Bölge Coğrafyasının İlk Su ve Atık Su Membranı Ak-Kim

Ocak 24, 2019, 1:05 pm
14 dakika


Burak Dalkılıç

Satış ve Pazarlama Bölüm
Yöneticisi, Su Çözümleri
Ak-Kim Kimya Sanayi Ticaret A.Ş.

 

Bölge Coğrafyasının İlk Su ve Atık Su Membranı Ak-Kim Akulays Ultrafiltrasyon Modülleri ve Ultrafiltrasyon Teknolojisi

Tanıtım
Türkiye’nin öncü kimyasal madde üreticisi Ak-Kim, 1977’de Yalova’da kurulmuş ve zaman içinde Türkiye’nin çeşitli lokasyonlarında üretim faaliyetlerini genişletmiştir. Temel kimyasallar ve performans kimyasalları üreten Ak-Kim; temizlik, kimya, tekstil, kâğıt, su arıtma, gıda, metal, zirai ilaç, enerji, yapı, maden, plastik ve boya sektörlerine hizmet vermektedir. Temel kimyasallar alanında birçok üründe pazar lideri olan şirket, farklı alanlara yönelik ürün ve hizmetler geliştirerek büyümesini devam ettirmektedir. Ultrafiltrasyon alanında yaptığı yatırımla su arıtma sektörüne ileri teknoloji arıtma sistemlerini kazandırmış ve bu üründe Türkiye’deki ilk ve tek üretici olmuştur. Ak-Kim dünyanın en büyük emaye ve seramik frit üreticilerinden biri olan Gizem Frit şirketini 2015 yılında bünyesine katarak, farklı bir pazara giriş yapmıştır. Yurt dışında 70 ülkede hizmet veren Ak-Kim, Avrupa pazarındaki müşterilerine yakın olmak ve büyümesini sürdürmek amacıyla, Almanya’daki kimyasal satış ve pazarlama şirketi Dinox’u bünyesine katmıştır. 2013’te Feralco ile eşit ortaklıkla kurduğu ve akabinde Dostel’i bünyesine katan Akferal şirketinin kalan hisselerini de devralarak 2017 Kasım ayında %100 Ak-Kim iştiraki haline getirmiştir.

Su arıtma sektöründeki varlığı ve sinerjisini kullanan Ak-Kim; Yalova Tesisinde ultrafiltrasyon membran modülü yatırımıyla ileri teknoloji arıtma sektörüne girmiştir. 2016 yılında devreye aldığı modern fabrikasıyla bu üründe Türkiye’de ilk ve tek üretici konumundadır

Su çözümleri alanındaki faaliyetlerini 2015’te kendi geliştirdiği reçeteyle ürettiği yüksek kaliteli PVDF malzemeden imal edilmiş delikli elyafa sahip Ultrafiltrasyon Modülü ile genişleten Ak-Kim, Türkiye ve yakın çevresinde Ultrafiltrasyon Modülü üreten yegane şirkettir.

Özet
Ultrafiltrasyon (UF), suyun membrandan geçirildiği ve bu sırada su içerisindeki partiküllerin, kolloidlerin ve makro-moleküllerin sudan ayrıldığı bir arıtma prosesidir. Ultrafiltrasyon membranları bakteriler, virüsler, kolloidler ve silt için yüksek arıtma sağlar.

Ultrafiltrasyon atık su arıtma, içme suyu arıtma, deniz suyu ön arıtma, otomotiv ve tekstil endüstrisinde atık boyanın geri kazanımı, içecek endüstrisi, ters ozmos ön arıtması, baraj, nehir, göl, kuyu, yağmur suyu gibi yüzey sularında, ön filtrasyon amacı ile kullanılır.

Farklı amaçlar için kullanılan Ultrafiltrasyon membran modülleri değişik malzemelerden imal edilebilir. Su arıtımı için kullanılan membran modülleri yapısal olarak boya için kullanılan membran modülerinden hammadde ve çalışma prensibi olarak farklıdır.

Farklı amaçlar için kullanılan, farklı materyalden imal edilen, farklı mekanik çalışma prensipleri olan Ultrafiltrasyon membran modüllerinin ortak noktası süzme yetenekleridir. Ultrafiltrasyon için ifade edilen parçacık süzme sınırı limitleri içinde kalan tüm filtrelere Ultrafiltrasyon adı verilir.

1. Giriş
Sıvıların filtrelenmesi ihtiyacını en verimli şekilde çözebilmek için sistemler geliştirilmiştir. Bu sistemlerden Ultrafiltrasyon (UF), suyun membrandan geçirildiği ve bu sırada sudaki partiküllerin, kolloidlerin ve makro-moleküllerin sudan ayrıldığı bir su arıtma prosesidir. Bakteriler, virüsler, kolloidler ve silt için yüksek arıtma sağlar.

Suyun filtrelenmesi ihtiyacını optimum seviyede karşılamak için değişik kademelerde hassasiyete sahip üretilen filtrelerin basınç ihtiyaçları da değişkendir. İhtiyaç duyulan kullanım alanına göre sistemler hesaplanır ve boyutlandırılır. İlk yapılması gereken çıkış kalitesi değerlendirilmesidir. İhtiyaç belirlendikten sonra arıtma sistemi şekillendirilebilir. Genellikle arıtma sistemini takip eden üretim sisteminin veya arıtma sisteminin kullanım amacının yönlendirmesi ile limit değerlerine göre filtrasyon hassasiyeti tercih edilir.

 

 

 

Filtrasyon teknolojileri farklı amaçlar için kullanılabilir. Bir proseste su elde etmek için suyun içerisindeki partikülleri ayırmaya çalışırken, başka bir proseste suyun içerisindeki değerli madenleri konsantre hale getirmek için kullanılabilir. Bu teknolojilerden ana konumuz olan Ultrafiltrasyon’da değişik amaçlar için kullanılmaktadır. Fakat bazen amaçlar çok farklı olur ise Ultrafiltrasyon modülleri amaç ile uyumlu olarak farklı yapıda olabilir. Örneğin; araba boyama prosesinde kullanılan Ultrafiltrasyon modülleri yapı ve materyal olarak su arıtma amacı ile kullanılan Ultrafiltrasyon modüllerinden farklıdır. Temiz su elde etmek için kullanılan membran modül belirli teknik özelliklere sahip ise (Örneğin; fiberleri PVDF ise) atık su geri kazanımı için uygun olabilir.

 

Şekil 1.1 Ultrafiltrasyon Membran Modülü

 

 

2. Filtreleme Seviyeleri ve En Yaygın Teknolojiler
2.1. Filtre Hassasiyeti ve Giderimler

Ters Ozmos, Nanofiltrasyon, Ultrafiltrasyon, Mikrofiltrasyon ve Membran Bio Reaktör membranı membran sistemlerinde en çok karşılaşılan filtrasyon ürünleridir.

Çizelge 2.1

Ters Ozmos (Reverse Osmosis) iyon seviyesinde filtrasyon yaparken, Nanofiltrasyon molekül seviyesinde, Ultrafiltrasyon ise molekül ve makro molekül seviyesinde filtrasyon yapar. Mikrofiltrasyon ve daha geniş gözenekli filtre sistemlerinde ise mikro ve makro partikül seviyesinde filtrasyon yapılır.

Çok küçük gözenekli filtrasyon sistemleri olması nedeni ile gözenek boyutları gözlemlenebilecek seviyenin altında kalır. Bu neden ile süzme kapasiteleri Dalton cinsinden hesaplanır. Ultrafiltrasyon modülleri genel olarak 100 ila 150 kiloDalton aralığında filtrasyon yaparlar. Bazı özel ihtiyaçlar için 30, 20, 15 ve hatta 10 ve 5 kiloDalton seviyesine kadar hassas filtrasyon yapan Ultrafiltrasyon membranları vardır. Örneğin; içme suyu arıtımında 100 – 150 kDalton seviyesinde filtrasyon virüs ve bakteri giderimi için yeterli olur iken, diyaliz sistemlerinde kullanılan Ultrafiltrasyon modülleri endotoksin giderimi için 5 ile 10 kDalton hassasiyette imal edilir.

2.2. Ultrafiltrasyon Membranı
Ultrafiltrasyon membranları PVDF (Polyvinylidene-difluoride), PES (Polyethersulfone), PAN (Polyacrylonitrile), PS (Polysulfone) gibi farklı malzemelerden üretilirler. En çok kullanılan hammaddeler PVDF ve PES‘dir.

Şekil 2.1

Mekanik kuvvet ve kimyasal dayanım olarak PVDF rakiplerine göre avantaj yaratmaktadır. PVDF’in yüksek oranda klor ile yıkanabilme yeteneği işi bakteri tutmak olan bir sistem için büyük fayda yaratmaktadır. Ultrafiltrasyon modüllerinin fiber yüzeyleri asimetrik dizilime sahiptir. Bu özellikleri sayesinde daha verimli geri yıkama gerçekleşir.

Şekil 2.2 Asimetrik Yüzey

2.3. Kullanım Alanları
Ultrafiltrasyon, atık su arıtma, içme suyu arıtma, deniz suyu ön arıtma, tekstil gibi endüstrilerde atık geri kazanımı, içecek endüstrisi, ters ozmos ön arıtması, baraj, nehir, göl, kuyu, yağmur suyu gibi yüzey sularında, filtrasyon amaçlı kullanılır.

Şekil 2.3 Akkim Akualys Membran Modüllerinin Kullanıldığı Sistem

Ultrafiltrasyon membran modülleri, içme suyu arıtımında bakteri ve virüsten arındırılmış doğal su üretilmesini, sanayi ihtiyaçlarına uygun kalite su üretilmesini, deniz suyundan proses suyu üreten sistemlerin korunmasını, atık suların geri kazanılıp proseste tekrar kullanımını amaçları ile kullanılırlar.

3. Akış Sistematiği
Ultrafiltrasyon modülleri kapalı sonlu (dead-end) veya çapraz akışlı (cross flow) olarak ikiye ayrılır. Diğer bir ayrım ise içten dışa (in to out) ve dıştan içe (out to in)
akışlı fiber tasarımlarıdır.

 

 

 

 

3.1. Modül Hidrolik Akış Tipleri
Kapalı sonlu akışta modüle beslenen tüm su filtrelenir ve kirlilik yüzeyde birikir. Çapraz akışta ise ufak bir miktar (ör. %5) atık hattından atılır veya sistemin başına geri döndürülür.

 

 

Şekil 2.4

 

 

Şekil 3.1

3.2. Fiber Hidrolik Akış Tipleri
İçten dışarı doğru ve dıştan içeriye doğru olmak üzere iki tip ultrafiltrasyon fiber tasarımı bulunmaktadır. Kirli suyun içeriden dışarı doğru aktığı sistemler atık su arıtımı için uygun değildir. Dışarıdan içeri doğru akış ile çalışan sistemler hem atık su hem de temiz su ile çalışma yapabilirler. Mevsimsel su bulanıklıklarının artışları da göz önüne alındığında dışardan içeri doğru “out to in” tabir edilen sistemler zor sular için en doğru seçimdir.

Şekil 3.2

Şekil 3.3

3.2.1. Tuz ve Partikül Birikimi
Özellikle deniz suyu sistemlerinde tuz birikimi önemli bir sorundur. Düzgün geri yıkama olmaması durumunda tıkanmalara neden olabilir. Bu sorun en sık içeriden dışarı doğru çalışan (in to out) sistemlerde gözlenir. Fiber ağız bölgesinde tıkanma oluşur. Dışarıdan içeri doğru çalışan sistemlerde ise (out to in) kirli su ağız bölgesine ulaşamaz ve yüzey üzerinde kalarak fiber boyunca yıkamaya kadar ince tabaka halinde yayılır. Böylece geri yıkama ile sistemden daha rahat atılır.

Şekil 3.4

3.2.2.Ön Filtreler
Ön filtre tercihimiz 100 ile150 mikrondan büyük, 300 mikrondan küçük ön filtrelerdir. Böylece Ultrafiltrasyon membran modülüne giren partiküller tek tip olmaz ve yüzey akümülasyonu daha rahat temizlenir.

 

Şekil 3.5 Ön Filtre

3.2.3. Kullanım Örnekleri
3.2.4.Ak-Kim Akulays Modülleri
Deniz suyunda tatlı su üretilen tesislerde, atık su geri kazanımı tesislerinde, şehir şebeke hatlarında, yüzey sularının kullanılır hale getirilmesinde, sanayi ihtiyacına göre temiz su üretiminde ve atık gideriminde aktif şekilde kullanılmakta ve referanslarını arttırmaktadır.

4. Sonuç
Ultrafiltrasyon modülleri düşük basınç ile çalışabilmeleri, geri yıkanabilmeleri (tersine akış) ve yüksek kirlilik giderebilmeleri nedeni ile tercih edilmektedir. Mevcut kullanılamaz suları kullanılır hale getirmektedir. Kullanımı mümkün olmayan suların kullanılabilir hale getirilmesi ve atık suların tekrar kullanımı için efektif çözümdür.

 

  • (gizli tutulacaktır)