Hafif Zarar Görmüş Ters Ozmoz Membranlarının Onarımı

Depletion of freshwater resources is one of the inconvenient truths of the 21st century. Appropriately treated municipal wastewater can be utilized for industrial, agricultural, and potable purposes which is a sustainable option rather than discharging it into the environment. Today, one of the main technologies used in desalination of sea water and wastewater reuse is reverse osmosis (RO). The RO technology uses membranes to achieve the separation of water from contaminants, and it is very efficient in rejecting monovalent ions, bacteria and viruses. Especially, the use of thin-film composite polyamide (TFC PA) membranes has brought significant advantages in the water treatment industry since they offer high permeate flux and high salt rejection performance. However, the polyamide-based active layer of these membranes is prone to failure by chlorine attack used in disinfection and membrane cleaning operations. These operations are necessary for municipal wastewater treatment for reuse, but they cause decrease of the useful life of membranes. Thus, rejuvenation of membranes, which ensures salt rejection restoration, arises as a promising method to repair damaged membranes. This thesis investigates the performance of a commercial rejuvenation agent, which acts as a coating layer on the membrane surface. In this experimental study, the membranes were first degraded under various chlorine concentrations, contact time and pH values and their performance was determined. Thereupon, damaged membranes were treated with the rejuvenation agent, and their performance after rejuvenation was recorded in terms of permeate flux and salt rejection. The change in the chemical structure of membranes was examined via FTIR-ATR method. The results showed that membranes were mildly degraded, and rejuvenation agent successfully restored the salt rejection of mildly degraded membranes.Tatlı su kaynaklarının tükenmesi, 21. yüzyılın rahatsız edici gerçeklerinden biridir. Uygun şekilde arıtılmış belediye atıksuları, çevreye deşarj etmek yerine sürdürülebilir bir seçenek olan endüstriyel, tarımsal ve içme amaçlı kullanım için kullanılabilir. Günümüzde deniz suyunun tuzdan arındırılması ve atık suların yeniden kullanımında kullanılan ana teknolojilerden biri ters ozmozdur (RO). RO teknolojisi, suyun kirleticilerden ayrılmasını sağlamak için membranlar kullanır ve tek değerli iyonları, bakterileri ve virüsleri reddetmede çok etkilidir. Özellikle ince film kompozit poliamid membranların kullanımı, yüksek su akısı ve tuz giderim performansı sundukları için su arıtma endüstrisinde önemli avantajlar sağlamıştır. Bununla birlikte, bu membranların poliamid bazlı aktif tabakası, dezenfeksiyon ve membran temizleme işlemlerinde kullanılan klor nedeniyle zarar görmeye eğilimlidir. Bu işlemler, yeniden kullanım için belediye atıksu arıtımı için gereklidir fakat membranların kullanım ömrünün azalmasına neden olurlar. Bu nedenle tuz giderimi restorasyonunu sağlayan membranların gençleştirilmesi, hasarlı membranların onarımı için umut verici bir yöntem olarak ortaya çıkmaktadır. Bu tez, membran yüzeyinde bir kaplama tabakası görevi gören ticari bir gençleştirme ajanının performansını araştırmaktadır. Bu deneysel çalışmada, membranlar önce çeşitli klor konsantrasyonları, temas süresi ve pH değerleri altında indirgenmiş ve performansları belirlenmiştir. Bunun üzerine hasarlı membranlar gençleştirme kimyasalı ile onarılmış ve gençleştirme sonrası performansları su akısı ve tuz giderimi açısından kaydedilmiştir. Membranların kimyasal yapısındaki değişim FTIR-ATR yöntemi ile incelenmiştir. Sonuçlar, gençleştirme maddesinin, hafif derecede bozulmuş membranların tuz reddini başarılı bir şekilde restore ettiğini göstermiştir.M.S. - Master of Scienc