Tekstil Endüstrisi Atıksularının Dinamik ve Mikrofiltrasyon Membranları ile Arıtımında Filtrasyon Performans Kıyaslanması ve Kirletici Karakterizasyonu

Abstract

Membran filtrasyonu, tekstil endüstrisi atıksularının arıtımı için kullanılan en umut verici teknolojilerden biridir. Literatürde kirlenme kontrolü üzerine oldukça fazla sayıda çalışma yapılmasına rağmen, membran kirlenmesi son derece önemli bir sorun olmaya devam etmektedir. Bu çalışma kapsamında, işletilen bir tekstil endüstrisi atıksuyu arıtımı için işletilen anaerobik dinamik membran biyoreaktör (AnDMBR)’de meydana gelen membran kirlenmesinin karakterizasyonu yapılmıştır. Ayrıca eş zamanlı olarak işletilen mikrofiltrasyon (MF) membranı ile kıyaslanması yapılmıştır. Bu amaçla çalışmada, jel permeasyon kromatografisi (GPC), taramalı elektron mikroskopisi (TEM), Fourier Dönüşümlü Kızıl Ötesi Spektrofotometre (FTIR) ve kirlenme hızı (FR) analizleri gerçekleştirilmiştir. Kek tabakası oluşumunun ardından dinamik membran ile mikrofiltrasyon membranı benzer filtrasyon verimleri göstermiştir. Karakterizasyon analizleri ise dinamik tabakada 1 kDa’dan 9000 kDa’ya kadar geniş bir aralıkta moleküler büyüklüğe sahip partiküllerin büyük oranda mikrobiyal ürünlerce oluşmuş kek tabakası sayesinde filtrelendiğine işaret etmektedir. Yapılan TEM görüntülemesinde, MF membranında dinamik membrana kıyasla daha pürüzsüz ve gözeneksiz bir yapı gözlenmiştir. Dinamik membrandaki kirlenme hızı da (2,33±0,17 mbar/dk) MF membranınkinden (5,96±0,41 mbar/dk) daha düşük olarak elde edilmiştir.

Membrane filtration is one of the most promising technologies used for the treatment of textile industry wastewater. Although there are many studies on fouling control in the literature, membrane fouling continues to be an extremely important problem. As a result of fouling, membrane systems have higher capital and operating costs limiting the widespread application of membrane systems. In scope of this study, characterization of membrane fouling was carried out in an anaerobic dynamic membrane bioreactor (AnDMBR) operated for a textile industry wastewater treatment. In addition, it was compared with the microfiltration (MF) membrane which operated simultaneously. For this purpose, gel permeation chromatography (GPC), scanning electron microscopy (SEM), fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and fouling rate (FR) analyzes were performed. Following the cake layer formation, the dynamic membrane and the microfiltration membrane showed similar filtration efficiencies. Characterization analyzes indicate that particles with a wide range of molecular sizes from 1 kDa to 9000 kDa in the dynamic layer are largely filtered by the cake layer formed by microbial products. In SEM scanning, a smoother and non-porous structure was observed in the MF membrane compared to the dynamic membrane. The fouling rate in the dynamic membrane (2,33±0,17 mbar/min) was also lower than that of the MF membrane (5,96±0,41 mbar/min).