Su ve Atıksu Arıtımında Membran Teknolojileri Prof. Dr. İsmail Koyuncu Müdür
Su Temini Yöntemleri Desalinasyon Atıksu geri kazanımı Mevcut İçme ve Kullanma Suyu Sistemleri Havzalar arası su transferi
Membran Teknolojilerinin Su Temini ve Atıksu Arıtımında Sağladığı Avantajlar İçme ve Kullanma Suyu Temininde Sağladığı Faydalar Atıksu Arıtımı ve Su Geri Kazanımında Sağladığı Faydalar Afet, Deprem, Savaş Gibi Acil Durumlarda Su Temininde Sağladığı Faydalar
Filtrasyon Spektrumu
Basınç sürücülü prosesler P= MF 10-300 kpa UF 50-500 kpa NF 0.5-1.5 MPa RO 0.5-1.5 MPa Bacteri, parazitler, Yüksek molekül partiküller Orta büyüklüklü organik maddeler, ağırlıklı maddeler, virusler Düşük moleküler Çift yüklü ağırlıklı iyonlar maddeler, tek yüklü iyonlar
Membran Teknolojilerinin İçme ve Kullanma Suyu Temininde Sağladığı Faydalar Membran Teknolojilerinin Atıksu Arıtımı ve Su Geri Kazanımında Sağladığı Faydalar Membran Teknolojilerinin Afet, Deprem, Savaş Gibi Acil Durumlarda Su Temininde Sağladığı Faydalar
İçme ve Kullanma Suyu Temininde Sağladığı Faydalar Doğrudan MF uygulaması su MIX Ön arıtma Koag/Flok Dezenfentantlar ve koagülantlar MF/ UF Çöktürme FILT Dezenfeksiyon Su MF/UF sistemlerinin klasik su arıtma sistemlerinin yerini alması söz konusudur. MF - UF 7
İçme ve Kullanma Suyu Temininde Sağladığı Faydalar RO Su Ön arıtma MF NF Su
İçme ve Kullanma Suyu Temininde Sağladığı Faydalar Ham su Batık membran sistemleri Süzüntü pompası Arıtılmış su Hava Konsantre
İçme ve Kullanma Suyu Temininde Sağladığı Faydalar Dünya daki en büyük yüzeysel su NF arıtma tesisi: Mery-Sur-Oise Su arıtma tesisi (Fransa) Kapasitesi: 340 000 m3/gün
İçme ve Kullanma Suyu Temininde Sağladığı Faydalar
İçme ve Kullanma Suyu Temininde Sağladığı Faydalar Mery-Sur-Oise Su arıtma tesisi (Fransa)
İçme ve Kullanma Suyu Temininde Sağladığı Faydalar Mery-Sur-Oise Su arıtma tesisi (Fransa)
ANKARA - POLATLI YÜZÜKBAŞI Yeraltısuyu Arıtma Tesisi (Nanofiltrasyon) Yer : Ankara Polatlı (Nüfus = ~80,000) Kapasite : 28.800 m 3 /gün Kaynak : Yeraltısuyu Amaç : Sertlik Gidermek Geri kazanım : 75 % Tesis tipi : Nanofiltrasyon Sertlik: 47-55 0 Fr - 17 0 Fr ANKARA
SAMSUN BAFRA Yeraltı suyu arıtma tesisi (UF+RO) Yer : Bafra (Nüfus: 120,000 ) Kapasite : 39.744 m 3 /gün Kaynak : Kızılırmak kıyısında kuyular Geri kazanım oranı : 80% Ön arıtma : Havalandırma, çökeltme, filtrasyon, klorlama İşletme maliyeti : 0.13 TL /m 3 (kuyu ve pompa maliyeti hariç) SAMSUN
KIRIKKALE Yüzey suyu arıtma tesisi (UF+RO) Yer : Kırıkkale Kapasite : 90 000 m 3 /güb Kaynak : Kızılırmak Geri kazanım : 80% Arıtma : UF + RO İşletme maliyeti : 0.13 TL/m 3 (kuyu ve pompa maliyeti hariç) KIRIKKALE
İçme ve Kullanma Suyu Temininde Sağladığı Faydalar Ters Osmoz ile Deniz Suyu Arıtımı
İçme ve Kullanma Suyu Temininde Sağladığı Faydalar İspanya 700 desalinasyon tesisi ile 1.5 milyon m3 deniz suyu arıtılıyor. 29 yeni tesis ile kapasitenin 3 milyon m3 e çıkması planlanıyor.
İçme ve Kullanma Suyu Temininde Sağladığı Faydalar Suudi Arabistan Desalinasyon ağırlıklı bir su temini 3 milyon m3 deniz suyu arıtılıyor. 6 milyon m3 deniz suyunun arıtılması planlanıyor.
İçme ve Kullanma Suyu Temininde Sağladığı Faydalar İsrail 320000 m3/gün lük desalinasyon tesisi (En büyük tesis) İsrail in su ihtiyacının % 13 unu karsılıyor. Yeni projeler sırada.
İçme ve Kullanma Suyu Temininde Sağladığı Faydalar
İçme ve Kullanma Suyu Temininde Sağladığı Faydalar
İçme ve Kullanma Suyu Temininde Sağladığı Faydalar AVŞA Yer : Avsa Kapasite : 8000 m 3 /gün Kaynak : Marmara Sea Geri kazanım : 50% Arıtma tipi : Sand filter + RO
Membran Teknolojilerinin İçme ve Kullanma Suyu Temininde Sağladığı Faydalar Membran Teknolojilerinin Atıksu Arıtımı ve Su Geri Kazanımında Sağladığı Faydalar Membran Teknolojilerinin Afet, Deprem, Savaş Gibi Acil Durumlarda Su Temininde Sağladığı Faydalar
Atıksu Arıtımı ve Su Geri Kazanımında Sağladığı Faydalar Su Geri Kazanımı ile Birlikte Kelime Tercihleri Atıksu Değil Kullanılmış Su Atıksu Arıtma Tesisi Değil Su Geri Kazanım Tesisi Arıtılımış Su Değil Yeni Su (NeWater)
Su geri kazanımı Dünya da Geri kazanılan atıksu miktarı, 2005 19.4 milyon m3 2010 33.7 milyon m3 2015 54.5 milyon m3 Market Research Report, 2005-2015
Atıksu geri kazanım yöntemleri Doğrudan ve Dolaylı geri kullanım
Atısu arıtımı ve geri kazanımında membranlar Membran biyoreaktör MBR Ters osmoz ve Nanofiltrasyon ile TDS, bazı önemli kirletici ve partikül madde giderimi
MBR Batmış modül (submerged ) Karaume, M
İleri arıtma CAS + Filter + UV CAS Filter UV Reuse Reuse MF/UF UV CAS + MF/UF + UV
İleri arıtma CAS MF/UF NF/RO UV Reuse CAS+MF/UF+RO Reuse NF/RO UV MBR MBR+RO
Atıksu Arıtımı ve Su Geri Kazanımında Sağladığı Faydalar Singapur Örneği
Atıksu Arıtımı ve Su Geri Kazanımında Sağladığı Faydalar (Madhavan, 2012)
Desalinasyon & Su geri kazanımı Geri kazanım maliyeti: 30 US cent/m3 (Tony Fane, 2007) Desalinasyon maliyeti: 50 70 US cent/m3 (Tony Fane, 2007)
Atıksu Arıtımı ve Su Geri Kazanımında Sağladığı Faydalar (Madhavan, 2012)
Pestisitler
Hormonlar
Membran Teknolojilerinin İçme ve Kullanma Suyu Temininde Sağladığı Faydalar Membran Teknolojilerinin Atıksu Arıtımı ve Su Geri Kazanımında Sağladığı Faydalar Membran Teknolojilerinin Afet, Deprem, Savaş Gibi Acil Durumlarda Su Temininde Sağladığı Faydalar
Afet, Deprem, Savaş Gibi Acil Durumlarda Su Temininde Sağladığı Faydalar
Filtrasyon Spektrumu
Afet, Deprem, Savaş Gibi Acil Durumlarda Su Temininde Sağladığı Faydalar
Afet, Deprem, Savaş Gibi Acil Durumlarda Su Temininde Sağladığı Faydalar Yenilikçi Modüller El gücü ile çalışan ultrafiltrasyon Elektrik ve fosil yakıtlara ihtiyaç duymadan su üretimi Doğal afetlerde, askeri faaliyetlerde, su sıkıntısı çeken Afrika gibi yerlerde kullanılabilir. Bulanıklık, patojen ve virüs giderimi için idealdir. Patent başvurusu yapılmıştır
Afet, Deprem, Savaş Gibi Acil Durumlarda Su Temininde Sağladığı Faydalar Ömerli Suyu Giriş Çıkış Giderim TOK (mg/l) 8,9 3,4 62% Bulanıklık (NTU) 4,1 0,1 >99% UV 254 (abs) 0,145 0,138 5%
Sonuç Desalinasyon Atıksu geri kazanımı Mevcut İçme ve Kullanma Suyu Sistemleri Havzalar arası su transferi Afet, Deprem ve Savaş Gibi Durumlarda
MEM-TEK Hakkında Türkiye de membran üretmek, modül ve proses geliştirmek, membran teknolojileri üzerine çalışan araştırmacılara fırsatlar sunmak ve global membran bilimine katkılarda bulunmak amacıyla, T.C. Kalkınma Bakanlığı nın desteğiyle Ulusal Membran Teknolojileri Araştırma Merkezi (MEM-TEK) kurulumuna 2010 yılında başlanmıştır. Merkezin inşaatı 2011 yılında, cihazların kurulumu ise 2012 yılında tamamlanmıştır. Merkez 2014 yılında Uygulama ve Araştırma Merkezi(UYG-AR) statüsü kazanmıştır.
MEM-TEK in Ülkemize Sağladığı Kazanımlardan Bazı Örnekler Türkiyenin ilk pilot ölçekli hollow fiber membran üretimi
MEM-TEK in Ülkemize Sağladığı Kazanımlardan Bazı Örnekler Türkiyenin ilk pilot ölçekli düz plaka membran üretimi
MEM-TEK in Ülkemize Sağladığı Kazanımlardan Bazı Örnekler Dünyada TO membranı üreten firma sayısı artarken ülkemizde de bu yönde adımlar atılması gerektiği düşünülmüştür. Ülkemizde de yerli bir proses profili oluşturmak, üretim için gereken know-how ı edinmek için çalışmalar başlamıştır. Önce lab ölçekli çalışmalar yapılmıştır, optimizasyonların ardından pilot ölçekli çalışmalara geçilmiştir. Pilot ölçekli çalışmalar devam etmektedir.
Verim,% 88,98 92,95 93,53 MEM-TEK in Ülkemize Sağladığı 89,50 97,55 98,01 92,56 97,26 98,71 94,30 98,27 99,30 Akı, Lm2/sa 17,01 16,90 10,39 25,31 25,87 16,14 34,29 33,85 22,04 42,57 42,30 28,03 Kazanımlardan Bazı Örnekler NF Membranı - 2000 ppm MgSO4 giderim verimi 45 100 40 98 96 94 92 35 30 25 90 20 88 15 86 10 84 5 82 6 bar 9 bar 12 bar 15 bar Basınç, bar 0 6 bar 9 bar 12 bar 15 bar Basınç, bar 0.1 dk TMC 0.5 dk. TMC 1 dk. TMC 0.1 dk. TMC 0.5 dk TMC 1 dk. TMC 51
Verim,% 62,93 66,01 67,10 MEM-TEK in Ülkemize Sağladığı 70,87 72,55 73,12 73,62 75,30 76,49 75,92 76,91 78,59 Akı, Lm2/sa 16,42 14,52 11,76 25,48 21,77 17,40 33,61 30,26 23,52 40,16 39,03 29,80 Kazanımlardan Bazı Örnekler NF Membranı - 2000 ppm NaCl giderim verimi 45 100 40 90 35 80 30 70 60 50 25 20 40 15 30 10 20 5 10 0 6 bar 9 bar 12 bar 15 bar Basınç, bar 0.1 dk. TMC 0.5 dk TMC 1 dk. TMC 0 6 bar 9 bar 12 bar 15 bar Basınç, bar 0.1 dk. TMC 0.5 dk TMC 1 dk. TMC 52
J w (LMH) / J s (gml) Draw soln. (ms/cm) J w (LMH) / J s (g/m 2 h) Draw soln. (ms/cm) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 MEM-TEK in Ülkemize Sağladığı Kazanımlardan Bazı Örnekler Flat Sheet (Düz Levha) İleri Osmoz Membranı TFC-FO flat-sheet membrane on spsu (FO co-current mode) 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 Time Js (g/m2h) EC draw Jw (L/m2h) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 350 300 250 200 150 100 50 0 TFC-FO flat-sheet membrane on spsu (PRO co-current mode) 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 Time (h) Jw (L/m2h) Js (g/m2h) EC draw 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Membrane Water flux, Jw Reverse salt flux, Js/Jw Jw/ Js (L/g) Draw Ref. (FO/PRO) (LMH) Js (FO/PRO) (gmh) (g/l) Solution TFC-FO flat-sheet membrane on spsu 65.7/252 2.5/5.3 0.038/0.017 26.3/58.8 1.0M NaCl This work CTA- ES HTI (commercial) 10.27/ 8.10 7.11/20.03 0.69/2.47 1.44/0.4 1.0M NaCl Under TFC-ES HTI(commercial) 7.22/19.31 8.39/14.78 0.125/0.765 0.86/1.3 1.0M NaCl current work test cond.
Akı (LMH) Ters Tuz Akısı (GMH) MEM-TEK in Ülkemize Sağladığı Kazanımlardan Bazı Örnekler Tübüler İleri osmoz membranı 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 Saf Su Akısı Ters Tuz Akısı 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 Zaman (dak.) İşletme Süresinin Sonundaki Su Akısı (LMH) İşletme Süresinin Sonundaki Ters Tuz Akısı (GMH) % Ortalama Tuz Tutunumu İşletme Süresinin Sonundaki Js/Jw 395.1 0.38 99.99 0.001
MEM-TEK in Ülkemize Sağladığı Kazanımlardan Bazı Örnekler Biyomimetik membran yaklaşımları Lipid ve blok kopolimer bazlı Membran proteini bazlı (Aquaporin) Yapay kanal bazlı (ionofor, KNT) 11/12/2015 11/12/2015
MEM-TEK in Ülkemize Sağladığı Kazanımlardan Bazı Örnekler Türkiye nin ilk spiral sargılı modülleri
MEM-TEK in Ülkemize Sağladığı Kazanımlardan Bazı Örnekler Tamamen yerli üretim ilk hollow fiber membran modülleri
MEM-TEK in Ülkemize Sağladığı Kazanımlardan Bazı Örnekler Hidrodinamil olarak iyileştirilmiş hollow fiber membran modülü CFD ile optimizasyon sonucu üretildi, patent başvurusu yapıldı
MEM-TEK in Ülkemize Sağladığı Kazanımlardan Bazı Örnekler Türkiye nin ilk düz plaka membran modülleri
Açılış Töreni 22 May 2013
Teşekkürler www.memtek.org Email: memtek@itu.edu.tr koyuncu@itu.edu.tr