Geri Dön

Application of membrane-based novel hybrid separation processes for reclamation of geothermal water

Membran temelli yeni hibrit ayırma süreçlerin jeotermal suyun ıslahı için uygulanması

  1. Tez No: 642056
  2. Yazar: EZGİ ÇERMİKLİ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. NALAN KABAY
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2020
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Ege Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Çevre Bilimleri Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. 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

  1. Olefin/paraffin separation in polymer/mof mixed-matrix membranes

    Polimer/mof karışık-matris membranlarda olefin/parafin ayrımı

    ELİF BEGÜM DOĞAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET GÖKTUĞ AHUNBAY

    PROF. DR. GUILLAUME MAURIN

  2. 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

    Türkçe

    2015

    KimyaMarmara Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NİLHAN KAYAMAN APOHAN

    PROF. DR. ATİLLA GÜNGÖR

  3. 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

    İngilizce

    2023

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ONUR FERHANOĞLU