TARIFNAME Aktif Tabakasi Titanya Olan Nanofiltrasyon Seramik Membran Bulusun Ilgili Oldugu Teknik Saha Mevcut bulus, tekstil sanayii sicak atik sularindan organik madde ve renk giderimi için kullanilan aktif tabakasi titanya olan bir nanofiltrasyon membran (NF) ile ilgilidir. Teknigin Bilinen Durumu Sanayi proseslerinde büyük miktarda yeralti suyu kullanan tekstil üreticileri alternatif su kaynaklari ve kullanimina odaklanmaktadir. Proses sularinin veya atik sularin üretim proseslerinde tekrardan kullanilmalari yeralti suyu tüketiminin azaltilmasini saglamaktadir. Atik sular içerisindeki, kimyasallarin geri kazanimi ise ekonomiye katki saglayarak yeralti sularinin fazla kullanilmasi sorununa çözüm olabilecek önemli adimlardan biridir. Ancak bu sularin etkin kullanimlari ve geri kazanimlari için koagülasyon/flokülasyon, biyolojik aritma, kum filtrasyonu gibi klasik yöntemlerin yani sira yeni aritma yöntemlerinin de kullanilmasi gerekmektedir. Geleneksel tekstil atik su aritma yöntemleri olan fiziksel, kimyasal ve biyolojik aritmalar atik su yönetmeliklerine uygunlugu saglamada yeterli olsa da suyun ve içerdigi kimyasallarin yeniden kullanimi için yeterli degildir. Geri kazanim için polimerik membranlarin kullanimi da suyun yüksek derecede alkali ve yüksek sicaklikta oldugu, mekanik ve termal kararliligin gerekli oldugu ortamlarda uygun olmamaktadir. Kosullarin sert oldugu bu tip ortamlarda, yapisal bütünlüklerini koruyamadiklari için polimerik membranlarin ayirma performanslari düsmekte, kararliliklari ortadan kalkmaktadir. Alkali ya da asidik olmayip sadece sicakligin yüksek oldugu ( proses sularinin polimerik membranlar ile aritilmasinda membran yapisinda problem çikmamasi için, atik sular düsük sicakliklara getirilerek aritimlari saglanabilmektedir. Ancak sicak suyun aritma amaciyla sogutulmasi sonrasinda kullanim amaciyla tekrar isitilmasi prosesin uzamasina ve enerji verimliginin düsmesine neden olmaktadir. Seramik membranlarin ise termal dayaniminin yüksek olmasi özelligi ile yüksek sicakliktaki sular filtre edilebilmekte ve yüksek sicaklikta düsük viskozitenin etkisi ile yüksek süzüntü akilari elde edilebilmektedir. Membran ayirma yöntemleri, kimya, petrokimya, ilaç, tarim-gida üretim endüstrilerinin yani sira biyoteknolojide basta içme suyu üretimi ve endüstriyel atik su aritimi olmak üzere birçok alanda kullanilmaktadir. Atik su aritma proseslerinde kullanilan membranlar, aritilacak suyun basinç farki sayesinde membranin bir tarafindan diger tarafina geçerken suyun geçisine izin veren ancak istenmeyen bilesenlerin geçisine izin vermeyen bariyerlerdir. Membranlari ayirma proseslerine, malzemelerine, geometrik sekillerine, gözenek çaplarina göre siniflandirmak mümkündür. Malzemelerine göre siniflandirildiklarinda; sentetik ve ya dogal polimerlerden yapilan membranlar, organik, seramik ve metal gibi malzemelerden yapilan membranlar, inorganik ve inorganik-organik malzemelerin karisimindan yapilan membranlar, kompozit membranlar olarak isimlendirilir. Membranlar gözenek çaplarina yani ayirma özelliklerine göre mikrofiltrasyon (MF), ultrafiltrasyon (UF), nanofiltrasyon (NF) ve ters osmoz (TO) olarak siniflandirilabilir. Geometrik olarak ise membranlar plaka, disk, içi bos fiber, tek kanalli tüp ya da çok kanalli tüp seklinde olabilirler. Seramik membranlar; 1) asitlere, bazlara, oksidanlara ve organik solventlere karsi yüksek dayanim, 2) yüksek sicakliklara dayanim, 3) buharla dezenfekte edilebilme, 4) asinmalara karsi yüksek dayanim, ) kolay yikanma ve 6) uzun kullanim ömürleri ile polimerik membranlara üstünlük saglarlar. Seramik membranlar, ortalama gözenek çaplari aktif membran tabakasina dogru giderek azalan birden fazla inorganik membran tabakasindan meydana gelmektedir. Seramik membranlar aktif membran tabakalarinin ortalama gözenek boyutuna göre isimlendirilmektedir. Örnegin; aktif membran tabakasinin ortalama gözenek çapi 50 nm'den büyük olan seramik membranlar mikrofiltrasyon (MF), 2 ila 50 nm arasinda olan membranlar ultrafiltrasyon (UF) ve 2 nm'den az olan membranlar nanofiltrasyon (NF) seramik membranlar olarak adlandirilir. NF seramik membranlar, gözenek çapi 50 nm'den büyük makro gözenekli bir seramik altliktan, tercihen gözenek çapi 50 nm'den büyük makro gözenekli bir ara tabakadan, ortalama gözenek çapi 2 ila 50 nm arasinda degisebilen bir ya da tercihen daha fazla sayida mezogözenekli tabakadan ve ortalama gözenek çapi 2 nm'den az olan mikrogözenekli bir aktif membran tabakasindan meydana gelmektedir. NF seramik membrani olusturan her bir membran tabakasi; membran tabakasina ait solün sentezlenmesi, sentezlenen solün bir altta yer alan ve ortalama gözenek çapi daha büyük olan membran tabakasi üzerine kaplanmasi, kurutulmasi ve sinterlemesi ile elde edilir. NF membrani meydana getiren membran tabaka sayisinin artmasi aritim ve geri kazanim verimini arttirmakta ancak NF seramik membran prosesinin zorlugu da her bir membran tabakasinin çatlaksiz, hasarsiz, muntazam bir sekilde olusturulmasi gerekliligi nedeniyle artmaktadir. Teknigin bilinen durumunda var olan seramik NF membranlar ekstrüzyon teknigi ile üretilen makro boyutta ( 50 nm) gözenege sahip bir seramik altliktan, kolloidal sol-jel teknigi ile üretilen mezo gözenege (2-50 nm) sahip bir ya da birden fazla UF membran tabakasindan ve polimerik sol-jel teknigi ile üretilen mikro gözenege (< 2 nm) sahip bir aktif NF membran tabakasindan olusmaktadir. Kullanim kosullarina (ortam sicakligi, pH vb) bagli olarak, o seramik altlik; oi-Al, TiO2 (Titanyumdioksit veya titanya), ZrO2 (Zirkonyum dioksit veya zirkonya) ya da TiO2-ZrO2 karisimindan, TiO2, ZrO2, SiO2 ya da TiO2-ZrO2 karisimindan, o NF membran tabakasi; y-Al203, TiO2, ZrOz, SiO2 (Silisyum dioksit veya silika) ya da TiO2-ZrO2 ve ya SiO2-ZrO2 karisimlarindan olusabilmektedir. Seramik nanofiltrasyon membranlar 10 mm ya da 25 mm dis çapa, farkli geometrilere sahip olabilmektedir. arasinda olan bir inorganik NF membranin nasil üretildigi tarif edilmektedir. Bu dokümandaki membran, Al203 ve TiO2 tozlarindan olusan bir altlik, bu altligin üzerine kaplanan titanya kalin tabaka, ZrO2 ultrafiltrasyon tabakasi ve bu tabakanin da üzerine kaplanan sol-jel yöntemiyle üretilen bir nanofiltrasyon ZrO2 tabakasindan olusmaktadir. Söz konusu altlik, seker sanayindeki atik sularin filtrasyonunda kullanilmaktadir. US 6,464,881 numarali patent dokümaninda bahsi geçen altlik, tane boyutu 5 ve 15 mikron arasinda degisen alümina ve titanyum dioksit tozlarindan olusmaktadir ve %40 üzerinde gözeneklilige sahip olup 7-19 kanallidir. CN 1270813 numarali Çin patent dokümaninda tüp seklindeki bir titanyum dioksit altlik üzerine 3 katmanli bir NF membran gelistirilmistir. CN 1270813 numarali patent dokümanindaki yöntemde titanyum dioksit tüp seklindeki atligin üzeri ilk olarak bir titanya MF membran tabakasi ile kaplanmis, bu tabaka daha sonra bir zirkonya UF tabakasi ile kaplanmis ve bu tabaka da bir NF titanya membran tabakasi ile kaplanmistir. Söz konusu patent dokümaninda gelistirilen NF membran tabakasi sol- jel yöntemi ile üretilmis olup titanyum izobütoksidin asetilaseton ile komplekslestirilmesi ve izobütanol ve sulu ortamda polikondenzasyonunu ve bunun asidik bir ortamda peptizasyonunu esas almistir. CN 1270813 numarali patent dokümanindaki gelistirilen NF membranin 1000 Daltonluk ayirma gücü ve % 90 moleküler kütle reddetme orani oldugu belirtilmistir. membran olusumu sürelerinde daha az kusur içeren daha küçük ve düzgün dagilimli kalinliklarda daha yüksek aki degerine sahip gözenekli bir seramik membran filtre gelistirilmistir. Bu dokümandaki yöntemde gözenekli bir MF membran altligi üzerine olusturulan bir titanya UF membran tabakasi üzerine bir silika UF membran tabakasi olusturulmustur. Söz konusu patent dokümaninda gelistirilen titanya UF membran tabakasinin ortalama gözenek çapi gözenekli MF membran altligin ortalama gözenek çapindan ve gelistirilen silika UF membran tabakasinin ortalama gözenek çapi, titanya UF membran tabakasinin ortalama gözenek çapindan küçüktür ve titanya membran gözenekli membran altligi olarak ortalama gözenek çapi 0.2 pm olan 30 mm dis çapa, 3 mm hücre iç çapina 50 cm uzunluga sahip 37 hücreli monolit sekilli alümina kullanilmistir. Titanya UF membran tabakasi titanyum izopropoksidin hidrolizi ile elde edilen solün su ile seyreltilerek membran altliginin hücreleri içerisinde dolastirilmasi ve ardindan 500 °C sicaklikta termal isleme maruz birakilmasi ile olusturulmustur. Silika membran tabakasi tetraetoksisilanin hidrolizi ile olusturulan solün etanol ile seyreltilmesinin ardindan silika solün membran altliginin iç yüzeyinden geçirilmesi ve 500 °C sicaklikta termal isleme maruz birakilmasi ile olusturulmustur. CN1558790A numarali Çin patent dokümaninda makro gözenekli titanyum dioksit tasiyicidan, bir ya da iki ara ayirma tabakasindan ve bir adet üst metal oksit NF ayrima tabakasindan olusan bir inorganik NF membran gelistirilmistir. Söz konusu patent dokümaninda gelistirilen inorganik NF membraninin moleküler agirlik engelleme siniri membranin altligi gözenekliligi %35 ve sinterleme sicakligi 1390 °C olan titanyum oksittir. Söz konusu patent dokümaninda kontrol amaciyla gözenekliligi % 31, sinterleme sicakligi 1730 °C olan alümina ve gözenekliligi %37 olan zirkonya altliklar da kullanilmistir. Bu üç altlik üzerine uygun bir yüzey ajani ile kararli hale getirilen titanyum dioksit süspansiyonunun biriktirilmesi ve 1050 °C sicaklikta sinterlenmesi ile ortalama mikro gözenekli titanyum oksit filtrasyon membran tabakasi olusturulmustur. Titanyum oksit ya da zirkonyum oksitten olusan UF membrani 50 Kilo Dalton moleküler agirlik engelleme sinir degerine sahiptir. Söz konusu patent dokümaninda bu UF membranlari üzerinde iki metodla NF membran tabakalari olusturulmustur. Ilk metotta titanyum izobütoksit ve hidroliz reaksiyonunu geciktirmek için selatlastirici olarak su ve izobütanol içerisinde asetilaseton kullanilmistir. Ikinci metotta titanyum izobütoksit ve izobütanol karisimi monovalant su ve asit karisimi üzerine yavas yavas ilave edilmistir. Elde edilen beyaz karisim asidik ortamda tamamen seffaf olana kadar birkaç gün bekletilmistir. CN1558790A numarali patent dokümaninda bir titanya, alümina ve ya zirkonya altliktan, polykondenzayonunu takiben 350 °C sicaklikta sinterleme ile elde edilen bir opsiyonel titanya UF membranindan ve ayni yöntemle elde edilen bir NF membranindan olusan membrana ait sonuçlar ve bir titanya, alümina ve ya zirkonya altliktan, hidroliz ve peptizasyonu takiben 300 °C sicaklikta sinterleme ile elde edilen bir opsiyonel titanya UF membranindan ve ayni yöntemle elde edilen bir NF membranindan olusan membrana ait sonuçlar verilmistir. Sonuçlarda sadece altlik olarak titanyum dioksitin kullanildigi membranlarda %90 moleküler kütle ayirma oranina tekabül eden 1000 Dalton mertebesinde ayirmaya sahip oldugu görülmüstür. gözenek çaplari 1 nm'den az olan titanya ve/ve ya zirkonya olan bir tabakalar sisteminden olusan gaz ayirmak ve özellikle N2/02, CO2/H2 ve N2/CO2 gaz karisimlarini ayirmak için kullanilacak bir cihazin üretimi ile ilgilidir. Söz konusu patent dokümaninda gaz ayirma sistemini üretmek için öncelikle altlik olarak gözenekli seramik ya da metalik bir film hazirlanir. Bir sermet de altlik olarak kullanila bilinir. Bir ya da daha fazla seramik ara tabaka, altligin bir ya da her iki yüzünde uygulanir. Gaz ayirmak için gerekli aktif membran tabakasi sol-jel yöntemi ile ya da kimyasal ve fiziksel dokümaninda birtitanya ara tabaka islaktoz spreyleme ya da serigrafi (screen printing) yöntemiyle 316L paslanmaz çelik film altlik üzerine kaplanmis ve 900 °C sicaklikta 1 dakika ön sinterleme yapilmistir. Ön sinterlemeden sonra 950 °C sicaklikta 1 saat sinterleme yapildiktan sonra vakum altinda aktif membran tabakasi olarak titanya ya da alternatif olarak zirkonya kaplanmistir. Titanyum propilat, zirkonyum propilat gibi bir organik baslangiç kimyasalindan olusan veya asetil aseton ve bir oi karboksilik asitin kullanildigi bir sol, döndürerek kaplama ya da daldirma prosesi ile uygulanmistir. Solün organik içerigi 600 °C sicaklikta 1 saat süren proliz islemi ile uzaklastirilmis ve ardindan 1000 °C'de sinterleme yapilmistir. Teknigin bilinen durumunda var olan seramik nanofiltrasyon membranlar, genellikle altlik üzerinde 2-3 membran katmanindan olusmaktadir. Bu katmanlar 1 kalin ara tabaka, 1 ultrafiltrasyon membran tabakasi ve 1 nanofiltrasyon membran tabakasi olabildigi gibi 2 ultrafiltrasyon membran tabakasi ve 1 nanofiltrasyon tabakasi da olabilmektedir. Ara tabaka, altligin içine kaplanan ilk tabakadir ve amaci mikrofiltrasyon yapmanin yani sira üstüne yapilacak ultrafiltrasyon tabakasi için düzgün bir yüzey olusturmaktir. Teknigin bilinen durumundan farkli olarak mevcut bulus, altlik üzerinde 1 kalin ara tabaka, 2 ultrafiltrasyon membran tabakasi ve 1 adet nanofiltrasyon membran tabakasindan olusmaktadir. Membran tabaka sayilarinin fazlalasmasi % KOI (Kimyasal Oksijen Ihtiyaci) ve renk giderimine olumlu yönde etki etmistir. Bulusun Çözümünü Amacladigi Teknik Problem Seramik membranlar, termal dayanimlarinin yüksek olmasina ilave olarak asitlere, bazlara, oksidanlara, organik solventlere ve asinmalara karsi da yüksek dayanimlari, buharla dezenfekte edilebilme, kolay yikanabilme özelliklerinin olmasi ve dolayisiyla kullanim ömürlerinin uzun olmasi sayesinde polimerik membranlara üstünlük saglarlar. Mevcut bulus ile tekstil sanayii emprime yikama islemleri sonucunda olusan atik sularindan boyar maddeler, kostik, hidrojen sülfit, sabun ve çesitli inorganik bilesikleri ayirip, sicakligi 70-95 °C olan suyun geri kazanilarak yeniden prosese dâhil edilmesi saglanmaktadir. Mevcut bulusta tarif edilen seramik membran tekstil endüstrisi emprime yikama islemleri sonucunda olusan sicak atik sularin filtrasyonunda kullanilmis ve renk giderimi %94-97, KOI giderimi %89-94 olmustur. Mevcut bulusun, daha ayrintili ve spesifik olarak ifade edilebilmesi için örnek bir uygulamaya ait sonuçlar asagida belirtilmistir. Istemler, asagidaki örneklerle sinirli olarak yorumlanamaz. Mevcut bulusta aktif tabakasi titanya olan nanofiltrasyon seramik membran (105) açiklanmaktadir. Aktif tabakasi titanya olan nanofiltrasyon seramik membran (105) bir titanya tübüler seramik altliktan (100), en az bir titanya MF ara kalin tabakadan (101), en az bir alümina UF membran tabakasindan (102), en az bir titanya UF membran tabakasindan (103) ve en az bir titanya NF membran tabakasindan (104) olusmaktadir. Örnek Uygulama: Ayni sanayi dalina ait ayni özellikteki atik suda kiyaslama yapabilmek amaciyla, bir tekstil firmasindan sicak su geri kazanimi için temin edilen emprime karisim banyo numuneleri ile mevcut bulusta gelistirilen seramik membran ve bir titanya altliktan, bir titanya ultrafiltrasyon membran tabakasindan ve bir titanya nanofiltrasyon membran tabakasindan olusan 25 cm uzunluga, 6 mm iç ve 10 mm dis çapa sahip tek kanalli 3 kDa (kilo Dalton) ticari seramik membran ile laboratuvar ölçeginde karsilastirmali çapraz akis membran filtrasyon çalismalari gerçeklestirilmistir. Çalismalara ait sonuçlar Tablo 1'de verilmistir. Tablo 1'e bakildiginda mevcut bulusta gelistirilen aktif tabakasi titanya olan NF seramik membranin hem KOI hem de renk giderimi performansinin ticari 3 kDa NF seramik membranina göre daha yüksek oldugu görülmektedir. Aktif tabakasi titanya olan mevcut bulus kapsaminda gelistirilen NF seramik membranin kullanimi ile ticari 3 kDa NF seramik membrana kiyasla KOI gideriminde yaklasik %2-8, renk gideriminde ise %1-4 araliginda artis olmustur. Mevcut bulus, NF membrani meydana getiren membran tabaka sayisini arttirarak ayni sartlar altinda ayni atik su ile çalisildiginda daha yüksek giderim performansina ulasilmasini saglamistir. Tablo 1: 3kDa (Ticari) ve aktif tabakasi titanya olan NF seramik membranin giderim sonuçlari Atik su Kullanilan KOI Renk Isletme Atik su Membran giderimi giderimi Basinci Sicakligi Emprime tabakasi titanya olan NF seramik membran Sekillerin Açiklamasi Sekil 1: Aktif tabakasi titanya olan nanofiltrasyon seramik membranin (105) görünümü Sekil 2: Aktif tabakasi titanya olan nanofiltrasyon seramik membrani (105) olusturan seramik altlik (100) ve membran tabakalarinin görünümü Sekil 3: Aktif tabakasi titanya olan nanofiltrasyon seramik membranin (105) üretim yöntemi basamaklari Sekillerdeki Referanslarin Açiklamalari 100: Titanya tübüler seramik altlik 101: Titanya MF ara kalin tabaka 102: Alümina UF membran tabakasi 103: Titanya UF membran tabakasi 104: Titanya NF aktif membran tabakasi 105: Aktif tabakasi titanya olan nanofiltrasyon seramik membran A: Anataz toz karisiminin hazirlanmasi ve turbulada karistirilmasi B: Karistirilan toz karisimindan seramik çamur elde edilmesi C: Elde edilen seramik çamurun kürlenmesi D: Kürlenen seramik çamurun ekstrüzyonu E: Ön kurutma F: Kurutma G: Sinterleme yapilarak titanya tübüler seramik altligin (100) elde edilmesi H: Titanya MF ara kalin tabaka (101) çözeltisinin sentezi l: H islem basamaginda sentezlenen titanya MF ara kalin tabaka (101) çözeltisinin G islem basamaginda elde edilen titanya tübüler seramik altlik (100) içine kaplanmasi J: l islem basamagindaki kaplama islemi sonrasi kurutma ve sinterleme yapilmasiyla titanya MF ara kalin tabakanin (101) olusturulmasi K: Kolloidal sol-jel yöntemi ile alümina sol sentezi L: Alümina sole esneklik saglayici organik katkilarin ilavesi M: K islem basamaginda sentezlenip L islem basamaginda organik katkilar ile katkilandirilan kolloidal alümina solün J islem basamaginda olusturulan titanya MF tabaka (101) üzerine kaplanmasi N: M islem basamagindaki kaplama islemi sonrasi kurutma ve sinterleme islemleriyle alümina UF membran tabakasinin (102) olusturulmasi O: Kolloidal sol-jel yöntemi ile titanya sol sentezi P: Titanya sole esneklik saglayici organik katkilarin ilavesi R: O islem basamaginda sentezlenen ve P islem basamaginda organik katkilar ile katkilandirilan kolloidal titanya solün N islem basamaginda olusturulan alümina UF membran tabaka (102) üzerine kaplanmasi S: Kaplama islemi sonrasi kurutma ve sinterleme islemi yapilmasiyla titanya UF membran tabakasinin (103) olusturulmasi T: Polimerik sol-jel yöntemi ile titanya sol sentezi U: 8 islem basamaginda olusturulan titanya UF membran tabaka (103) üzerine sentezlenen polimerik titanya solün kaplanmasi V: U islem basamagindaki kaplama islemi sonrasi kurutma ve sinterleme islemleriyle titanya NF aktif membran tabakasinin (104) olusturulmasi ile aktif tabakasi titanya olan nanofiltrasyon seramik membran (105) elde edilmesi Bulusun Açiklanmasi Mevcut bulusta açiklanan aktif tabakasi titanya olan nanofiltrasyon seramik membran pm arasinda olabilen en az bir titanya MF ara kalin tabaka (101), ara kalin tabaka (101) üzerine kaplanmis en az bir alümina ultrafiltrasyon membran tabakasi (102), alümina ultrafiltrasyon membran tabakasi (102) üzerine kaplanmis bir titanya ultrafiltrasyon membran tabakasi (103) ve titanya ultrafiltrasyon membran tabakasi (103) üzerine kaplanmis bir titanya nanofiltrasyon aktif membran tabakasindan (104) olusmaktadir. Mevcut bulustaki membranin olusturulmasi için ilk olarak; %60'i 10 mikron, %40'i 0.2 mikron olan bir anataz toz karisimi hazirlanir ve bu karisim turbulada yaklasik 6-8 saat süre ile karistirilir (A). Belirtilen sürede karistirilan toz karisimina su, yaglayici (stearik asit, oleik asit, etilen glikol, gliserin, naftanik asit, çinko stearat, amonyum stearat vb.), baglayici (metil selüloz, karboksi metil selüloz, hidroksietil selüloz, hidroksi propil metil selüloz gibi selüloz türevleri, polivinil alkol, akrilikler, nisasta vb.) ve plastiklestirici (parafin, gliserol, polietilen glikol gibi organik bilesikler) ilave edilerek bir seramik çamur elde edilir (B). Elde edilen seramik çamur kürlenir (C) ve kürlenen çamurdan ekstrüzyon yöntemi ile %40'tan büyük gözenekliligi olan tüp seklinde (tübüler) bir titanya seramik altlik (100) olusturulur (D). D islem basamaginda elde edilen titanya tübüler seramik altliga (100) ön kurutma (E) ve kurutma (F) islemleri uygulanarak titanya tübüler seramik altlik (100) 1100°C'de 3 saat sinterlenir (G). G islem basamaginda olusturulan sinterlenmis titanya tübüler seramik altlik (100) içine kaplanmak üzere bir 1 mikronluk rutil tozlarindan titanya MF ara kalin tabaka (101) çözeltisi sentezlenir (H). H islem basamaginda sentezlenen çözelti, titanya tübüler seramik altlik (100) içine kaplanir (l). Kaplanan titanya MF ara kalin tabaka (101) oda sartlarinda kurutulduktan sonra . Titanya ara kalin tabakanin (101) üzerine kaplanmak üzere, kolloidal sol-jel yöntemi ile bir alümina sol sentezlenir (K). Sentezlenen alümina sole, esneklik saglayici bazi organik katkilar (hidroksi propil selüloz, polietilen glikol, polivinil alkol gibi) ilave edilir (L) L islem basamagindan sonra alümina sol, titanya MF ara kalin tabaka (101) üzerine kaplanir (M). Oda sicakliginda kurutulduktan sonra 600°C'de 3 saat sinterlenir. Böylece alümina UF membran tabakasi (102) elde edilir (N). Kolloidal sol-jel yöntemi ile titanya sol sentezlenir (O). Sentezlenen titanya sole esneklik saglayici organik katkilar (hidroksi propil selüloz, polietilen glikol, polivinil alkol gibi) ilave edilir (P). O islem basamagindan sonra titanya sol alümina UF membran tabaka (102) üzerine kaplanir (R). Oda sartlarinda kurutulduktan sonra 400 °C'de 1 saat sinterlenir. Bu sayede titanya UF membran tabakasi (103) elde edilmis olur (8). Polimerik sol-jel yöntemi ile titanya sol sentezlenir (T). Sentezlenen titanya sol titanya UF membran tabaka (103) üzerine kaplanir (U). Titanya NF aktif membran tabakasinin (104) olusmasi için oda sartlarinda kurutmanin ardindan 400 °C'de 1 saat sinterlenir. Böylece aktif tabakasi titanya olan nanofiltrasyon seramik membran (105) elde edilmistir (V). Sicak emprime banyosundan alinan örneklerde, 2 bar basinçta alümina ultrafiltrasyon membrani ile %62 KOI giderimi, %48 renk giderimi degerleri elde edilirken bu membran tabakasina bir titanya ultrafiltrasyon tabakasinin kaplanmasi ile KOI giderim degeri %91 'e, renk giderim degeri ise %85'e çikmistir. Titanya ultrafiltrasyon membran tabakasina (103) bir titanya nanofiltrasyon aktif membran tabakasinin (104) kaplanmasi ile ise %93 KOI giderimi ve %96 renk giderimi degerleri elde edilmistir. Ayni zamanda alümina ultrafiltrasyon membran tabakasi (102) üzerine kaplanan her bir titanya membran tabakasinin, kimyasal dayanimi titanyaya göre daha az olan alüminanin süzüntüye geçme miktarinin azalmasini sagladigi tespit edilmistir. Alümina ultrafiltrasyon membran tabakasina (102) bir titanya ultrafiltrasyon membran tabakasi (103) kaplanmasi ile süzüntüdeki alümina miktari 0.220 mg/L mertebelerinde olurken, titanya ultrafiltrasyon membran tabakasinin (103) üzerine bir titanya nanofiltrasyon aktif membran tabakasinin (104) kaplanmasi ile süzüntüdeki alümina miktarinin %795 azalarak 0.045 mg/L mertebelerine düstügü görülmüstür. Tablo 2: Aktif tabakasi titanya olan NF seramik membranin (105) her bir tabakasinin giderim verimine etkisinin incelenmesi Atik su Kullanilan Membran giderimi giderimi Isletme Basinci Atik su Sicakligi Aktif tabakasi alümina membran tabakasi olan (102) UF seramik membran membran tabakasi olan (103) UF seramik membran Emprime Aktif tabakasi titanya 94 97 2 80±5 membran tabakasi (104) olan NF seramik membran (105) Bulusun Sanayiye Uygulanma Biçimi Seramik membranlar, polimerik membranlara kiyasla, dünya genelinde çok çesitli endüstriyel su aritma ve içme suyu aritma proseslerinde uygulama alani bulmaktadir. Seramik membranlar, daha yüksek filtrasyon akilarinda çalisabilme, yüksek basinçlar kullanarak daha etkin geri yikama islemleri ile çalisabilme, daha genis aralikli geri yikama islemleri ile çalisabilme, kimyasal temizleme ihtiyacinin düsük olmasi, yirtilma sorunu olmamasi nedeniyle uzun ömre sahip olma, uzun vadede daha ekonomik olma gibi polimerik membranlara kiyasla çok sayida avantaja sahiptir. Mevcut bulus emprime yikama islemleri sonucunda olusan atik sulardan boyar maddeler, kostik, hidrojen sülfit, sabun ve çesitli inorganik bilesikleri ayirip, sicakligi 70-95 °C olan suyun geri kazanilarak yeniden prosese dâhil edilmesi amaciyla tekstil endüstrisi için gelistirilmis olsa da metal endüstrisi gibi su tüketimi fazla olan ve atik sularin geri kazanimina ilave olarak katma degeri yüksek kimyasallarin geri kazanimina ihtiyaç duyulan çalismalarin yüksek sicaklik ve yüksek pH degerlerinde yürütüldügü bu nedenle polimerik membranlarin kullaniminin sinirli oldugu pek çok sanayiye uygulanabilir. Global seramik membran pazari seramik membranlarin tekstil, metal, gida, kimya, petrokimya, ilaç gibi farkli sanayilerdeki uygulamalarinin artmasi ile birlikte hizla büyümektedir. Dünyada, yiyecek ve içecek endüstrisinde, seramik membranlar meyve suyu, sarap ve bira berraklastirma, meyve suyu konsantre etme, sterilizasyon, süt ve peynir alti suyunun ayrilmasi ve fraksiyonlanmasinin yani sira peynir alti suyunun tuzdan arindirilmasi, ürün susuzlastirma gibi çesitli uygulamalar için kullanilmaktadir. Ilaç sanayinde atik sudan farmasötik ayirma, yag su ayirma, mikroplar ve virüs tutma, organik çözücü filtreleme, boya ve pigment ayirma, asitler ve kostik filtreleme gibi çesitli amaçlar için dünyada seramik membran kullanim orani giderek artmaktadir. TR TR TR TR TR TR TR TR TR TR TR TR TR