Application of membrane-based novel hybrid separation processes for reclamation of geothermal water
Membran temelli yeni hibrit ayırma süreçlerin jeotermal suyun ıslahı için uygulanması
- Tez No: 642056
- Danışmanlar: PROF. DR. NALAN KABAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Bilimleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 145
Özet
Sera gazlarının iklim değişikliği ve küresel ısınma üzerindeki olumsuz etkisini azaltmak için alternatif olarak temiz ve sürdürülebilir bir enerji kaynağı gereklidir. Bu anlamda jeotermal enerji, dünyanın temiz tutulması anlamında yenilenebilir enerji kaynağı olarak büyük bir yere sahiptir. Jeotermal enerjinin doğrudan kullanımlarından biri, evsel, endüstriyel ve ticari amaçlar için jeotermal akışkanların/suların kullanılmasıdır. Ancak, bor, arsenik ve ağır metaller gibi bazı toksik elementler, topraktan geçerek yeraltı sularında bulunan iyonlarla kompleks oluşturabilir. Bu kompleksler, tek başına var olan elementlerden daha toksik olabilir. Bu nedenle, bu maddelerin jeotermal sudan giderilmesi çevresel anlamda önemlidir. Bu tez çalışmasında İzmir Jeotermal A.Ş.'nin Balçova'da bulunan kuyularından temin edilen jeotermal sudan bor ve arsenik giderilmesi için laboratuvarımızda bulunan adsorpsiyon-membran filtrasyon hibrit sisteminde Polonya'daki (Wroclaw Bilim ve Teknoloji Üniversitesi) proje ortağımızın laboratuvarında sentezlenen yeni nesil iyon değiştirici reçineler (1JW, 2JW, 1PTN ve 2PTN) kullanılmıştır. Bu reçinelerin, bor ve arsenik giderim performansları, ticari bor ve arsenik seçimli iyon değiştirici reçineler (Dowex XUS 43594.00, ArsenXnp, Lewatit FO 36) ile karşılaştırılmış, reçine tipi ve derişiminin bor ve arsenik giderimi üzerindeki etkisi araştırılmıştır. İkinci aşama hibrit çalışmalarda, laboratuvarımızda bulunan Sepa CF-II membran filtrasyon test sistemi kullanılarak jeotermal suyun ters osmoz süzüntüsü (GW-ROP) elde edilmiştir. GW-ROP çözeltisinden bor giderilmesi için adsorpsiyon-membran filtrasyon hibrit sistemi kullanılmıştır. Ayrıca, Yenikale Isı Merkezi'nde kurulu olan pilot-ölçekli ters osmoz sistemi kullanılarak elde edilen jeotermal suyun ters osmoz konsantresinden (GW-ROC-2 ve GW-ROC-3) bor ve arsenik giderilmesi çalışmaları da yapılmıştır. GW-ROC-2 ve GW-ROC-3 çözeltilerinden arsenik ve bor giderimlerini araştırmak için adsorpsiyon membran filtrasyon hibrit çalışmalarında yeni nesil bor seçimli ve ticari iyon değiştirici reçineler kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlar, yeni N-metil-D-glukamin fonksiyonel gruplarını içeren iyon değiştirici reçinelerin, jeotermal su, jeotermal suyun ters osmoz süzüntüsü ve konsantresinden bor ve arsenik giderimi için adsorpsiyon-membran filtrasyon hibrit işleminde uygulanabilir olduklarını göstermiştir. Bu reçineler, uygun koşullar altında nihai bor derişimini izin verilen seviyenin altına (
Özet (Çeviri)
A clean and sustainable energy source is necessary as an alternative to reduce the negative effect of greenhouse gases on climate change and global warming. In this sense, geothermal energy had a greater place as renewable energy source for keeping the earth clean for the new generations. One of the direct uses of geothermal energy is the geothermal fluids/waters for domestic, industrial, and commercial purposes. However, some toxic elements such as boron, arsenic and heavy metals can make a complex with the ions present in the underground waters by passing through soil. These complexes can be more toxic than elements presented as alone. Therefore, elimination of these substances from geothermal water have an important place from the environmental viewpoint. In this thesis, boron and arsenic removal from geothermal water obtained from the wells of İzmir-Balçova Geothermal Co. were carried out in adsorption-membrane filtration hybrid system by using the novel ion exchange resins (1JW, 2JW, 1PTN and 2PTN) synthesized in the laboratory of our project partner in Poland (Wroclaw University of Science and Technology). Boron and arsenic removal performances of novel ion exchange resins were compared with the that by commercially available boron and arsenic selective ion exchange resins (Dowex XUS 43594.00, Arsenxnp, Lewatit FO 36) and the effect of resin type and concentration on boron and arsenic removal were investigated. In second stage hybrid studies, reverse osmosis permeate of geothermal water (GW-ROP) was obtained by using Sepa CF-II membrane filtration test system in our laboratory. Adsorption-membrane filtration hybrid system was utilized to remove boron from GW-ROP solution. Moreover, reverse osmosis concentrate (GW-ROC-2 and GW-ROC-3) of the geothermal water obtained by pilot-scale reverse osmosis system installed at the Yenikale Heat Center were utilized in adsorption membrane filtration hybrid studies. For this purpose, novel boron selective and commercially available ion exchange resins were utilized in hybrid system to investigate arsenic and boron removal efficiencies. The obtained results showed that novel N-methyl-D-glucamine functionalized ion exchange resins are applicable to use in adsorption-membrane filtration hybrid process for boron and arsenic removal from geothermal water, reverse osmosis permeate and concentrate of geothermal water. These resins were able to decrease final boron concentration below to the permissible level (< 1.0 mg/L) and became comparable to commercially available boron and arsenic selective ion exchange resins. Considering the arsenic removal performances of these resins, it can be said that the final arsenic concentration in geothermal water could not be reduced below the permissible level; but their arsenic removal performances were enhanced for the reverse osmosis concentrate of geothermal water. In the third stage hybrid studies, laboratory scale bipolar membrane electrodialysis systems were operated to removal and recover boron and lithium from model solution. In bipolar membrane electrodialysis studies carried out by using two different electrodialysis systems, it was found that the acid and base solutions used in the acid and base compartments, the electrode solution used in the electrode compartment and the electrical potential affected boron and lithium separation and recovery from the model solution.
Benzer Tezler
- Design and optimisation of membrane-assisted distillation processes for argon production from air
Başlık çevirisi yok
MERVE CEYLAN
- Olefin/paraffin separation in polymer/mof mixed-matrix membranes
Polimer/mof karışık-matris membranlarda olefin/parafin ayrımı
ELİF BEGÜM DOĞAN
Doktora
İngilizce
2023
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET GÖKTUĞ AHUNBAY
PROF. DR. GUILLAUME MAURIN
- Yüksek performanslı poliimit ve dolgu malzemeleri takviyeli polimer türevlerinin sentezi, karakterizasyonu ve membran teknolojisindeki uygulamaları
Synthesis, characterization and membrane technology applications of high performance polyimides and their filler materials-reinforced polymer derivatives
MERVE BİÇEN
Doktora
Türkçe
2015
KimyaMarmara ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLHAN KAYAMAN APOHAN
PROF. DR. ATİLLA GÜNGÖR
- Novel nanofiber-based membrane separators for lithium-ion batteries
Başlık çevirisi yok
MELTEM YANILMAZ
- MEMS sensor platform for vital monitoring under mri and intraocular pressure measurement
Yaşamsal işaretlerin ve göz içi basıncın ölçülmesine yönelik MEMS basınç ölçer platformunun geliştirilmesi
PARVIZ ZOLFAGHARI
Doktora
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ONUR FERHANOĞLU