İçeriğe atla

İleri osmoz

İleri osmoz (FO), Ters osmoz (RO) gibi bir membran proses olup doğal osmozu (osmotik basınç) kullanarak suyun az yoğun bir ortamdan daha yoğun bir ortama doğru oldukça seçici bir membrandan geçirerek taşınmasıdır.[1]

İleri osmoz sistemleri suyun arıtılması işlemlerinde kullanılmaktadır. Suyun difüzyonu, seçici membranın iki tarafında belirli konsantrasyonlarda (osmotik basınçlarda) sıvılar bulunduğu için doğal bir yol ile gerçekleşir. Yüksek basınçlı Ters Ozmoz (RO) prosesinin aksine, harici pompa veya hidrolik basıncı gerektirmez. Bu nedenle ileri osmoz sistemleri, yüksek kirliliğe sahip sıvıları filtrelemek için daha uygundur. Buna ek olarak basit geri yıkama yöntemi ile dolgu maddelerini uzaklaştırır ve membran performansını geri kazandırır.[2]

Endüstriyel Kullanım

Avantajları

İleri osmozun (FO), farklı çeşitlerde kirletici madde içeren endüstriyel atıkların arıtılmasında ve ayrıca tuzlu suların arıtılmasında birçok olumlu yönü vardır.[3] Arıtmak için çekilen atık sular orta ila düşük konsantrasyonlarda ayrıştırılabilir bileşiklere sahip olduğunda, ileri osmoz membranları gerçekten verimlidir ve son ürün su için istenen kaliteye bağlı olarak membranı uyarlayabilme esnekliğine sahiptir. FO sistemleri, diğer sistemlerin sahip olabileceği eksiklikleri telafi ettiği için diğer arıtma sistemleriyle birlikte kullanıldığında da gerçekten faydalıdır. Bu aynı zamanda biyogaz üretim süreçleri gibi maliyetleri en aza indirmek veya verimliliği artırmak için belirli bir ürünün geri kazanılmasının gerekli olduğu süreçlerde de faydalıdır.[4]

Dezavantajları

FO proseslerinin en büyük dezavantajı, yaşayabilecekleri yüksek membran kirlenme faktörüdür. Bu, yüksek doymuş çekmeli atık su arıtıldığında meydana gelir ve membranın tıkanmasına ve artık işlevini yerine getirememesine neden olur. Bu, prosesin durdurulması ve membranın temizlenmesi gerektiği anlamına gelir. Bu sorun diğer tür membran proseslerinde daha az meydana gelir çünkü atık suyu membrandan geçmeye zorlayan yapay basınç, kirlenme etkisini azaltır. Ayrıca henüz tam anlamıyla geliştirilmemiş membran teknolojisi de bu konuda bir dezavantaj oluşturmaktadır. Bu, kullanılan membranların pahalı olması ve istenen proses için yüksek verimli veya ideal olmaması nedeniyle FO süreçlerini etkiler. Bu, çoğu zaman membranlar yerine daha ucuz ve daha basit sistemlerin kullanıldığı anlamına gelmektedir.[4]

Kaynakça

  1. ^ Ghasemzadeh Momen, Hajar (29 Haziran 2015). İleri Osmoz Membran Biyoreaktörün Atıksu Arıtım Performansı (Tez). Fen Bilimleri Enstitüsü. 
  2. ^ "İleri Osmoz Sistemleri". MEMSİS. 27 Haziran 2022 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 17 Ocak 2024. 
  3. ^ Hilal, Nidal (2020). "Forward osmosis membranes and processes: A comprehensive review of research trends and future outlook". Desalination. 485: 114455. ISSN 0011-9164. 9 Haziran 2023 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 17 Ocak 2024. 
  4. ^ a b "Forward osmosis". Wikipedia. 13 Aralık 2023 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 17 Ocak 2024. 

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Ödem</span>

Ödem, kan sıvısının damar dışına çıkması ve hücreler arasındaki sıvının artışı olgusudur. Ödemin yaygın biçimine anazarka (anasarca) denir. Ödem olgusunun temel ilkesi, kan sıvısı ile hücre dışı (ekstrasellüler) sıvı arasındaki dengenin yitirilmesidir. İnsan vücudunda ortalama 40 litre sıvı vardır. Bu sıvının yaklaşık ½ ‘si hücrelerin içindedir. Öteki yarısı ise kanı, lenf sıvısını ve hücreler arasındaki sıvıyı oluşturur. Kan ve lenf sıvılarının dengesini proteinler sağlar. Bunların dışındaki sıvı türlerinin dengesi elektrolitlere bağlıdır. Hücre içi sıvı dengesini potasyum, hücre dışı sıvı dengesini ise sodyum denetler.

<span class="mw-page-title-main">Pompa</span>

Pompa, genelde elektrik enerjisini hidrolik enerjiye çevirerek sıvıları veya bazen çamur gibi bulamaçları, mekanik güçle hareket ettiren makinadır.

<span class="mw-page-title-main">Osmoz</span> Çözücü maddelerin seyreltik ortamdan derişik ortama geçişi

Osmoz, çözücü maddelerinin az yoğun ortamdan çok yoğun ortama, seçici geçirgen bir zardan enerji harcayarak geçişidir.

<span class="mw-page-title-main">Hemodiyaliz</span> Kanın temizlenmesi için kullanılan tıbbi prosedür

Tıpta, hemodiyaliz, fistül, greft ya da kateter adı verilen uygun bir vasküler giriş yolu kullanılarak hastadan alınan kanın, bir makine ve pompa yardımıyla diyalizör adı verilen bir süzgeçten geçirilirken sıvı ve solüt içeriğini düzenleyerek hastaya geri verilmesine verilen addır. Genelde haftada 3 kez 4 saat süren seanslar şeklinde uygulanır.

<span class="mw-page-title-main">Ters osmoz</span>

Ters osmoz (RO) iyonları, istenmeyen molekülleri ve içme suyundan daha büyük parçacıkları gidermek için kullanılan hücre zarı olarak görev yapan bir su arıtma işlemidir.

<span class="mw-page-title-main">Su temizleme</span>

Su arıtma istenmeyen kimyasalları, biyolojik kirleticileri, askıda katı maddeleri(AKM) ve gazları sudan uzaklaştırma işlemidir. Amaç, belirli amaçlara uygun su üretmektir.

Nanofiltrasyon, moleküler ağırlık sınırı ultrafiltrasyon ile ters osmoz arasında olan bir membran ayırma yöntemidir. Bakterilerin, virüslerin, organik kalıntıların ve sertliğin uzaklaştırılmasında kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Osmoregülasyon</span>

Osmoregülasyon bir canlının su içeriğinin homeostazını sağlamak için o canlının sıvılarının osmotik basıncının aktif olarak düzenlenmesidir. Bu düzenleme o canlının sıvılarının çok seyrelmesini ya da çok yoğunlaşmasını önler. Osmotik basınç suyun bir çözeltiden diğerine osmoz yoluyla geçme eğiliminin ölçüsüdür. Bir çözeltinin osmotik basıncı ne kadar yüksekse suyun o çözeltiye girme eğilimi o kadar fazladır. Biyolojik zarın hipertonik kısmından uygulanan basınç suyun osmoz yoluyla saf su içeren kısma doğru difüzyonunu engeller.

<span class="mw-page-title-main">Faz (madde)</span> Fiziksel bilimlerde, bir faz bir malzemenin fiziksel özelliklerini esas olarak eşit bir şekilde madde boyunca dağılan bir sistemdir. Fiziksel özelliklerinin örneklerinden üç tanesi, yoğunluk içermesi , mıknatıslanma ve kimyasal bileşimi inde

Fiziksel bilimlerde faz; bir malzemenin fiziksel özelliklerinin her noktasında aynı olduğu bölgedir/alandır. Fiziksel özelliklerinin örneklerinden üç tanesi, yoğunluk içermesi, mıknatıslanma ve kimyasal bileşimi indeksi. Basit bir açıklama ile bir faz fiziksel olarak ayrı, kimyasal olarak yeknesak ve (genellikle) mekanik ayrılabilir malzemeli bir bölge olmasıdır. Bir cam kavanoz buz ve sudan oluşan bir sistemde, buz küpleri birinci faz, su ikinci faz ve suyun üstünde bulunan nem ise üçüncü fazdır. Cam kavanoz ise başka bir ayrı aşamasıdır. Faz terimi bazen maddenin hali olarak eş anlamlı bir şekilde kullanılabilir. Ancak bir maddenin aynı halde çok sayıda karışmayan fazı olabilir. Ayrıca, faz terimi bazen bir faz diyagramı için üzerinde sınır ile basınç ve sıcaklık gibi durum değişkenler açısından sınırı çizilmiş denge durumunda bir dizi oluşturmak için kullanılır. Faz sınırları gibi katı veya başka bir kristal yapısından daha ince değişikliğine sıvıdan bir değişiklik olarak maddenin organizasyon değişiklikleriyle ilgili olduğundan bu son kullanım durumuna eş anlamlısı olarak "faz" kullanımına benzer. Ancak, madde ve faz diyagramı kullanımların hali yukarıda verilen ve amaçlanan anlam terim kullanıldığı bağlamdan kısmen tespit edilmelidir resmi tanımı ile orantılı değildir. Fazın çeşitleri Farklı fazlar, gaz, sıvı, katı, plazma veya Bose-Einstein yoğuşma ürünü olarak maddenin farklı durumlar olarak tarif edilebilir. Maddenin katı ve sıvı formda diğer haller arasındaki faydalı mezofazlar.

<span class="mw-page-title-main">Toplam çözünmüş katı maddeler</span>

Toplam çözünmüş katı maddeler (ingilizce: total dissolved solids veya TDS), bir sıvıda bulunan moleküler, iyonize edilmiş veya mikro-granüler süspansiyon halinde bulunan inorganik ve organik bileşiklerin kombine içeriğinin bir ölçüsüdür. Bunu TDS metre adında bir cihaz gösterir. Genellikle, operasyonel tanımda, maddelerin iki mikrometre gözenekli bir filtreden süzülüp atılmaya yetecek kadar küçük olması gerekir. Tuzluluk, TDS tanımını oluşturan bazı iyonları içerdiğinden, toplam çözünmüş katı maddelerin normalde tatlı su sistemleri için uygunluğu tartışılmaktadır. TDS'nin başlıca uygulaması, akarsular, nehirler ve göller için su kalitesinin incelenmesidir, ancak TDS genellikle birincil kirletici olarak düşünülmemektedir. Bu, içme suyunun estetik özelliklerinin bir göstergesi olarak ve geniş bir dizi kimyasal kirleticilerin varlığının bir toplam göstergesi olarak kullanılır. Alınan sularda TDS için birincil kaynaklar, tarımsal ve konut akışı, kil zengin dağ suları, toprak kirliliğinin süzdürülmesi, endüstriyel veya kanalizasyon atık su arıtımı tesislerinden kaynaklanan su kirliliği kaynaklı noktalardır. En yaygın kimyasal bileşenler, besin maddesi akışı, genel yağmursuyu akışı ve kalsiyum, fosfatlar, nitratlar, sodyum, potasyum ve klorürdür. Çözünür bir mikro granül oluştuğu sürece, kimyasallar katyonlarca, daha az moleküllü, katyonlar, anyonlar, moleküller ya da yığışmalar olabilir.

<span class="mw-page-title-main">Su filtresi</span>

Bir su filtresi, kirleri gideren bir filtre veya cihazdır. En yaygın su temizleme yöntemidir. İnce bir fiziksel bariyer, kimyasal işlem veya biyolojik bir işlem kullanarak suyun kirlenmesini azaltır. Filtreler, tarımsal sulama sağlama, erişilebilir içme suyu, genel ve özel akvaryumlar, havuzların ve yüzme havuzlarının güvenli kullanımı gibi farklı alanlardaki suyu temizler.

<span class="mw-page-title-main">Su yumuşatma</span> Sert sudan pozitif katyonların çıkarılması

Su yumuşatma, su arıtma zamanı kalsiyum, magnezyum ve diğer bazı metal katyonların sert su içerisinde uzaklaştırılmasıdır. Elde edilen yumuşak su, sabun kalsiyum iyonlarını paspaslamakla israf edilmediğinden, aynı temizlik çabası için daha az sabun gerektirir. Yumuşak su ayrıca borularda ve bağlantı parçalarında kireç birikmesini azaltarak veya ortadan kaldırarak sıhhi tesisatın ömrünü uzatır. Su yumuşatma, genellikle kireç yumuşatma veya iyon değiştirme reçineleri kullanılarak gerçekleştirilir, ancak su filtreleri sistemlerinde nanofiltrasyon veya ters osmoz membranları kullanılarak giderek daha fazla yapılır.

Mikrofiltrasyon, kontamine bir sıvının, mikroorganizmaları ve süspanse edilmiş partikülleri proses sıvısından ayırmak için özel bir gözenek büyüklüğündeki membrandan geçirildiği bir tür fiziksel filtrasyon prosesidir. İstenmeyen kirletici maddeler içermeyen bir ürün akışı sağlamak için, membran teknolojisi kullanılarak ultrafiltrasyon, nanofiltrasyon ve ters osmoz gibi çeşitli ayırma işlemleriyle birlikte kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Ultrafiltrasyon</span>

Ultrafiltrasyon (UF), basınç veya moleküler difüzyon gibi kuvvetlerin yarı geçirgen bir membrandan ayrılmaya neden olduğu çeşitli membran teknolojisi kullanan filtrasyondur. Askıda kalan katı maddeler ve yüksek moleküler ağırlıklı solvatlar, retentatta tutulurken, su ve düşük moleküler ağırlıklı solvatlar, permattaki (süzüntü) zardan geçer. Bu ayırma işlemi endüstride ve araştırmada, makro proteinlerin çözeltilerinin, özellikle protein çözeltilerinin saflaştırılması ve konsantre hale getirilmesi için kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Ayırma işlemi</span> kimyasal madde karışımını iki veya daha fazla ürüne dönüştürmek için kullanılan yöntem

Ayırma işlemi, bir kimyasal madde karışımını en az iki veya daha fazla ürüne dönüştürmek için kullanılan yönteme verilen addır. Ayırma işlemi sonucunda oluşan ürünlerden en az biri, kaynaktaki bileşenlerden en az biri ya da birden fazlası bakımından zenginleşir. Bazı durumlarda karışımlar bir ayırma işlemiyle neredeyse tamamen saf iki bileşene ayırabilir. Karışımın bileşenleri arasındaki fiziksel veya kimyasal farklarından yararlanılarak ayırma gerçekleştirilir.

<span class="mw-page-title-main">Kimyasal tesisi</span>

Kimyasal tesisi, genellikle büyük ölçekte kimyasallar üreten bir endüstriyel proses tesisidir. Bir kimyasal tesisinin genel amacı, maddelerin kimyasal veya biyolojik dönüşümü ve birbirlerinden ayrılması yoluyla maddi zenginlik yaratmaktır. Kimyasal tesisleri üretim sürecinde özel ekipmanlar, üniteler ve teknolojiler kullanırlar. Polimer, ilaç, gıda, bazı içecek üretim tesisleri, enerji santralleri, petrol rafinerileri veya diğer rafineri çeşitleri, doğal gaz işleme ve biyokimya tesisleri, su ve atık su arıtım tesisleri, kirlilik kontrol ekipmanları gibi diğer tesis çeşitlerinin hepsi, akışkan sistemleri ve kimyasal reaktör sistemleri gibi kimyasal tesis teknolojilerine benzer teknolojiler kullanmaktadır. Bazı kaynaklar bir petrol rafinerisinin, bir ilaç veya bir polimer üreticisinin de bir kimyasal tesisi olarak kabul etmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Membran biyoreaktör sistemi</span>

Membran biyoreaktör (MBR) sistemi, biyolojik arıtım metotlarından biri olan aktif çamur prosesini membran ayırma prosesiyle birleştiren arıtım teknolojisidir.

Çapraz Akışlı Filtrasyon Teknolojisi. Bir sıvının içerdiği farklı molekül ya da partikül boyutlarında çözülmüş ya da dağılmış bileşenler farklı boyutlarda gözenekleri olan membranlar kullanarak ayrı sıvı akımlarına ayrılır. Membran filtrasyon yarı geçirgen bir membran kullanılarak bir sıvının iki akışa ayrılması teknolojisidir.

Nereda, Hollanda'daki Delft Teknoloji Üniversitesi'nden Mark van Loosdrecht tarafından icat edilen bir atık su arıtma teknolojisidir. Teknoloji, aerobik granülasyona dayalıdır ve aktif çamur prosesinin bir modifikasyonudur.

Akışkan termodinamiğinde, ısı transfer akışkanı, bir prosesin bir tarafında soğutmaya, termal enerjinin taşınmasına ve depolanmasına ve prosesin diğer tarafında ısıtmaya aracılık ederek ısı transferinde yer alan bir gaz veya sıvıdır. Isı transfer akışkanları, ısıtma veya soğutma gerektiren sayısız uygulama ve endüstriyel proseste, genellikle kapalı bir devrede ve sürekli döngülerde kullanılır. Örneğin soğutma suyu motoru soğuturken, hidronik ısıtma sistemindeki suyu ısıtmak odadaki radyatörü ısıtır.