Nanofiltrasyon Sistemleri
Nanofiltrasyon sistemleriyle suyunuzu daha düşük enerjiyle yumuşatın, renk ve organik yükü güvenle giderin. Seçici membran teknolojimiz, divalent iyonlara yüksek, monovalent tuzlara orta rejeksiyon sunarak proseslerinize esneklik kazandırır. Modüler tasarım ve gelişmiş CIP olanakları sayesinde bakım süresi kısalır, işletme verimliliği artar. Endüstriyel, belediye ve gıda uygulamalarında sürdürülebilir su yönetimi için ideal çözüm!
Endüstriyel su arıtma uygulamalarında nanofiltrasyon (NF), ultrafiltrasyon ile ters ozmoz arasına konumlanan yarı geçirgen membran teknolojisidir. Tipik 150–1000 Da moleküler ağırlık kesim değerine (MWCO) sahip membranlar sayesinde divalent iyonları, organik maddeleri, renk ve sertlik etkenlerini seçici olarak tutar; monovalent iyonların önemli bir kısmını ise geçirir. Bu özellik; düşük basınçta yüksek akı, düşük enerji tüketimi ve kısmen seçici tuz reddi gibi avantajları beraberinde getirir
NF;
- İçme suyu yumuşatma & sertlik giderimi,
- Gıda ve içecek (peynir altı suyu konsantrasyonu, şeker renk giderimi),
- Biyofarmasötik ara safha saflaştırması,
- Atıksu geri kullanımı ve renk giderimi,
- Petrokimya & madencilik (sülfat/bor giderimi)
gibi geniş bir sektörel yelpazede kritik rol oynar.
Nanofiltrasyon Membran Tipleri
Membran Tipi | MWCO (Da) | Ca²⁺ Rejeksiyonu (%) | NaCl Rejeksiyonu (%) | Çalışma Basıncı (bar) | pH Aralığı |
---|---|---|---|---|---|
NF90 – Düşük Basınç | ≈ 200 | 98 | 90 | 4 – 25 | 2 – 11 |
NF270 – Yüksek Akı | ≈ 400 | 90 | 80 | 3 – 20 | 2 – 11 |
PES Bazlı NF | ≈ 300 | 95 | 85 | 4 – 30 | 1.5 – 12 |
Seramik NF | ≈ 300 | 96 | 85 | 5 – 35 | 1 – 14 |
Çalışma Prensibi
NF modülleri, spiral sarım veya hollow-fiber yapıdadır. Besi suyu 4 – 30 bar arası basınçla membrana verilir; moleküller elektriksel yüklü poliamid selektif tabaka ve destek katmanlarından oluşan hidrofilik yapıda Donnan bazlı iyon-elektrostatik etkileşim ile ayrışır. Divalan iyonlar (Ca²⁺, Mg²⁺, SO₄²⁻) elektrostatik ve boyutsal engelleme ile tutulurken Na⁺/Cl⁻ gibi monovalent iyonların bir kısmı geçebilir.
Aşağıdaki grafikte, NF’nin ters ozmoza göre aynı basınçta daha yüksek permeat akısı sunduğu görülmektedir (tipik değerler, 25 bar’da ≈ 48 L m⁻² h⁻¹). Bu, enerji tasarrufunun ana nedenidir.
Kullanılan Ekipmanlar
- Spiral Sarım NF Modülleri – Tipik yüzey alanı 37–40 m², 8 inç çaptadır.
- Basınç Kapları – FRP veya SS316, 300 psi (20 bar) veya 600 psi (41 bar) rating.
- Yüksek Verimli Besleme Pompaları – Paslanmaz çok kademeli santrifüj tip veya pistonlu pompa.
- Ön Filtrasyon – 5 µm kartuş + opsiyonel UF; membran tıkanmasını ve kolloid yükünü düşürür.
- Kimyasal Dozaj Sistemleri – Antiskalant, pH ayarlama (asit/alkali), biyosit.
- CIP Ünitesi – 0.5 % NaOH + 0.2 % H₃PO₄ döngüleriyle membran temizlik işlemi.
Tasarım & Seçim Kriterleri
- Besi Suyu Analizi – TDS, SDI, sertlik, organik karbon.
- İstenilen Rejeksiyon – Divalan iyon % 90+, renklilik < 5 HU, organik madde giderimi.
- Akı & Basınç Dengelemesi – Ekonomik optimum genelde 20 – 30 L m⁻² h⁻¹.
- Fouling Riski – Biyolojik, organik, inorganik; ön arıtma stratejisi belirlenir.
- Enerji Tüketimi – 0.5 – 1.5 kWh m⁻³ aralığında; enerji geri kazanım cihazı gerekmez.
- İleri Oksidasyon Uyumluluğu – Renklilik veya pestisit varsa ozon/UV-AOP sonrası NF.
Bakım & İşletme
- Günlük: Basınç düşüşü (ΔP) ≤ 1 bar artış kontrolü, permeat iletkenlik takibi.
- Haftalık: SDI ve klor analizleri, dozaj tankı seviyeleri gözden geçirme.
- Aylık: CIP gerekliliği için kimyasal temizlik endeksi (CTI) hesaplama.
- Yıllık: Membran bütünlük testi, O-ring & piston contası değişimi.
Yaygın Arızalar
Sorun | Belirti | Muhtemel Neden | Çözüm |
---|---|---|---|
Yüksek ΔP | Akı düşer | Kolloidal fouling | Sitrik asit CIP 30 °C |
Permeat İletkenliği Artışı | Reddetme düşer | Membran eskimesi, kimyasal zarar | NaHSO₃ artıkları kontrolü, membran değişimi |
Akı Düşüklüğü | Tasarım dışı yük | Organik fouling | Alkali + tensid CIP |
Avantajlar & Dezavantajlar
Avantajlar
- Düşük işletme basıncı, % 30’a varan enerji tasarrufu
- Seçici iyon reddi → kalsiyum & magnezyumun yüksek, NaCl’nin orta düzeyde tutulması; lezzet dengesi (içme suyu)
- Kimyasal yumuşatıcı ihtiyacını ortadan kaldırır, atık çamur oluşumu yok
- Bazı organik bileşikleri RO’dan daha iyi uzaklaştırır (hidrofobik NOM)
Dezavantajlar
- Yüksek monovalent iyon gereksinimi olan proseslerde (ör. kazan besi suyu) yetersiz olabilir
- Membranlar klora ve güçlü oksidanlara duyarlıdır
- Çok yüksek TDS (> 2000 mg L⁻¹) sular için RO’ya kıyasla reddetme sınırlıdır
Sık Sorulan Sorular (SSS)
-
Nanofiltrasyon ters ozmozun yerini tamamen alabilir mi?
– İstenen tuz reddi monovalent iyonlarda % 90 altındaysa evet; aksi hâlde RO tercih edilir. -
NF membran ömrü ne kadardır?
– Besi suyu kalitesine ve CIP periyotlarına bağlı olarak 3-5 yıl. -
NF ile su yumuşatma kimyasalsız yapılabilir mi?
– Evet, Ca²⁺ ve Mg²⁺ iyonlarının % 90+’ını gidererek iyon değiştirici/kimyasal tuz ihtiyacını ortadan kaldırır. -
NF atık suyu yeniden kullanıma uygun mudur?
– Renkli organik maddeler ve ağır metaller uzaklaştığı için çoğu proses suyuna karıştırılabilir; iletkenlik sınırına dikkat edilmelidir. -
Membran temizliği için en uygun kimyasal nedir?
– Kolloidal kir için sitrik asit; organik fouling için 0.1 % NaOH + non-iyonik deterjan.