Su Arıtma Yöntemleri ve Su arıtma

Reverse Osmosis Su Arıtma Yöntemi

 

   Ozmoz, binlerce yıldır bilinen doğal bir prosestir ve RO’nun temelini oluşturur. Yaşayan hücre duvarları doğal yarı geçirgen membranlardır. Hücre zarı dışında bulunan örneğin; yüksek miktarda su; hücra zarından süzülerek geçer ve zarın iki tarafındaki yoğunluğu ve basıncı eşitlemeye çalışır. Membranın yarı geçirgen doğal yapısı sayesinde suyun geçişi, çözünmüş minerallerin geçişine göre daha kolay olur. Az yoğun çözeltideki su, daha konsantre çözeltiyi seyreltmek ister. İki çözelti arasında konsantrasyon farkı ortaya çıkar ve osmotik basınç farkını belirler. Bu basınç farkından dolayı (2.31 fit su 1 psi’ye eşittir.)  1� kare başına 0.454 kg’lık basınç üniteleri yer değiştirir. Yani; 1000 mg/lt toplam çözünmüş farklılık 1 psi osmotik basınç farkına eşittir. Basınç, osmotik basıncı büyük olan konsantre solüsyona uygulandığı zaman suyun geçişi tersine döner ve RO kurulmuş olur. Membranın suyu geçirmedeki seçiciliği değişmemiştir. Sadece su ışının yönü değişmiştir. Böylece çözünmüş minerallerden suyun ayrıldığı su arıtım tekniği ortaya çıkmış olur. Tuzun mekanizmasını ve suyun membrandan geçtiğini düşündüğümüzde, tam tuz eliminasyonunun neden olmadığı ve işletim şartlarının arıtımı ne kalitede etkilediği ortaya çıkar.Membranın suyun geçişine izin verirken, tuzları arkada tutması, tuzların çözeltide iyon halinde bulunmasından dolayıdır. Çözeltideki çözünmüş tuzlar katyon (+) veya anyonlar (-) halindedir. İyonlar membrana yaklaştıklarında, kendi doğal yüklerinin yansımasından dolayı reddedilirler. Aynı yükler birbirini iter tıpkı aynı kutupların birbirini itmesi gibi. Yüksüz olan su, membrandan geçerek süzülmüş tarafta yer alır. Katyonlar ve anyonlar çözelti içerisinde dolaşırlar ve bazen birbirleriyle temas edecek kadar yaklaşarak bireysel yüklerini boşaltırlar. Bunlar membrandan rahatlıkla geçerler. Tuzlu su tarafını sürekli durulamak, membranın tıkanmasını engellemek açısından önemlidir. Su, bütün tuzlarını bırakarak membrandan geçtiğinde, tuzlu su konsantrasyonu gitgide artar. Drenaj olmazsa, tuzlu su tarafındaki mineral konsantrasyonu, tuzun çözünmüş limitlerinin üzerine çıkar ve çökelti oluşturarak membran üzerinde tabakalaşır. Tuzlu su tarafındaki aşırı konsantrasyondan kaçınmak amacı ile nüfuz etme hacmi, düşük basınç sisteminde geri alınır. Besleme akımı hacminin, %30-60 oranında korunması ile sağlanır. RO ile arıtılacak sularda en önemli parametre şüphesiz TDS değeridir. TDS bize kullanılan ham su hakkında net bilgiler vermektedir.

RO Membranlarının Yapıları ;

RO ünitelerinde kullanılan yarı geçirgen membranlar asimetrik yoğunlukta dizilmiş polimer tabakalarıdır. Bunlar çok yoğun ve ince bir bariyer tabakasına sahiptir.(1�/10 milyon inceliğinde) daha büyük gözenekli tabakalarla da desteklenmiştir. Tuz geçişini engellemek ve pratikte yeterli su akış oranını sağlamak için kullanılan madde selüloz asetat olmuştur ve halen de kullanılmaktadır. Örneğin polimerler yalnız kullanılırlar veya ince tabaka kompozit membran adıyla polisülfon ile birlikte kullanılırlar.  

RO Operasyonu ;

 Bütün RO’ların çalışma prensibi aynıdır. Besleme akımı membrandan geçerken süzülme gerçekleşir ve su membrandan geçerken mineraller dışarı taşınarak atılır.

Düşük Basınçlı Sistemler ;

 Düşük basınçlı ro üniteleri genelde besleme basıncının 100 psig’den az olduğu sistemlerdir. Membrandaki basınç farkı azaltılınca su üretimi durur. Alınan tedbir,membrandaki çözünmüş konsantrasyon farkını azaltana kadar tuz geçişi devam edecektir, yüksek TDS suyu membranın süzülmüş tarafında ortaya çıkacaktır. Bu olay TDS krebi olarak tanımlanır.

Yüksek Basınçlı Sistemler ;

 100 psig üzerindeki basınç pompalı donanımlar, yüksek basınçlı sistemler olarak sınıflandırılır. Gerçek operasyon basıncı, 100 - 1000 psig arasında değişir. Bu değişim seçilen membrana ve arıtılan suya göre belirlenir. Çoğul membran sistemleri düşünüldüğünde, her modül en az 1, en çok 6 membran içerir ve çapları 2.5 - 8� arasındadır. Süzme kalitesi, kapasite, debi, uzaklaştırma yüzdesi ve iyileştirme ile ilgili özel operasyon istekleri hedefe bağlıdır. Bunlarla ilgili dizayn bilgileri kullanılan membran ve pompa tipleriyle doğrudan alakalıdır.

Verimi Etkileyen Faktörler ;

  RO ile elde edilen su kalitesi, membran tipi, operasyon basıncı, pH, ham su karakteristiği ve sıcaklık gibi pek çok etkene bağlıdır. Ca, Mg ve sülfat gibi 2 değerlikli iyonlar, genel olarak Na ve Cl gibi tek değerli iyonlara göre daha etkili uzaklaştırılır. Bazı maddeler, örneğin borat pH’dan önemli oranda etkilenirler. Genelde yüksek pH’da verim artar.

Basınç ;

  RO ’larda operasyon basıncı; besleme suyundaki toplam çözünmüş katılara ve istenen süzme basınç verimine bağlıdır. TDS, sistemin osmotik basıncına karar verir. 100 mg/lt TDS 1 psi’ye karşılık gelir. Besleme, osmotik basınç farkı ile süzme basıncı toplamından büyük olmalıdır. Bu yüzden deniz suyu arıtımı tuzlu suya göre çok daha yüksek basınç ister. Ek olarak basınç farkının artması, süzme kalitesini artırır. Tuz geçişi sabit iken, su basıncı artırılır ve daha yüksek kalitede su elde edilir. RO sistem basıncını artırarak, istenildiği kadar çok su elde edilebileceği düşünülse bile bu doğru değildir. Membran üreticileri max debiye göre, günlük su debisine ve yüzey alanına göre dizayn yaparlar. Bu, konsantrasyon kutuplaşması olarak bilinen, membran yanında mineral yapılmasından dolayıdır. Bundan başka, membranlar zamanla basınçtan dolayı sıkışırlar. Buda, içinden geçen suyun difüzyonunu yavaşlatır ve üretim oranı (debi) azalır.

Sıcaklık ;

  Besleme suyu sıcaklığındaki artış, süzme akışını artırır, fakat süzme kalitesini etkilemez. Membran yapısının seçiciliğine bağlı olarak, bu ısı etkisi 1 fahrenheit başına % 1.5-2 olabilir. Sıcaklığın artması yanlızca, membranın özel operasyon maximumunun altında faydalı olur. Bunun üstüne çıkan sıcaklıklarda membran zarar görür.

İyileştirme Yüzdesi ;

  Membranın çalıştığı iyileştirme yüzdesi direk olarak süzme kalitesini etkiler. Organikler, pirojenler(ateş), hücreler, virüsler ve bakteriler gibi iyonik olmayan bileşiklerin eliminasyonu filtrasyon prosesidir. Bakteri konsantrasyonunun çok yüksek olduğu durumlarda da süzme akımında bulunabilirler. Membran gözeneklerinden geçerken , buralara yerleştikleri kesin olmamakla birlikte, böyle olabileceği kabul edilir. Dolayısı ile ro öncesi bakteriyolojik arıtım yapılmalıdır.

Membran Ömrünü Etkileyen Faktörler ;

  Dizayn performansını ortaya çıkartmak için, süzme kalitesi ve operasyon verimini düşüren faktörler göz önüne alınmalıdır. Alçaltma, inorganik, organik yada mikrobiyolojik üremeden dolayı ortaya çıkan üretimdeki azalmadır. Veya alçalma, membran yüzeyinde geri dönülemez hasarlardan dolayı olan su kalitesindeki düşüş anlamına da gelebilir.

Ä°norganik Kirlenme ;

  En yaygın inorganik kirlenme problemleri, uygun ön arıtımın yapılması ile ortadan kaldırılabilir.

Askıda Katı Maddeler ;

  Tipik filtrasyon ihtiyacı, delikli geçiş membranında max 5 micron büyüklük ve spiral sarılı membranlarda da besleme hızına bağlı olarak 25 micron veya daha küçüktür. Bulanıklık genelde 1 NTU dan küçük olarak düşünülür.

Bikarbonat Alkalinitesi ;

  Bütün sular kalsiyum bikarbonat içerir ve kalsiyum karbonat formuna dönüşebilir veya en son aşamada çökelti oluşturabilir ve membranı tıkar. Bu problemden kaçınmak için; besleme suyu ya yumuşatılır yada kalsiyum karbonat çökeltisini önlemek amacıyla pH azaltmak için asitle arıtma yapılır. Genelde, küçük ro üniteleri yumuşatma, büyük ünitelerde pH kontrolü kullanır. Membran kalsiyum karbonatla tıkanmışsa, asitle yıkama yolu ile temizlenebilir. Hazırlanmış asitli yıkama aparatları, genel olarak sitrik asit veya fosforik asit ile yapılır.

Kalsiyum Sülfat ;

 Kalsiyum sülfat suda sınırlı çözünürlükte bulunur. Eğer suda bulunuyorsa, besleme suyu, süzülme ile tuzlu su bölümünden geçerken, konsantrasyonu artar ve çökelti oluşturarak membranı tıkar. Besleme suyunun ön yumuşatma ünitesinden geçirilmesi veya antisikalantlarla arıtımı yapılır. Kalsiyum sülfatla tıkanan membranlar, asitle arıtılarak temizlenebilir. Kalsıyum sülfatı asitle uzaklaştırmak, kalsiyum arbonata göre daha zordur.   

Demir, Manganez, Silikat ve Kolloidal Madde ;

  Sudaki çözünmüş demir hava ile temas ettiğinde demirhidroksit ve/veya demiroksit oluşturacak şekilde okside olur veya çökelir. Bu jelatinimsi bir çökeltidir ve membranı tıkar. Eğer demir miktarı 0.05 - 0.5 mg/lt arasında ise önarıtımla uzaklaştırılmalıdır. Demir tıkanması, korozyon ürünlerinden dolayı olabilir. Manganez, silikat, alüminyum ve kolloidal maddelerden kaynaklanan problemler de demir ile aynıdır.

Organik Kirlenme ;

  Membran organik maddelerden dolayı tıkanırsa, deterjanla veya kostik soda ile temizlenebilir. TFC membranlarının, selülozik membranlara göre daha geniş pH aralığı toleransına sahip olduğundan, kolay temizlenebilir oldukları düşünülür.

Mikrobiyolojik Kirlenme ;

  Selüloz asetat membranları mikrobiyolojik üremeyi desteklerken, poliamid tipi membranlar desteklemez. Her ikiside mikrobiyolojik kirlenme problemi ile karşılaşabilir. Selüloz asetat membranları, besleme suyunun klorlanması ile, bu kirlenmeden uzak tutulur. Poliamid membranları klorun oksidatif özelliğini tolare edemez. klorlanmış besleme suyu, sisteme girmeden önce arıtılmalıdır.

Oksidasyon ;

  Öncelikle TFC membranları ile ilgilidir ve klora karşı dayanım olduğu zaman düşünülür. Bununla birlikte her oksiden aynı etkiye sahip değildir. Membran aşırı okside edici kimyasala maruz bırakılırsa sistem çöker ve kabul edilemez tuz geçişleri ortaya çıkar.

Hidroliz ;

  Selülozik membranları ilgilendirir ve TFC’lerin oksidasyonu ile paralellik taşır. Aynı şekilde hidroliz ile sistem zarar görebilir ve aşırı tuz geçişi ortaya çıkar. Buda oksidasyonda olduğu gibi geri dönülemez bir zarardır. Membranın beslediği suyun pH’ı arttıkça, hidroliz daha çabuk ortaya çıkar. Genelde pH max 8 - 8.5 ile sınırlandırılır.

Polarizasyon (KutuplaÅŸma) ;

  Membran, mineral konsantrasyonu çok farklı olan durgun iki çözeltiyi yanyana bulundurur. Bu konsantrasyon polarizasyonu olarak adlandırılır ve membran tipi için yapılan max süzme akışı ile membran üreticisi tarafından düzenlenir. Membrane süzmesi, polarizasyon ne kadar çok sürerse o kadar çok olur.

Drenaj Bağlantısı ;

  RO sistemi, besleme ve drenaj suyu arasındaki potansiyel geçiş bağlantısını temsil eder ve bu yüzden uygun drenaj bağlantısı, su besleme hattına hastalık yapıcı bakterilerin geçişini engelleyecek şekilde yapılmalıdır.

Reverse Osmosis sistemlerinin farklı maddelere etkisi şu şekilde özetlenebilir:

Reverse Osmosis  sistemleri giderek düşen maliyeti ve alternatiflerine olan üstünlükleri sebebiyle geniş bir pazar bulmaktadır. Reverse Osmosis cihazları çoğu zaman ön arıtıma ihtiyaç duyarlar. Özel suların arıtımı için, özel ozmoz uygulamaları gerekir. Ne yazık ki arıtım sektöründe bu seçimleri ve uygulamaları yapabilecek pek az firma bulunmaktadır. Müşteri memnuniyetini ilke edinmiş CRS Su Arıtma Sistemlerinin uzman kadrosundan faydalanmanızı tavsiye ederiz. Reverse Ozmosis seçimi oldukça detaylı bir işlem olduğundan mutlaka personelimizden teknik destek almanızı tavsiye ederiz.

Aktif Karbon  Su Arıtma Yöntemi

 

Aktif karbon, sularda; renk, tat, koku giderici olduğu gibi çözülmemiş organik ve organik olmayan kirliliklerinde arıtılmasında kullanılmaktadır. Aktifleştirme işlemi ile yüzey alanı yaklaşık 100 kat arttırılan karbon mineralleri, organik maddeleri absorbe ederek filtre ederler. Yoğunluğu çok düşük olan karbon mineralleri iki çeşittir.

GAC (Granular Activated Carbon)   : Granül aktif karbon
PAC (Powdered Activated Carbon) : Toz aktif karbon

Aktif karbon üretilmesinde en yaygın kullanılan hammaddeler; Hindistan cevizi kabuğu, kömür, odun ve petrol artıklarıdır. Aktifleştirmede kullanılan hammaddelerin çoğu, işlenmemiş halde normal olarak 10 - 20 m2 / gram iç yüzey alanına sahiptirler. Aktifleştirme işlemi, karbonun buhar kullanılarak kontrollü bir oksitlenmeye maruz bırakılması ve böylece, iç yüzey alanının yüksek ölçüde gelişmiş duruma ulaşmasıdır. İç yüzey alanının 700-1500 m 2/gram arasında artışı, proses koşullarına ve kullanılan hammaddenin cinsine bağlıdır. İç yüzey alanı değişik çaplardaki deliklerin çok gelişmiş bir şebekesi ile meydana gelir. Tüm aktif karbonlar yapılarında; mikro, meso ve makro deliklerin karışımlarını bulundururlar.

Kimyasal reaksiyon:

Sudaki klorun denge durumu, suyun pH derecesine bağlıdır ve aşağıdaki şekilde değişir.
PH 3'den az : hipoklorür asiti (HOCl) ve önemli miktarda klor (Cl 2)mevcuttur.
PH 4-7 arası :hipoklorür asidi (HOCl) daha fazladır ve suda serbest halde bulunan klor,
yüksek PH değerinin azalmasına yol açar. PH 7'den fazla : serbest hipoklorit iyonları; (OCl) gittikçe artar. klordan arındırma yarı değeri; aktif karbonun kloru arındırma yeteneği, sıklıkla klordan arındırma yarı değer testi (alman standardı DIN 19603) ile nitelendirilir. Bu test, verilen bir debi değerine karşılık , klor konsantrasyonunu yarıya düşürmek için karbonun sahip olması gereken yatak derinliğini belirler.

Karbon Filtre Sistemleri;

Karbon filtrelerin dizaynında dikkat edilmesi gereken hususlar;

1- Filtre işleminde kullanılan aktif karbon mineralinin fiziksel ve kimyasal özellikleri,
2- Suyun aktif karbon ile olan temas süresi (mineral miktarı),
3- Mineral tankının çapı (Suyun geçiş hızı),
4- Otomasyon valfi yapısı (Tesisat çapı, geri yıkama debisi)
Sistemi oluştururken; kullanılması gereken otomasyon, mineral, mineral tanklarının boyutları gibi noktalara dikkat edilmeli ve sistem bu dizayn parametrelerine göre hesaplanmalıdır.

Bu sistemler de; tekli, dublex ve triplex olmak üzere üçe ayrılır, aşağıda bu cihazlara ait teknik özellikleri görebilirsiniz. Sistemlerde ham sudaki serbest klor ve toplam organik madde konsantrasyonu, saatlik ve günlük debiler çok önemlidir. Sistem ihtiyaca göre dizayn edilirken hangi sistemin daha ekonomik olduğu kontrol edilmelidir.

Aktif karbon filtrelerde de diğer sistemlerde olduğu gibi PE gövdeli tanklar yada epoksi kaplı çelik tanklar kullanılmaktadır. Sistemlerde değişen tek nokta ise otomasyon sistemlerinin çalışma prensipleridir. Zaman kontrollü, hacim kontrollü, elektronik panel kontrollü (mikroprosesör), pnömatik yada manuel olabilen bu sistemler her iki tank modelinde de kullanılabilmektedir.

Karbon Filtre Sistemleri Teknik Özellikleri:

Tekli Sistemler ; Bir otomasyon valfi ve bir gövdeden oluşan bu sistemler; su kullanımının günlük debi olarak az olduğu noktalarda tercih edilir. Dublex Sistemler ; Sistem bir otomasyon valfi ve iki gövdeden oluşmaktadır. Daha yüksek debi ihtiyaçlarında ise, sistem iki otomasyon valfi, iki gövdeden oluşur. Bir cihaz serviste yumuşak su verirken diğer cihaz geri yıkama (rejenerasyon) yapmaktadır. Genel olarak saatlik pik debin yüksek olduğu yerlerde tercih edilir. Sudaki klor ve organik madde miktarı yüksek olduğunda da mineral miktarını sağlamak için dublex sistem tercih edilebilir. Triplex Sistemler ; Üç otomasyon valfi ve üç gövdeden oluşan bu sistemlerde; iki cihaz serviste iken bir cihaz geri yıkama yapmaktadır. Karbon filtrelerde çok nadiren kullanılan bu sistemler suda bulanıklığın da bulunduğu durumlarda kum filtre kullanılmıyor ise tercih edilir. Daha sık geri yıkama yapıldığı için sistem karbon adsorbsuyonu düşmektedir.

Su Yumuşatma Yöntemi

  Su yumuşatma cihazları ham suda bulunan kalsiyum ve magnezyumu sudan uzaklaştırır. sonuçta bu işlemi yapan mineral tankında bulunan katyonik reçinedir. Basit iyon değişim prensibi ile çalışan bu reçineler, sularda bulunan Ca ve Mg iyonlarını yakalar ve bunların yerine reçine yapısındaki Na iyonlarını bırakır. Reçinenin doyması dediğimiz; Na iyonlarının tükenmesi durumunda ise sistem tuzlu su ile rejenere edilerek tekrar servise alınır. Su yumuşatma sistemleri aynı zamanda 1 mg/L ‘den fazla demir ve manganezi de yakalar. Fe ve Mn ‘ın 1 mg/L 'den fazla olduğu sularda, yumuşatıcı ünitenin sağlıklı çalışabilmesi için ön arıtım yapılması gerekmektedir.

Sert sudan kaynaklanan problemler ;

  Sert su, daha fazla endüstride sorunlara yol açar. En büyük sorun ise kazanlarda kireç tabakaları oluşturarak, ısı kayı

Görüşler

Yorumları şöyle göster (Çizgisel | Ardarda işlem)

Görüş yok

Görüş ekle

Ad
E-Posta
Anasayfa
karşılığı	[ En üst bölüm ]
Görüşler	Enclosing asterisks marks text as bold (*word*), underscore are made via _word_. Standard emoticons like :-) and ;-) are converted to images. To prevent automated Bots from commentspamming, please enter the string you see in the image below in the appropriate input box. Your comment will only be submitted if the strings match. Please ensure that your browser supports and accepts cookies, or your comment cannot be verified correctly. Enter the string from the spam-prevention image above:
	Bilgi hatırlansın mı? Bu yazıya abone ol

Anasayfa - En üst bölüm