraz akış hızmm rejeksiyon ve filtrat akısı üzerine eMerinin oldukça kompleks olduğu tesbit edilmiş ve bu durum SEM incelemeleri ile açıklanmaya çalışılmıştır. Çalışmanın ikinci kısmında akıyı kontrol eden konsantrasyon polarizasyonu ve kek direnci modeflerinin deneysel datalara uyduğu sonucuna varılmış ve her iki modelin ikincil membran oluşumunda etkin olduğu görülmüştür. CTAB ile yapılan çalışmalarda MFİ değerlerinin artan kromat konsantrasyonu üe azaldığı, elektrolit konsantrasyonu ile arttığı, SLES üe yapılan çalışmalarda ise MFİ değerlerinin elektrolit ve nikel konsantrasyonu ile arttığı görülmüştür.

SUMMARY The use of MEUF to remove chromate and nickel ions from aqueous streams has been achieved with rejections 99% by depending on the process conditions. The cationic surfactants used to bind onto the micelles surface the chromate ions are hexadecrytrimethryammonium bromide(CTAB) and didecyldimethylammonium bromide(DDAB) and the anionic surfactant used to bind onto the micelles surface the nickel ions is sodium laury ethersulfate. In the first section of studies examined, the affects of process parameters such as membrane pore size, transmembrane pressure drop(AP), crossflow velocity, surfactant/metal ratio, pH, electroryte(NaCl) concentration on the metal and surfactant rejections were investigated. The method has been understood to be quite effective in removing chromate and nickel ions from aqueous streams. As general, It was observed that the efficiency of chromate and nickel removal increased with increasing surfactant/pollutant ratio. It was found that the chromate, nickel and surfactant rejections decreased with increasing electrolyte concentration. The results indicated that the secondary membrane formation mechanism and its structure were influenced by AP, membrane pore size, pollutant concentration, electrolyte concentration and crossflow velocity. It was determined that the affects of AP and crossflow velocity on the rejection and permeate flux are quite complex and this case has been established with the observations of SEM micrographs. In the second section of studies, The result showed that the concentration polarization and cake resistance models controlling the permeate flux fit well to the experimental data and it has seen that both of the models is to be affective in the formation of secondary membrane. In the studies performed with CTAB, MFİ values decreased with increasing chromate concentration and increased with increasing electrolyte concentration. With SLES it has seen that MFİ values increased with increasing nickel and electrolyte concentrations.