İçme sularında nanofiltrasyon yöntemiyle nitrat giderimi

Abstract

Bu çalışmanın amacı, içme sularında nanofiltrasyon yöntemiyle nitrat gideriminin ve nitrat giderimine etki eden işletme basıncı, filtrasyon zamanı, pH ve nitrat konsantrasyonu parametrelerinin incelenmesidir. Tarımsal faaliyetlerde toprağı iyileştirmek amacıyla kullanılan hayvansal ve yapay gübreler ile yerleşim yerlerinde oluşan atıksuların bertarafı sonucu, yeraltı ve yüzeysel su kaynaklarının nitrat kirliliği riski ile karşı karşıya olduğu bilinmektedir. Laboratuvar ölçekli bir membran modülü kullanılarak iki farklı nanofiltrasyon membranı ile yapılan deneylerde, farklı konsantrasyonlarda hazırlanan nitrat solüsyonları üzerinde deneyler yapılmış ve nanofiltrasyon membranlarının içme sularında nitrat giderim verimleri incelenmiştir. Farklı işletme basınçları, filtrasyon zamanları, pH değerleri ile deneyler tekrarlanmış ve bu parametrelerin nanofiltrasyon yöntemiyle nitrat gideriminde, giderim verimi üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Yapılan çalışmada, 30 ppm nitrat konsantrasyonundaki sentetik su ile 150 ppm nitrat konsantrasyonundaki sentetik suyun giderim verimleri arasında, işletme basıncına bağlı olarak %24ile %14 arasında değişen verimi kayıpları görülmüş ve nitrat konsantrasyonundaki artışın, giderim verimini düşürdüğü sonucuna varılmıştır. Farklı işletme basınçlarında yapılan deneyler, basınçtaki artışın nitrat giderim verimini %10 ile %100 arasında değişen oranlarda artırdığını göstermiş ve işletme basıncındaki artışın nitrat giderim verimini artırdığı sonucuna varılmıştır. Üç farklı zaman aralığına ait filtre edilmiş numunelerde nitrat giderim verimleri incelenmiş ve filtrasyon süresindeki artışa bağlı olarak nitrat giderim verimlerinde %4 ile %10 arasında değişen kayıplar görülmüştür. pH 4 – 6,8 – 11 değerlerinde yapılan deneyler, pH 4 ve pH 11 değerleri arasında %17’ye varan verim kayıpları bulunduğunu ve artan pH değerinin nitrat giderim verimini düşürdüğünü göstermiştir. Oluşan permeat miktarı üzerine yapılan deneyler, işletme basıncı arttıkça permeat miktarının da %375’e varan oranlarda arttığını göstermiştir.

The aim of this present work is to investigate nitrate removal in drinking water via nanofiltration and the parameters operating pressure, filtration time, pH and concentration that effect nitrate removal efficiency. It is known that groundwater and surface water supplies are facing the risk of nitrate contamination due to animal manure and fertilizer usage in agricultural proposes and elusion of the wastewater that produced from human settlements. In this work, nitrate removal efficiencies of two different nanofiltration membranes investigated via a lab-scale membrane module in artificial nitrate solutions that have different concentrations. The experiments repeated with different operating pressures, filtration times and pH values thus their effects on the removal efficiency were studied. It was seen that there there was an efficiency loss from %14 to %24 in the removal rates between 30 ppm nitrate solution and 150 ppm nitrate solution depending on the operating pressure. The increased nitrate concentration caused a decrease in the nitrate removal rates. The experiments using different operating pressures was showed that increasing pressure raises the nitrate removal rates between %10 and %100 depending on the concentration of the solution used. The samples that had been taken in three different time periods were analyzed and it was seen that the increasing filtration time causes an removal efficiency loss from %4 to %10 depending on the solution concentration. The experiments with the samples that had three different pH values ( 4 – 6,8 – 11) was showed that pH values effected the nitrate removal efficiencies by %17 and increased pH values decreases removal ratios. The experiments on the amount of produced permeate was showed that increased operating pressure causes an increase in the amount of permeate as well up to %375.