Nanofiltrasyon (NF) Nedir?

Nanofiltrasyon (NF), su arıtma ve ayırma teknolojileri arasında yer alan, ters osmoz ile ultrafiltrasyon arasında konumlanan bir membran filtrasyon yöntemidir. NF membranları, genellikle 0,001 – 0,01 mikron aralığında por boyutlarına sahiptir. Bu sayede, sudaki sertlik iyonları (Ca²⁺, Mg²⁺), organik maddeler, pestisitler, bakteriler ve virüslerin büyük bir kısmını uzaklaştırır. Aynı zamanda bazı tuzları ve çözünmüş maddeleri kısmen geçirirken, daha büyük molekülleri tutar.

Nanofiltrasyonun Kullanım Alanları

• İçme ve Kullanma Suyu Arıtımı: Kalsiyum ve magnezyum gibi sertlik iyonlarını azaltarak yumuşak su elde edilmesini sağlar.
• Gıda ve İçecek Endüstrisi: Süt, peynir altı suyu ve meyve sularının konsantrasyonu için kullanılır.
• Atıksu Geri Kazanımı: Organik maddelerin ve kirleticilerin uzaklaştırılması ile endüstriyel atıksuların yeniden kullanımına olanak tanır.
• Tekstil ve Boya Endüstrisi: Renk, tuz ve kimyasal yükleri filtreleyerek üretim süreçlerinde suyun tekrar kullanımını sağlar.

Nanofiltrasyonun Avantajları

• Düşük enerji tüketimi sayesinde ters osmoza göre daha ekonomik çalışır.
• Sertlik giderimi sağladığı için su yumuşatma sistemlerine alternatif olarak kullanılabilir.
• Düşük basınçlarda çalışabildiği için enerji maliyetlerini düşürür.

Nanofiltrasyon, orta düzeyde tuz giderimi sağlarken suyun kimyasal ve biyolojik kalitesini artırır. Özellikle sert suyun yumuşatılması ve organik maddelerin uzaklaştırılması gereken uygulamalarda tercih edilen bu teknoloji, sürdürülebilir su yönetimi ve endüstriyel su geri kazanımı için önemli bir çözümdür.

Nanofiltrasyonun Dezavantajları

Nanofiltrasyon (NF) teknolojisi birçok avantaj sunmasına rağmen bazı sınırlamaları ve dezavantajları da bulunmaktadır:

Düşük Tuz Giderimi:

• Nanofiltrasyon membranları, yüksek tuz içeriği olan sular için yeterli performansı sağlayamaz. Ters ozmoz kadar yüksek tuz giderimi yapamaz.
• Deniz suyu arıtımı gibi yüksek tuz konsantrasyonuna sahip uygulamalarda yetersiz kalır.

Membran Kirliliği (Fouling) ve Tıkanma:

• Membran yüzeyinde organik maddeler, biyolojik kirleticiler ve mineraller birikerek tıkanmaya neden olabilir.
• Düzenli kimyasal temizleme (CIP) gerektirir ve bakım maliyetini artırabilir.

Basınç Gereksinimi:

• Nanofiltrasyon, ultrafiltrasyon gibi teknolojilere göre daha yüksek basınç gerektirir (4-30 bar arası). Bu da enerji tüketimini artırabilir.
• Yüksek basınç nedeniyle pompaların ve borulamanın dayanıklı malzemelerden seçilmesi gerekir.

Kimyasal Dayanıklılık Kısıtlaması:

• NF membranları klor gibi oksidatif kimyasallara karşı hassastır. Bu nedenle ön arıtma yapılmazsa membranlar zarar görebilir.
• Bazı güçlü temizleme kimyasalları ile uyumlu değildir, bu da temizlik prosedürlerini sınırlayabilir.

Sınırlı Yüksek Molekül Giderimi:

• Ters ozmoz kadar küçük molekülleri ve tüm iyonları tutamaz, dolayısıyla çok yüksek saflıkta su gerektiren uygulamalarda kullanımı sınırlıdır.

Yatırım ve İşletme Maliyeti:

• NF sistemlerinin membran değişim ve bakım maliyetleri yüksektir. Ayrıca, ön arıtma gereksinimi nedeniyle yatırım maliyeti artabilir.

Nanofiltrasyon, belirli uygulamalarda verimli bir çözüm sunarken, özellikle yüksek tuzluluk içeren sular ve oksidatif kimyasal içerikli uygulamalarda sınırlamalarla karşılaşabilir. Sistem tasarımında, uygulama ihtiyacına uygun şekilde ön arıtma ve bakım prosedürlerinin dikkate alınması büyük önem taşır.

RO Drenaj Geri Kazanımında: Nanofiltrasyon mu, Ters Osmoz (RO) mu Tercih Edilmeli?

RO drenaj suyu geri kazanımı için sistem seçimi, suyun karakteristiklerine ve hedeflenen ürün kalitesine bağlıdır. Her iki teknoloji de farklı avantajlar sunduğundan, karar sürecinde aşağıdaki unsurlar dikkate alınmalıdır.

1. Suyun Tuzluluğu ve İyon Yükü

RO (Ters Osmoz):

• Yüksek tuzluluk (TDS) ve iletkenlik değerine sahip drenaj sularında daha etkilidir.
• RO membranları, suyun %99’a kadar tuz ve çözünmüş iyonlardan arındırılmasını sağlar.
• Deniz suyu veya yüksek TDS içeren drenaj sularında kullanımı zorunludur.

Nanofiltrasyon (NF):

• NF membranları, RO'ya kıyasla daha düşük tuz tutma kapasitesine sahiptir (%40-85 tuz giderimi).
• Orta seviyede tuzluluk ve sertlik giderimi gerektiğinde tercih edilir.
• Eğer drenaj suyunda sadece sertlik veya organik madde giderimi isteniyorsa NF uygun olabilir.

2. Enerji Tüketimi

RO:

• Yüksek basınç gerektirir (deniz suyunda 50-70 bar, diğer sularda 8-20 bar), bu da enerji maliyetini artırır.

NF:

• NF sistemleri daha düşük basınçlarda çalıştığı için (4-30 bar), RO'ya göre daha az enerji tüketir.

3. Membran Fouling ve Bakım İhtiyacı

RO:

• RO membranları, yüksek organik madde ve kirlilik içeren sularda fouling (tıkanma) riski taşır ve düzenli bakım gerektirir.

NF:

• NF membranları, özellikle organik madde ve biyolojik kirlilik içeren drenajlarda daha uzun süreli performans sunabilir.

4. Ürün Suyu Kalitesi İhtiyacı

RO:

• Ürün suyu iletkenliği çok düşük seviyelerde olmalıdır (örneğin < 100 µS/cm) veya ultra saf suya yakın bir kalite isteniyorsa RO kullanılır.

NF:

• Daha az saf su yeterli ise (örneğin sertlik giderimi veya düşük tuz konsantrasyonu için), NF uygun bir seçim olabilir.

5. Yatırım ve İşletme Maliyetleri

RO:

• Yüksek basınç pompaları ve membranların maliyeti yüksektir. Ayrıca enerji maliyeti daha fazladır.

NF:

• NF sistemleri, yatırım ve işletme maliyetleri açısından daha ekonomiktir. Özellikle orta düzeyde saflık yeterliyse tercih edilebilir.

RO Drenaj Geri Kazanımında: Nanofiltrasyon mu, Ters Osmoz (RO) mu Tercih Edilmeli?

RO drenaj suyu geri kazanımı için sistem seçimi, suyun karakteristiklerine ve hedeflenen ürün kalitesine bağlıdır. Her iki teknoloji de farklı avantajlar sunduğundan, karar sürecinde aşağıdaki unsurlar dikkate alınmalıdır.

1. Suyun Tuzluluğu ve İyon Yükü

• RO (Ters Osmoz):
• Nanofiltrasyon (NF):

2. Enerji Tüketimi

• RO:Yüksek basınç gerektirir (deniz suyunda 50-70 bar, diğer sularda 8-20 bar), bu da enerji maliyetini artırır.
• NF:NF sistemleri daha düşük basınçlarda çalıştığı için (4-30 bar), RO'ya göre daha az enerji tüketir.

3. Membran Fouling ve Bakım İhtiyacı

• RO:RO membranları, yüksek organik madde ve kirlilik içeren sularda fouling (tıkanma) riski taşır ve düzenli bakım gerektirir.
• NF:NF membranları, özellikle organik madde ve biyolojik kirlilik içeren drenajlarda daha uzun süreli performans sunabilir.

4. Ürün Suyu Kalitesi İhtiyacı

• RO:Ürün suyu iletkenliği çok düşük seviyelerde olmalıdır (örneğin < 100 µS/cm) veya ultra saf suya yakın bir kalite isteniyorsa RO kullanılır.
• NF:Daha az saf su yeterli ise (örneğin sertlik giderimi veya düşük tuz konsantrasyonu için), NF uygun bir seçim olabilir.

5. Yatırım ve İşletme Maliyetleri

• RO:Yüksek basınç pompaları ve membranların maliyeti yüksektir. Ayrıca enerji maliyeti daha fazladır.
• NF:NF sistemleri, yatırım ve işletme maliyetleri açısından daha ekonomiktir. Özellikle orta düzeyde saflık yeterliyse tercih edilebilir.

Sonuç: Hangi Durumda Hangi Sistem?

RO Kullanımı:

• Drenaj suyu yüksek TDS ve iletkenliğe sahipse (örneğin 3000-4000 mg/L’den fazla).
• Çok düşük iletkenlikli su elde edilmesi gerekiyorsa.
• Deniz suyu veya yüksek tuz içerikli endüstriyel atıksuların geri kazanımında.

NF Kullanımı:

• Drenaj suyu düşük veya orta düzeyde tuz ve sertlik içeriyorsa.
• Sadece sertlik ve organik madde giderimi yeterliyse.
• Daha düşük enerji ve işletme maliyeti tercih ediliyorsa.

Eğer RO drenaj suyunda yüksek tuz ve mineral içeriği varsa, RO sistemi tercih edilmelidir. Ancak, suyun sertlik ve organik yükü yüksek ama tuz içeriği orta seviyede ise ve daha ekonomik bir çözüm aranıyorsa, nanofiltrasyon daha uygun olabilir. Ayrıca, iki sistemin hibrid kullanımı da (örneğin, önce NF ardından RO) verimliliği artırabilir ve enerji maliyetlerini düşürebilir.

Hüseyin EMİRDAĞ

Standart Arıtma Çevre Teknolojileri Dan. San. ve Tic. LTD

huseyin@standartsu.com // +90 505 145 40 87

www.standartsu.com