Karadeniz'in tuzsuzlaştırılmasında elektrodiyaliz yönteminin denenmesi ve performansının değerlendirilmesi
Testing and evaluation of elektrodialysis method on desalination of Blacksea
- Tez No: 705051
- Danışmanlar: PROF. DR. YÜKSEL ARDALI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ondokuz Mayıs Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 163
Özet
Son zamanlarda hızlı nüfus artışı, kuraklık ve iklim değişikliğinin, su kaynaklarının sürdürülebilirliği üzerinde tehdit oluşturması, toplumların su temininde idari ve ekonomik önlemler alma konusunda girişimde bulunmalarını zorunlu hale getirmiştir. Bu girişmlerden birtanesi de alternatif su kaynağı elde etmek amacıyla deniz suyunun tuzsuzlaştırılarak kullanılması olmuştur. Bu çalışmada Karadeniz'den alınan deniz suyunun tuzsuzlaştırılması amacıyla laboratuvar ölçekli elektrodiyaliz sistemi kurulmuştur. Bu sistemde 10, 20, 30 V voltaj, 1, 2, 3 A akım ve 35, 50, 75 mL/dk debi değerlerinde tuzsulaştırma performansı incelenmiştir. Elektrodiyaliz hücresi içerisine yerleştirilen poliviniliden florid (PVDF) membranlara katyon seçicilik özelliği kazandırmak amacı ile kafur sülfonik asit (CSA), dodeksibenzono sülfonik asit (DBSA) ve paratoluen sülfonik asit (PTSA) gibi negatif fonksiyonel gruplar içeren bileşikler ile modifikasyon yapılmıştır. Anyon seçicilik özelliği kazandırmak amacı ile ise N-metil-2-prolidan (NMP) gibi pozitif fonksiyonel gruplar içeren bileşik ile modifikasyon yapılmıştır. Membranların modifikasyon öncesinde ve sonrasındaki morfolojileri ve fonksiyonel grupları Taramalı Elektron Mikroskop (SEM) ve Fourier Dönüşümlü Kızılıötesi Spektroskopisi (FT-IR) teknikleri ile incelenmiştir. Ayrıca modifiye membranların su tutma kapasitesi, taşınım sayısı, iyon iletkenliği, seçici geçirgenliği ve iyon değiştirme kapasiteleri incelenmiştir. Bu çalışma sonucunda deniz suyunun elektrodiyaliz sistemi ile tuzsuzlaştırılmasında optimum voltaj, akım ve debi değerleri belirlenmiştir. Elektrodiyaliz sisteminin performansı giderim verimi, giderilen madde miktarı ve özgül enerji tüketimi incelenerek değerlendirilmiştir. Çalışma sonucunda en yüksek giderim verimi S-PVDF-DBSA/NMP-PVDF membran çiftinde 60. dk sonunda 10 V, 2 A ve 50 mL/dk değerlerinde anolit çıkış suyunda %71.99 ve katolit çıkış suyunda ise %73.98 olarak elde edilmiştir. Elde edilen veriler ışığında modifiye membran içeren elektrodiyaliz yönteminin deniz suyunun tuzsuzlaştırılarak kullanma suyu amacı ile kullanılmasında uygun yöntem olacağı sonucuna ulaşılmıştır.
Özet (Çeviri)
The recent rapid population growth, drought and climate change become a threat to the sustainability of water resources entail necessary for societies to take administrative and economic precautions for the water supply. One of these precautions to acquire alternative water resources, use seawater with desalination. In this study, a comprehensive electrodialysis system was established by desalinating the sea purchased from the Black Sea. In this system, desalination performance was investigated at 10, 20, 30 V voltage, 1, 2, 3 A current and 35, 50, 75 mL/min flow rates. In order to impart cation selectivity to polyvinylidene fluoride (PVDF) membranes placed in the electrodialysis cell, modifications were made with compounds containing negative functional groups such as camphor sulfonic acid (CSA), dodexybenzono sulfonic acid (DBSA) and paratoluene sulfonic acid (PTSA). In order to gain anion selectivity, modification was made with a compound containing positive functional groups such as N-methyl-2-prolidane (NMP). The morphologies and functional groups of the membranes before and after modification were investigated by Scanning Electron Microscope (SEM) and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR) techniques. In addition, the water holding capacity, transport number, ion conductivity, selective permeability and ion exchange capacity of the modified membranes were investigated. As a result of this study, optimum voltage, current and flow values were determined in the desalination of sea water with the electrodialysis system. The performance of the Electrodialysis system was evaluated by investigating the removal efficiency, the amount of substance removed and the specific energy consumption. As a result of the study, the highest removal efficiency was obtained as 71.99% in the anolyte effluent and 73.98% in the catholyte effluent at the values of 10 V, 2 A and 50 mL/min at the end of the 60th minute in the S-PVDF-DBSA/NMP-PVDF membrane couple. In the light of the data obtained, it was concluded that the electrodialysis method with modified membrane would be the appropriate method for desalinating sea water and using it for potable water.
Benzer Tezler
- Studies on some ecological aspects of copepods and chaetognaths in the southern Black Sea, with particular reference to Calanus euxinus
Güney Karadenizdeki kopepodların, özellikle Calanus euxinus'un ve ketognatların bazı ekolojik özelliklerinin araştırılması
ŞENGÜL BEŞİKTEPE
Doktora
İngilizce
1998
BiyolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiDeniz Biyolojisi ve Balıkçılık Ana Bilim Dalı
PROF.DR. MUSTAFA ÜNSAL
- Karadeniz'in batı kıyılarındaki baskın makroalglerde protein, karbonhidrat ve yağ içeriklerinin mevsimsel araştırılması
Seasonal investigation of the protein, carbohydrate and lipid contens of dominant macroalgae in the western coast of the Black Sea
KÜBRA YEŞİLOVA
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Biyolojiİstanbul ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NESLİHAN BALKIS
- Karadeniz'in batı kıyıları fitoplankton topluluğundaki mevsimsel değişimlerin kalitatif ve kantitatif yönden incelenmesi
Qualitative and quantitative investigation of seasonal changes in phytoplankton community of western coast of the Black sea
MERVE ANDA PEYNİRCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Biyolojiİstanbul ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NESLİHAN BALKIS
- Karadeniz'in Sinop kıyı sahil şeridinden elde edilen baskın makroalglerin ve deniz çayırlarının ağır metal kirliliği tespitinde biyomonitör olarak kullanılmaları
Using dominant macroalgae and seagrass in Sinop coastline of the Black Sea as biomonitor for determination of heavy metal pollution
ELİF ARICI
Doktora
Türkçe
2017
Su ÜrünleriSinop ÜniversitesiSu Ürünleri Temel Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT BAT
- Karadeniz Samsun kıyı bölgesi mesozooplankton faunası ve mevsimsel değişimi
The mesozooplankton fauna and it's seasonal variation along Samsun coastal waters of the Black Sea
EDA DENİZ