TR201601089A2 - Endüstri̇yel atiksulardan yüksek haci̇mde ve i̇yi̇ kali̇tede su geri̇ kazanim yöntemi̇ - Google Patents

Abstract

Buluş, endüstriyel atıksuların, yenilikçi ileri oksidasyon prosesi/membran prosesler (İOP/MP) teknolojik konfigürasyonunun hibrit ve entegre bütünlükteki farklı kombinasyonlarıyla arıtılarak; (i)-iyi kalitede endüstriyel yeniden kullanım suyunun, membran konsantreleri kirletici hacim ve/veya yükleri azaltılarak yüksek oranlarda geri kazanılması ve (ii)-azaltılan konsantre hacimlerine bağlı azalan nihai konsantre bertaraf maliyetleriyle, konsantre yönetimi olmayan MP uygulamalarına kıyasla endüstriyel su geri kazanımının daha ekonomik olarak sağlanması ile ilgilidir.

Description

TARIFNAME ENDÜSTRIYEL ATIKSULARDAN YÜKSEK HACIMDE VE IYI KALITEDE SU GERI KAZANIM YÖNTEMI Teknik Alan Bu bulus, endüstriyel atik sulardan yüksek haciinde ve iyi kalitede su geri Bulus, daha özel olarak endüstriyel atiksularin, yenilikçi ileri oksidasyon prosesi/membran prosesler (IOP/MP) teknolojik konfigürasyonunun hibrit ve entegre bütünlükteki farkli koinbinasyonlariyla aritilarak; (i)-iyi kalitede endüstriyel yeniden kullanim suyunun, membran konsantreleri kirletici hacim ve/Veya yükleri azaltilarak yüksek oranlarda geri kazanilmasi ve (ii)-azaltilan konsantre hacimlerine bagli azalan nihai konsantre bertaraf maliyetleriyle, konsantre yönetimi olmayan MP uygulamalarina kiyasla endüstriyel su geri kazaniminin daha ekonomik olarak saglanmasi ile ilgilidir. Önceki Teknik Membran proseslerle (MP) çesitli endüstriyel atiksularin su ve ürün kazanimi odakli saha ölçekte aritimlarinda, bertarafi zor olan konsantre akimlarla sikça karsilasilmaktadir. Membran kirlenmesi olaylari ile beraber, konsantre atiklarin yönetim süreçlerinde yasanan zorluklar, bütünlesik membran uygulamalarinin yayginlasmasinin önünde en temel tekno-ekonomik kisitlayici faktörler olarak durmaktadir. Nitekiin tekstil endüstrisi basta olmak üzere yogun su tüketen endüstrilere ait atiksularin membran prosesler kullanilarak aritilmasinda açiga çikan ve genellikle tehlikeli atik sinifina giren bu konsantreler için sifir sivi desarji yaklasiminca insinerasyonla yakma seçeneginde, 30-150 $/m3 konsantre degerlerini bulan yüksek bertaraf maliyetleri ile karsilasilmaktadir. Diger taraftan yüksek oranlarda su geri kazaniminin hedeflendigi uygulamalarda ise artan enerji sarfiyatlarina bagli artan isletme maliyetleri ile es zamanli olarak, meinbraningiderme verimi (rejeksiyon) performansinda önemli düsüslerle de karsilasilabilmektedir. Bu hususlar; ilgili sektörel atiksularin aritimi ve bu sulardan yeniden kullanim suyu geri kazaniminda, çevresel olarak sürdürülebilir membran konsantreleri yönetim metot ve/veya uygulamalarini içerisine alan ve sahada mali etkinlige haiz farkli kombinasyonlardaki yenilikçi ve etkin membran aritma sistemi uygulamalarinin gelistirilmesi ihtiyacini beraberinde getirmektedir.

Endüstriyel membran konsantrelerinin bertaraf metotlari, aritilacak atiksuya özgün olarak degismekle birlikte; “(i)-düzenli depolama yapmak, (ii)- insinerasyonla yakmak, ya da (iii)-merkezi bir atiksu aritma tesisine vermek” suretiyle bertaraf etme seçenekleri ülkemizde yaygin kabul görmüs baslica uygulamalardir. Ancak endüstride bu tür bertaraf yöntemleri, genellikle, düsük/çok düsük hacimli membran konsantrelerininbertarafinda kullanilmaktadir.

Su tüketiminin fazla oldugu endüstrilerde ise, sadece ülkemiz için degil ayni zamanda Dünya geneli için, daha etkin çevre korumaya odaklanmis yenilikçi konsantre yönetim yaklasimlarinin gelistirilmesine ve pratige dönüstürülmesine ihtiyaç bulunmaktadir. Özellikle yogun su tüketen endüstrilerden biri olan tekstil sanayi atiksuyu için bu uygulamanin, metodolojisi ve teknolojisiyle birlikte ilk olarak 2004 yilinda önerildigi üzere, en iyi sekliyle sifir sivi desarji yaklasimi ile saglanabildigi bilinmektedir. Ancak bu yaklasimda, son adimda membran konsantre atigina uygulanacak insinerasyon prosesiyle, konsantre akimlardan nihai durumda inert olarak bertaraf edilebilir kati atik elde edilmekle birlikte (bu sayede alici ortama desarj edilecek sivi atik mevcudiyeti önlenmektedir); Proseste asiri enerji tüketimi ve buna bagli çok yüksek aritma tesisi isletme maliyeti sebebiyle, sektörde sifir sivi desarji esasli membran konsantreleri bertarafini içeren bir aritma uygulamasina pratikte halen daha geçilememistir.

Günümüzde, membran proseslerin saha uygulainalarindaki artislara paralel olarak, membran konsantrelerinin etkin bertaraflari için uygun yöntemlerin gelistirilmesi gerekmektedir. Zira, membranlarla aritma uygulamasinin özgünlügüne bagli olarak, teknik, ekonomik ve çevresel bütünlükte uygun konsantre bertaraf metodu gelistirilmesi oldukça zor olmaktadir. Nitekim, artan konsantre bertaraf maliyetlerine bagli olarak ortaya çikan membran aritma sistemi isletme maliyetlerindeki artislar, pratik uygulamalarda azimsanmayacak seviyelere ulasmaktadir.

Membran konsantrelerinin nihai bertarafi için her ne kadar pratikte çok sayida metodun varligi söz konusu ise de, konsantre yönetiminde mutlak bir çevre koruma etkinliginden söz etmek tam anlamiyla inüinkün degildir. Membran konsantre akimlarinin çogunlukla yüksek konsantrasyonlarda birçok farkli noktalari ve yakin çevresinde yogun kirlenme baskisi olusturmalarina neden olmaktadir. Dolayisiyla olusan konsantrelerin kaliteleri ve özellikle de hacimsel miktarlari, bu atiklarin bertaraf seçeneklerini mali etkinlik bakimindan oldukça kisitlamaktadir. Bu baglamda da basinç sürücülü membranlar ile, yogun su tüketen endüstrilerde suyun geri kazanilarak nihai konsantre hacminin azaltilmasi asamasinda sorunlar yasanmaktadir. Bu noktada, biyolojik aritmaya dirençli ve/veya kompleks organik maddeler içeren endüstriyel atiksularin aritiminda en iyi teknolojilerin basinda gelen ileri oksidasyon prosesi (IOP) ve basta basinç sürücülü olmak üzere membran prosesler (MP) dikkat çekmektedir.

Teknigin bilinen durumunda yer alan CN203754570 sayili Çin patent dokümaninda tekstil sektöründe atik su geri dönüsümü için kullanilan bir yöntemden bahsedilmektedir. Söz konusu yöntemde, oksidasyon isleminin yapildigi bir tank ve membran prosesin yapildigi bir filtreleme tanki bulunmaktadir.

Teknigin bilinen durumunda yer alan CN103496807 sayili Çin patent dokümaninda oksidasyon prosesinin ve membran prosesinin oldugu bir atik su geri dönüsüm prosesinden bahsedilmektedir.

Teknigin bilinen durumunda yer alan DE19806768 sayili Alman Patent dokümaninda, oksidasyon prosesi için bir reaktörün oldugu ve membran prosesten çikan atik sularin oksidasyon prosesi için reaktöre aktarildigi bir sistemden bahsedilmektedir.

Ancak bahsedilen tüm bu patent dokümanlarinda izah edilen yöntemler yukarida detayli olarak açiklanan problemlerin çözümünde yetersiz kalmaktadirlar.

Bulusun Amaçlari ve Kisa Açiklamasi Bu bulusun amaci, hem IOP prosesinin kimyasal oksidasyon reaksiyonlari performansinda düsüs olmaksizin isletilebildigi hem de IOP ve MP7desinerjik performans artisi ile konsantre bertarafi dahil olarak aritma tesisi isletme maliyetinin azaltilabildigi bütüncül bir aritma yönteminingerçeklestirilmesidir.

Bu bulusun bir baska amaci bütünlesik IOP/MP endüstriyel atiksu aritma sistemi ile, membran konsantre akimlarinda hacim ve yük azaltimiyla daha düsük konsantre nihai bertaraf maliyeti elde edilerek, daha düsük maliyetlerde aritma tesisi isletiminin saglanmasi odaginda; çesitli endüstrilerden açiga çikan endüstriyel atiksularin aritilarak, iyi kalitede ve yüksek hacimde endüstriyel yeniden kullanim suyunun, konsantre yönetimi olmayan MP uygulamalarindakilere nazaran daha ekonomik olarak üretiminin saglandigi bir aritma yönteminin gerçeklestirilmesidir.

Bulusa konu bütünlesik IOP/MP aritma yöntemi, hedef endüstriyel atiksulara uygulanan ardisik iki asamali aritmaadimlari içermektedir. I. asama aritma adiminda hibrit IOP/MP (ayni reaktör içerisinde “ileri 0ksidasy0n+batik membran”) uygulamasi yer almaktadir. Bu adiindan sonra ise, ll. asama olarak farkli konfigürasyonlardaki MP aritma uygulamalari (hibrit IOP/MP uygulamasina entegre edilmis harici MP uygulamalari) gerçeklestirilmektedir. Söz konusu yenilikçi aritma sistemi ile: (i)- 1. asama aritma adiminda yer alan hibrit IOP reaktöründe gerçeklestirilen kimyasal oksidasyon reaksiyonlariyla (oksidasyon, katalitik oksidasyon, foto-oksidasyon veya foto-katalitik oksidasyon) atiksudaki organik maddelerin aritimi saglanarak II. asama aritma adiminda uygulanan harici membran prosesler üzerindeki organik kirletici yükleri azaltilmakta, batik membranin yüzeyindeki kirlenmis tabaka üzerinde eszamanli gerçeklesen kimyasal reaksiyonlar araciligiyla da batik membran prosesin daha düsük kirlenme etkisi altinda ve daha yüksek su akisi ile isletimi saglanmaktadir. (ii)- l. asama aritma adimindaki hibrit IOP reaktörde batik membran uygulamasiyla, reaktör içerisinde gerçeklesen kimyasal oksidasyon reaksiyonlari sirasinda açiga çikan çamurun reaktörden ayrilmasi için ilave çöktürme islemine gerek olmaksizin aritma süresi kisaltilmakta, her iki prosesin tek reaktörde hibrit uygulanmasi suretiyle reaktör için gerekli kurulum alani azaltilmakta, isletim kolaylastirilmakta ve proses yatirim maliyetleri düsürülmektedir. (iii)- IOP/MP bütünlesik endüstriyel atiksu aritma sisteminde, Il. asama aritma adimindaki harici membran proses konsantre akimlari l. asama aritma adiminda yer alan IOP reaktörüne geri çevrilerek reaktör içerisinde döngüsel aritima tabi tutulmakta; bu sayede, II. asama aritma adiminda olusan membran konsantrelerinin hacim ve kirletici yüklerinin aritma sistemi bütününde azaltilmasi saglanmaktadir. Böylece, membranlardan çikan konsantrelerin son adimda IOP ile aritilmasi konfigürasyonundaki entegre MP/IOP (1. Asama aritma adiminda harici MPHI.

Asama aritma adimindaa IOP) uygulamasina kiyasla, daha düsük konsantrasyonlarda dirençli organikler içeren daha düsük hacimli nihai sivi konsantre atiklar üretilmektedir.

Bulusun Ayrintili Açiklamasi Bu bulusun amaçlarina ulasmak için gerçeklestirilen yöntem ekli sekillerde gösterilmistir.

Bu sekiller; Sekil-IBulus konusu ileri oksidasyon/membran prosesler (IOP/MP) endüstriyel atiksu aritma, membran konsantre yükü azaltma ve yüksek hacimde iyi kalite su geri kazanma yönteminin sematik görünümüdür.

Sekil-ZIOP/MP teknolojik konfigürasyonunun bir, iki veya üç adimli harici MP uygulainalarina ait farkli ineinbran proses koinbinasyonlarinin sematik görünümüdür.

Sekillerde yer alan parçalar tek tek kodlanmis veya numaralandirilmis olup, karsiliklari asagida verilmistir.

(A) IOP/MP bütünlesik endüstriyel atiksu aritma tesisinin hibrit IOP/batik MP (B) IOP/MP bütünlesik endüstriyel atiksu aritma tesisinin tek veya ardisik iki ya da üç asamali entegre MP uygulamalari aritma adimi, (ll. Asama aritma adimi) (C) Hibrit IOP/batik MP reaktörü ve sonrasinda tek kademeli harici MP uygulamasini içeren IOP/MP teknolojik konfigürasyonu,(ll. Asama aritma adiminin tek kademe harici MP uygulamasi) (D) Hibrit IOP/batik MP reaktörü ve sonrasinda iki kademede harici MP uygulamasini içeren IOP/MP teknolojik konfigürasyonu,(ll. Asama aritma adiininin iki kademe harici MP uygulainasi) (E) Hibrit IOP/batik MP reaktörü ve sonrasinda üç kademede harici MP uygulamasini içeren IOP/MP teknolojik konfigürasyonu, (II. Asama aritma adiminin üç kademe harici MP uygulamasi) 1) Ham atiksu besleme tanki, 2) Hibrit reaktöre ham atiksu besleme hatti, 3) Batik membran proses süzüntü akimi, 4) Aritilmis yeniden kullanim suyu çikis hatti, ) Hibrit reaktöre membran konsantreleri dönüs hatti, 6) Sistemde hacmi azaltilmis konsantrenin hacmini daha fazla azaltmak için sistem harici membran prosese (MF, UF veya MD) besleme hatti, 7) Konsantre hacminin ilaveten azaltiminda kullanilan aritma sistemi harici membran prosesi (MF, UF veya MD), 8) Nihai hacmi azaltilmis konsantre çikis hatti, 9) Çamuni uzaklastirilmis (içerdigi katilardan arindirilmis) sistem harici membran proses süzüntü akiminin hibrit reaktöre geri çevrim besleme ) Hibrit IOP/batik MP reaktörü (hibrit IOP reaktörü), 11) Birinci kademe harici membran proses süzüntü akimi ((C) konfigürasyonu aritilmis yeniden kullanim suyu çikis hatti), 12) Ikinci kademe harici membran proses süzüntü akimi ((D) konfigürasyonu aritilmis yeniden kullanim suyu çikis hatti), 13) Üçüncü kademe harici membran proses süzüntü akimi ((E) kontigürasyonu aritilmis yeniden kullanim suyu çikis hatti), 14) Birinci kademe harici membran proses konsantre akimi, ) Ikinci kademe harici membran proses konsantre akimi, 16) Opsiyonel ikinci kademe harici membran proses konsantre akimi, 17) Üçüncü kadeine harici membran proses konsantre akimi, 18) Opsiyonel üçüncü kademe harici membran proses konsantre akimi I, 19) Opsiyonel üçüncü kademe harici membran proses konsantre akimi II, ) Batik MF ve/veya UF membran proses, 21) DiûiZörler, 22) Birinci kademe harici membran proses (MD, NFgevsek, NFS*i veya TO) 23) Ikinci kademe harici membran proses (MD, NFsikl veya TO), 24) Üçüncü kademe harici membran proses (MD veya TO) ) Birinci kademe harici membran prosese opsiyonel ikinci ve üçüncü kademe membran proses konsantrelerinin dönüs hatti, Genel isletim hatlari Sekil 1°de gösterilen bütünlesik IOP/MP endüstriyel atik su aritma yöntemi, çesitli endüstriyel faaliyetlerden açiga çikan endüstriyel atiksularin aritimini saglamakta; bunun yani sira aritilmis atiksulardan proseste veya endüstride yeniden kullanim suyu üreterek konsantre hacmini/yükünü azaltarak su geri kazanim oranini arttirmaktadir. Bu sayede endüstriyel atiksu bertaraf ve su geri kazanim islemi, yaygin kullanimi bilinen MP/IOP endüstriyel atiksu aritma yöntemine göre, daha düsük konsantre bertaraf maliyeti eldesiyle daha düsük isletme maliyetlerinde gerçeklestirilmektedir. Yöntemin isletiiriinde ilk olarak, ham endüstriyel atiksu besleme tankinda (l) depolanan atiksu, hibrit reaktöre ham atiksu besleme hatti (2) üzerinden IOP/MP bütünlesik endüstriyel atiksu aritma tesisinin hibrit IOP/batik MP aritma adiminin (A)gerçeklestirildigi hibrit reaktöre (hibrit IOP/batik MP) beslenmektedir. Hibrit IOP/batik MP reaktör, içerisinden oksidasyonla aritilmis atik suyu reaktör disina çekmek amaciyla batik MF ve/veya UF membran proses (20) ve batik membranlara izdüsümsel yerlestirilmis hava ve/veya gaz üfleyici difüzörler (21) ile teçhiz edilir. Kesikli, yari sürekli ya da sürekli isletimde eszamanli veya ardisik yürütülebilen aritimla hibrit reaktörde aritilan atiksu, batik membran prosessüzüntü akimi (3) ile reaktörden disari çekilerek hibrit reaktör uygulamasi sonrasindaki tek, iki veya üç adimda isletilebilir entegre yapidaki harici MP adimina (IOP/MP bütünlesik endüstriyel atiksu aritma tesisinin tek veya ardisik iki ya da üç asamali entegre MP uygulamalari aritma adiin1(B)) alinmaktadir. Hibrit reaktör çikis suyunun lOP/MP bütünlesik endüstriyel atiksu aritma tesisinin tek veya ardisik iki ya da üç asamali entegre MP uygulamalari aritma adimindaki tek adimli veya entegre bütünlükteki MP uygulamasinda kesikli, yari sürekli ya da sürekli isletimlerle aritilmasi neticesinde, aritilmis yeniden kullanim suyu, aritilmis yeniden kullanim suyu çikis hatti (4) üzerinden alinarak; temiz su, proseste veya endüstride yeniden kullanim suyu olarak degerlendirilmektedir. Harici MP,lerden kaynaklanan ineinbran konsantreleri, hibrit reaktöre membran konsantreleri dönüs hatti (5) üzerinden hibrit reaktöre geri çevrilerek yeniden aritima tabi tutulmaktadir. (A) ve (B) aritma adimlarindaki kesikli, yari sürekli ya da sürekli isletimlerden bagimsiz olarak, asgari çikis suyu kalitesinin saglaniyor oldugu döngüsel bir zaman ölçeginde gerçeklestirilen sürekli bir çevrim sayesinde; yaygin kullanimi bilinen MP/IOP uygulamasina kiyasla, daha yüksek hacimde temiz su üretilmesi, bir baska deyisle azaltilmis konsantre hacmi ve yükü eldesi saglanmaktadir.

Konsantre hacminin ilaveten azaltiminda kullanilan aritma sistemi harici membran prosesi(7) kullanilarak, zarureten ya da tercihen, membran konsantresinde ilave hacim azaltma islemi de gerçeklestirilebilmektedir. Bunun için, (B) aritma adimi çikisinda yeniden kullanim için çikis suyu kalitesini bozacak, atiksu karakteristigine, IOP kimyasal reaksiyonlarina ve MP kombinasyonlari uygulama seçeneklerine özgün zamansal ölçek tamamlandiginda; hibrit reaktör içerisindeki daha fazla aritilamayan veya aritimi gerekli olmayan konsantre akim, içerdigi kati maddeden (çamur) arindirilinak amaciyla sistemde hacmi azaltilmis konsantrenin hacmini daha fazla azaltmak için sistem harici membran prosese (MF, UF veya MD) besleme hatti (6) üzerinden konsantre hacminin ilaveten azaltiminda kullanilan sistem harici membran prosese (MF, UF veya MD) (7) iletilir. Konsantre hacminin ilaveten azaltiminda kullanilan sistem harici membran proseste (MF, UF veya MD) (7) yaklasik 10 kata kadar ilave olarak hacmi azaltilabilen nihai hacmi azaltilmis membran konsantresi, nihai hacmi azaltilmis konsantreçikis hatti (8) üzerinden aritma tesisi disina alinarak nihai atik bertarafina gönderilir. Çözünmüs organiklerin yani sira yüksek konsantrasyonlarda çözünmüs inorganik maddeler içerebilecek sistem harici membran proses süzüntü akimi, çamur muhtevasi içermez haliyle, çamuru uzaklastirilmis (içerdigi katilardan arindirilmis) sistem harici membran proses süzüntü akiminin hibrit reaktöre geri çevrim besleme hatti (9) üzerinden hibrit reaktöre tekrardan beslenir. Besleme islemi, aritilmis suda istenen çikis suyu kalitesini sonraki döngüsel zaman ölçeginin güvenle sürdürülecegi giris akimi degerlerine indirilmesi amaciyla, süzüntü akimini ham atiksuyla seyreltmek suretiyle yerine getirilir. Hibrit reaktörde belirli bir zamansal döngüde sürekli aritima tabi tutulan membran konsantresi; daha fazla konsantre etmeye gerek görülmedigi hallerde, sistem harici membran proses kullanilmaksizin dogmdan reaktör disina alinarak, nihai membran konsantresi olarak atik bertarafina da gönderilebilir.

Bulusa konu IOP/MP bütünlesik endüstriyel atiksu aritma sisteminde (A) aritma adimi, IOPSun batik mikrofiltrasyon (MF) ve/veya ultrafiltrasyon (UF) prosesiyle bir arada kullanildigi hibrit membran prosestir. Hibrit IOP reaktörü öncesinde hedef atiksu, kaba filtreden geçirilerek askida kati maddelerden arindirilmaktadir.

Bu sayede IOPiun daha etkin oksidasyon performansinda ve batik meinbranin daha düsük askida katilarla kirlenme etkisi altinda çalistirilmasi temin edilmektedir. IOP, yüksek enerji kaynagi olan ultraviyole (UV) radyasyonu ile birlikte kuvvetli okside edici ajanlar (11202, 03, Perl”, vd.) ve mikro- ya da nano- parçacik katalizörler (Fe, Mn, Cu, TiOz, vd.) ihtiva edebilir. Prosesin isletimi, heterojen (fenton (Fe2+/H202), fenton benzeri, foto-fenton (Fe2+/H202/UV ve Fe3+/H202/UV), vd.) oksidasyon isletimlerinden, hedef atiksuda istenen aritma verimine göre etkili olanlardan biri ile gerçeklestirilir. IOP°ta temel isletim prensibi, suda serbest hidroksil radikalleri olusturarak aritmaya dirençli organikleri okside etmek, bu suretle organik kirleticileri kararli son ürünlere (C02, Nz vd.) dönüstürerek su ortamindan uzaklastirmaktir. (B) aritma adimindan reaktör girisine geri devrettirilen membran konsantresi, reaktöre beslenen ham atiksuyla karistirilarak karisimin, azaltilan organik kirletici yükü etkisi altinda reaktör içerisinde aritimi saglanir. Bu sayede reaktörün, daha uzun sürelerle ve daha düsük organik kirlilik muhteviyatinda isletimi sürdürülür. Bu suretle de, ham atiksuyun önce MP ile sonrasinda ise membran konsantrelerinin ayri ayri ya da topluca IOP ile aritildigi bilinen MP/IOP konfigürasyonu kapsamindaki entegre uygulamalara kiyasla, birim zamanda daha düsük hacimlerde konsantre elde edilmektedir. Bu noktada, konsantre bertaraf maliyetinin endüstriyel atiksuyu aritma maliyetine kiyasla çok yüksek degerlerde oldugu da dikkate alindiginda; bilinen MP/IOP uygulamalarina kiyasla hibrit ve entegre yapidaki IOP/MP Sisteminde toplamda daha düsük konsantre bertaraf maliyeti ile rölatif olarak daha düsük birim atiksu bertaraf maliyetleri elde edilmektedir. Patente konu bulus, su ve atiksu yönetimi odakli olarak hedef sektörlere getirecegi ekonomik kazanimlarin yani sira; artan su geri kazanimiyla dogal kaynak (su, aritma kimyasallari, enerji, vd.) tüketimlerinin ve çevreye oldukça zararli endüstriyel membran konsantreleri yüklerinin azaltilmasi sayesinde, ilgili sektörel faaliyetlerin dogrudan veya dolayli olumsuz çevresel etkilerinin azaltilmasina da katkilar saglamaktadir.

Bulusa konu hibrit ve entegre bütünlükteki IOP/MP endüstriyel atiksu aritma tesisinde yüksek hacim ve iyi kalitede endüstriyel su geri kazanimi saglamak amaciyla; (A) aritma adimi olan hibrit IOP/MP reaktörüne bir, iki veya üç adiindaki farkli proses kombinasyonlariyla entegre edilmis harici MP uygulamalari ((B) aritma adimi), Sekil 2”de sematik olarak gösterilmistir. B aritma adimindaki harici MP uygulamalari kapsaminda hedef endüstriyel atiksulardan endüstriyel su geri kazanimi amaçli kullanilan membran teknolojileri: membran distilasyon (MD), nanofiltrasyon (NF) ve ters osmoz (TO) olup NF prosesi, rölatif olarak daha büyük (örnegin 1000 Da) ve daha küçük (örnegin 400 Da) membran gözenek boyutuna sahip NF membrani için sirasiyla NFgevsek ve NFSH(i olarak adlandirilmaktadir. Bu proseslere ait genel isletim prensipleri ve patente konu ileri endüstriyel atiksu aritma tesisinin (B) aritma adimi kapsamindaki bir veya ardisik iki ya da üç adimli harici MP uygulama kombinasyonlari asagida ayrintili olarak sunulmustur.

MD prosesi, sürücü kuvveti sicaklik olan, mikro gözenekli membran (çogunlukla hidrofobik) kullanilan ve atiksulardan yüksek süzme performansiyla (uçucu organikler hariç, çözünmüs organikler ve inorganikler için %99 ve üzeri) iyi kalitede aritilmis su eldesi saglayan bir membran prosestir. Basinç uygulamasi olmaksizin isi farki altinda membran, besleme akimindaki sivi haldeki su akisinin gözeneklerinden geçmesini engelleyerek, suyun buhar fazinda içerisinden geçmesine iinkân vermektedir. Membrandan geçen su buhari soguk akim tarafinda yogunlasarak aritilmis su üretimi saglanmaktadir. Sonuçta, uçucu olinayan bilesenlerin sürükleninesine veya su buharina karismasina izin verilmeyerek, geleneksel distilasyonun aksine, MD proseste çok yüksek saflikta süzüntü/distilat elde edilmektedir. Proses teknolojik yapilandirmasina bagli olarak, direkt temas, hava geçisli, süpürücü gaz ve vakum olmak üzere 4 farkli sekilde uygulanabilmektedir. Prosesin endüstriyel atiksularin aritiinindaki etkinligi iyi bilinmekte olup, farkli teknolojik içeriklerdeki saha ölçek uygulamalar halen üzerinde etkin olarak çalisilan MD konulari arasinda yer almaktadir.

NF prosesi, basinç sürücülü membran proseslerin dikkat çekenlerinin basinda gelmektedir. Proses, isletme basinci (5-30 bar) ve kirletici ayirma büyüklügü açisindan UF ve TO prosesleri arasinda yer almakta olup, iki ve daha üzeri yüklü çözünmüs inorganiklerin ve büyük moleküler boyutlu organiklerin (1000 Da ve üzeri) su ve atiksu ortamindan gideriminde (%90 ve üzeri) etkin olarak kullanilmaktadir. Endüstride organik-inorganik karisimlardan geri kazanma odakli atiksu yönetim uygulamalarinda çogunlukla tercih edilmekte olup, ilk adimda NFgcvsck ve sonrasinda NFSlkl membran kombinasyonunda kagit endüstrisi atiksularinin aritilarak proseste yeniden kullanim kalitesinde endüstriyel su geri kazaniminin gerçeklestirilebildigi bilinmektedir.

TO prosesi, basinç sürücülü membran proseslerin son `halkas1n1 olusturan ve en düsük moleküler ayirma büyüklügüne haiz membran prosestir. Proseste yüksek basinçta (10-130 bar, yaygin olarak 20-60 bar) gerçeklestirilen isletimler neticesinde, tek degerlikli çözünmüs inorganikler dâhil çok düsük moleküler agirlikli çözünmüs organikler (100 Da) için yüksek süzme performansinda (%99 ve üzeri) endüstriyel atiksu aritimi saglanmaktadir. Basta deniz suyundan içme suyu üretimi olmak üzere, endüstriyel atiksulardan su geri kazanimi ve endüstriyel kullanimlara iyi kalitede temiz su saglama amaciyla yaygin olarak kullanilmaktadir.

Patente konu hibrit ve entegre bütünlükteki IOP/MP ileri endüstriyel atiksu aritma sisteminin (B) aritina adimi; (A) aritma adimi çikis sulari olan batik membran proses süzüntü akiminin (3); bir (C), iki (D) ya da üç (E) adimli harici MP uygulamalarina ait farkli proses kombinasyonlarindan birisi ile ((C), (D) ve (E) için sirasiyla sadece birinci kademe harici membran proses (MD, NFgevsek, NFS.“ veya TO) (22), birinci kademe harici membran proses (MD, NFgevsek, NFSIki veya TO)(22) ve ikinci kademe harici membran proses (MD, NFSlki veya TO) (23) ya da birinci kademe harici membran proses (MD, NFgevsek, NFsiki veya TO) (22), ikinci kademe harici membran proses (MD, NF5.k. veya TO) (23) ve üçüncü kademe harici membran proses (MD veya TO) (24)) aritilarak, iyi kalitede ve yüksek oranda proses/endüstriyel su geri kazaniminin aritilmis yeniden kullanim suyu çikis hattindan (4) (((C), (D) ve (E) için sirasiylabirinci kademe harici membran proses süzüntü akimi (C) konfigürasyonu aritilmis yeniden kullanim suyu çikis hatti) (1 1), ikinci kademe harici membran proses süzüntü akimi ((D) konfigürasyonu aritilmis yeniden kullanim suyu çikis hatti)( 12) ve üçüncü kademe harici membran proses süzüntü akimi ((E) kontigürasyonu aritilmis yeniden kullanim suyu çikis hatti) (l3)saglandig1 isletimi ihtiva etinektedir. (B) aritma adiminda farkli harici MP kombinasyonlarinin mevcudiyeti, sanayilerden farkli karakteristiklerde endüstriyel atiksularin açiga çikmasi ve endüstriyel geri kazanim suyu kalitesinin farkli arzu edilen degerleridir. Bir baska deyisle, hedef atiksuda amaçlanan su geri kazanimi uygulamasi özelinde, en uygun sistem tasarimini (en düsük isletme maliyetiyle, en iyi kalitede ve oranda endüstriyel su geri kazanimi ve konsantre yükü azaltimini saglayan) içeren patente konu IOP/MP ileri endüstriyel atiksu aritina sistemi kombinasyonundan birisi uygulanir.

(A) aritina adimi (hibrit IOP/batik MP reaktörü) ile ardisik olmak üzere, (B) aritma adiminda hedef endüstriyel atiksulardan iyi kalitede suyun membran konsantre yük azaltimiyla yüksek hacimde geri kazanildigi, patente konu aritma sistemine ait tüm kombinasyonlar asagida verilmistir: kombinasyonlari-Birinei kademe harici membran proseskonsantre akiminin (14) hibrit IOP/batik MP reaktörüne (10) dogrudan hibrit reaktöre inembran konsantreleri dönüs hatti (5) üzerinden geri devrettirildigi isletimdeki 3 farkli uygulama; kombinasyonlari-Opsiyonel ikinci kademe harici membran proses konsantre akiminin (16) birinci kademe harici membran prosese (22) opsiyonel olarak birinci kademe harici membran prosese opsiyonel ikinci ve üçüncü kademe membran proses konsantrelerinin dönüs hatti (25) üzerinden geri devrettirilmesi ile birlikte, birinci kademe harici membran proses konsantre akiminin (14) ve ikinci kademe harici membran proses konsantre akiminin (15)IOP/batik MP reaktörüne(10) hibrit reaktöre membran konsantreleri dönüs hatti (5) üzerinden geri devrettirildigi - (D)-(I) 1 (A) + MD + NFsm - (D)-(II) 2 (A) + MD + TO - (D)-(lll) 1 (A) + NFgevsek+ NFSM - (D)-(IV) : (A) + NFgevsekir ro - (D)-(VII) : (A) + NFsiki + MD - (D)-(VIII): (A) + TO + MD Üç kademede harici MP uygulamali (E) aritma sistemi kombinasyonlari-Opsiyonel ikinci kademe harici membran proses konsantre akiminin (16) birinci kademe harici membran prosese (22) ve opsiyonel üçüncü kademe harici membran proses konsantre akimi I”in (18) ve opsiyonel üçüncü kademe harici membran proses konsantre akimi membran prosese (22) opsiyonel üçüncü kademe harici membran proses konsantre akimi I (18) ve birinci kademe harici membran prosese opsiyonel ikinci ve üçüncü kademe membran proses konsantrelerinin dönüs hatti (25) ile geri devrettirilmesi ile birlikte, membran konsantre akimlarinin (birinci kademe harici membran proses konsantre akimi (14), ikinci kademe harici membran proses konsantre akimi (15) ve üçüncü kademe harici membran proses konsantre akimi (17))IOP/batik MP reaktörüne(10)hibrit reaktöre membran konsantreleri dönüs hatti (5) üzerinden geri devrettirildigi (5) isletimdeki 7 farkli uygulama; / (E)-(I) : (A) + MD + Nkal + TO / (E)-(II) : (A) + NFgeVSEW NFW + MD J (E)-(III) 2 (A) + NFgcvsck+ NFsiki + TO J (E)-(IV) : (A) + NFgevsek+ To + MD J (15)-(V) : (A) + NFgevsek+ MD + TO J (E)-(VI) : (A) + NFsiki + TO + MD J (E)-(VII) : (A) + NFsiki + MD + TO Bu bulusta, bütünlesik IOP/MP endüstriyel atiksu aritma sistemi ile, membran konsantre akimlarinda hacim ve yük azaltimiyla daha düsük konsantre nihai bertaraf maliyeti elde edilerek, daha düsük maliyetlerde aritma tesisi isletiminin saglanmasi odaginda; çesitli endüstrilerden açiga çikan endüstriyel atiksularin aritilarak, iyi kalitede ve yüksek hacimde endüstriyel yeniden kullanim suyunun, konsantre yönetimi olmayan MP uygulamalarindakilere nazaran daha ekonomik olarak üretimi amaçlanmistir.

Claims (5)

ISTEMLER
1. l) Bulus, endüstriyel atiksularin aritimini, endüstriyel su geri kazanimini ve membran konsantre akimlari hacim/yük azaltimini saglayan IOP/MP teknolojik konfigürasyonunun farkli kombinasyonlarina haiz bütünlesik ileri endüstriyel atiksu aritma yöntemi olup, özelligi; ilk asamada (A) ve sonrasinda harici olarak (B) aritma adimlarindan olusmasi (“(A)+(B)”) ve sistem harici olarak da ilave membran konsantre yükü azaltimini saglayan MF, UF ve/veya MD prosesini içermesidir.
2. 2) Istem 1,e göre bir yöntem olup özelligi; ilk aritma adimi olan (A) aritma adimi kapsaminda; hibrit IOP/batik MP reaktöründe (10) hibrit reaktöre ham atik su besleme hatti (2) üzerinden ham atiksuyun ve (B) aritma adimindan hibrit reaktöre membran konsantreleri dönüs hatti (5) üzerinden geri döndürülen membran konsantre akiminin, ileri oksidasyon ve batik membran proses uygulamasiyla bir arada ve es zamanli/ardisik isletimli olarak aritiminin saglanmasidir.
3. 3) Istem 1 ve ?ye göre bir yöntem olup özelligi; (A) aritma adimindan çikan batik membran proses süzüntü akiminin (3); ikinci aritma adimi olan (B) aritma adiminda bir (C), iki (D) ya da üç (E) adimli harici MP uygulamalarina ait farkli proses kombinasyonlarindan birisi ile ((C); (D); (E) için sirasiyla sadece 22; 22 ve 23; 22, 23 ve 24) aritilarak, iyi kalitede ve yüksek oranda proses/endüstriyel su geri kazaniminin aritilmis yeniden kullanim suyu çikis hatti (4) üzerinden saglamasidir.
4. 4) Istem 1, 2 ve 3'e göre bir yöntem olup özelligi, (B) aritma adiminda olusan membran konsantrelerini, hibrit reaktöre membran konsantreleri dönüs hatti (5) üzerinden (A) aritma adimindaki hibrit IOP/batik MP reaktörüne(10) geri çevirerek çevrimsel bir isletimde ham atiksuyla bir arada aritmasi sayesinde bilinen MP/IOP konfigürasyonu kapsamindaki entegre aritma uygulamalarina kiyasen daha düsük hacimlerde nihai membran konsantreleri atigi açiga çikarmasidir.
5. 5) Istem 3 ve 4,e göre bir yöntem olup özelligi, membran konsantreleri hacmini azaltarak geri kazanim suyu oranini arttirmasi; artan su geri kazanim orani ve azalan nihai konsantre bertaraf maliyetleri sayesinde de su geri kazanim maliyetlerini düsürmesidir.