Elektro-De-İyonizasyon ve Karışık Yatak (Mix Bed) Yöntemleri ile Saf Su Üretimi


Enis Burkut
enis@burkut.com.tr



Ocak 2016 / Sayı: 90

Yüksek saflıkta suların hazırlanmasında kullanılan Elektro-De-İyonizasyon (EDİ) ile “Karışık Yatak” (Mix-Bed) tekniği karşılaştırıldığında, hiç kimyasal kullanmaması, sıfır atıksu ile çalışması ve işletmede az yer kaplaması gibi avantajları sebebiyle EDİ Sistemi’nin bugünkü işletmecilik ve “çevreci” anlayışa daha uygun olduğu görülüyor.

Başta enerji sektörü olmak üzere kimya, boya, ecza ve elektronik sektörlerinde “elektrik geçirmeyecek kadar saf” suya ihtiyaç olan işletmeler, bu saflıkta su üreten sistemler satın alır ve kurarlar.

2000’li yıllardan önce yalnızca İyon Değiştirici Reçine tekniği ile elde edilen çok saf sular, bugünlerde, ters ozmoz ile üretilen suyun EDİ/Elektro-De-İyonizasyon cihazından geçirilmesi sonucu elde ediliyor.


Resim 1: Yüksek kapasiteli EDİ sistemi

Rejenerasyon için asit ve kostik kullanmayan, rejenerasyon zamanı kaybetmediği için “yedekli”, yani “tandem” cihaz gerektirmeyen, atıksu yaratmayan, az yer işgal eden EDİ tekniği bugünkü sanayi anlayışına daha uygun olduğu için gün geçtikçe daha çok duyulur ve görünür bir yöntem oldu.

Biz 2000 yılında, ülkemizde ilk kez “Karışık Yatak” (Mix-Bed) anlayışı dışına çıkarak EDİ tekniğini ülkemize getirdik. 2000 yılından sonra ülkemizde birçok enerji santralında EDİ cihazlarının görev aldığını duyuyoruz ve biz de son yıllarda EDİ sistemleri kuruyoruz. Resim 1’de yüksek kapasiteli bir EDİ sistemi görünüyor.

EDİ cihazları 1980’li yıllarda, “Seçici Geçirgen” mambranların icadı ve gelişimi sonucunda imal edilmeye başlanan ve son senelerde teknolojisi tam olarak rayına oturmuş bir teknolojidir. EDi cihazları saf su üretimi işletimini daha da kolaylaştırdı ve “Karışık Yatak” (Miksbed Deiyonize) cihazının yerini almaya başladı.


Resim 2: Karışık Yatak

EDİ Cihazı Nasıl Çalışır?
EDİ sürekli olarak güçlü bir doğru elektrik akımı altında bulunur (300 V–400 V). Bu doğru akım bir taraftan su içindeki (+) ve (-) yük taşıyan iyonların karşıt elektroda doğru hareket etmesini sağlar; diğer taraftan, bir miktar su molekülünü (H+) ve (OH¯) olarak parçalar ve iyonize eder.
EDİ içinde küçük bir miktar “Karışık Yatak” reçinesi bulunur, yani EDİ bünyesinde katyon ve anyon değiştirici reçineler yer alır. Saflaştırılacak su içinde bulunan (+) ve (-) yük taşıyan iyonlar, önce reçineler tarafından çok kısa bir süre tutulur, bu iyonlara karşı reçineler suya (H+) ve (OH¯) iyonları verirler ve bu iyonlar da birleşerek H2O, yani saf su oluştururlar.  Reçineler suda bulunan (H+) ve (OH¯) iyonları ile bir taraftan sürekli rejenere edilirken, reçineleri terk eden (+) ve (-) yüklü iyonlar karşıt elektroda doğru hareket eder ve reçine yatağını sınırlayan “Seçici Geçirgen” mambranların diğer tarafına geçer. Böylece su, istenmeyen iyonlardan arınır ve saflaşır.
Ters Ozmoz cihazında mambranı aşan su “iyi su” olurken, EDİ cihazında mambranı aşmayan su “saf su” olur. EDİ cihazında mambranı aşanlar yalnızca istenmeyen (+) ve (-) yük taşıyan iyonlardır (minerallerdir).

EDİ Besi Suyu Özellikleri
EDİ cihazının besi suyu kalitesinin özellikleri için sınır değerler vardır. Aşağıdaki tabloda belirtilen sınırlar içindeki su ile EDİ beslendiğinde EDİ bakımı en aza iner; EDİ ile elde edilecek suyun kalitesi 0,06 microS/cm iletkenlikte, yani 16 Megaohm dirençte olur, silikat 0,005 ppm (5 ppb) seviyesinde olur.
EDİ besi suyunun yukarıda görünen tablodaki hassas değerlere getirilmesi için genelde iki geçişli ters ozmoz sistemi ile üretilen su ile EDİ beslenir. Ham su iletkenliğinin çok düşük olduğu durumlarda sular tek geçişli ters ozmoz cihazı ile saflaştırıldıktan sonra EDİ beslenebilir. Ancak, bizim hayat tecrübemize göre, yapılan işletme hataları sebebiyle birinci ters ozmoz cihazı sorun yaratıp EDİ’nin su giriş değerlerine uymayan sular üretebilir. Bu sebeple EDİ’nin emniyeti için EDİ besi suyunun iki geçişli ters ozmoz ile elde edilmesi daha uygundur.



Karışık Yatak Sistemi Nasıl Çalışır?
Karışık Yatak tankı içinde birbirine karışmış anyon ve katyon değiştirici reçineler bulunur. Reçineli deiyonize sisteminden veya ters ozmozdan gelen sularda bulunan az miktarda iyonlar karışık halde bulunan reçineler tarafından değiştirilip, yerine (H+) ve (OH¯) iyonları verilir. Bir süre sonra doyan reçineler için gereken H+ ve OH¯ iyonları kostik (Na+ OH¯) ve hidroklorik asit (H+ Cl¯) rejenerasyonu sırasında elde edilirler. Bu nedenle Karışık Yatak cihazları asit ve kostik içeren sular ile rejenere edilir, dolayısıyla Karışık Yatak tekniğinin kimyasal sarfiyatı vardır ve “Atık Su” da yaratırlar. Oysa EDİ tekniği hiçbir kimyasal kullanmaz. Onun için EDİ tekniğine “Kimyasalsız İyon Değiştirici” de diyebiliriz. EDİ içindeki reçinelerin kesintisiz olarak sudaki istenmeyen iyonları gidermesi ve diğer taraftan iyonize edilen H2O iyonları ile rejenere edilmeleri, Karışık Yatak cihazına kıyasla birçok avantaj sağlar.

EDİ Sistemi’nin Karışık Yatak Sistemi’ne Göre Üstünlükleri
1. EDİ kesintisiz çalıştığı için yedek EDİ cihazına ihtiyaç olmaz (tandem cihaz gerekmez). İhtiyaca göre seçilmiş tek bir EDİ cihazı kesintisiz çalışarak saf su üretir.
2. EDİ cihazının kesintisiz çalışması sonucu elde edilen su kalitesi her zaman aynı olur. Oysa Karışık Yatak deiyonize cihazlarında rejenerasyon öncesinde ve sonrasında üretim suyu karakteri değişir.
3. EDİ sistemi asit ve kostik kullanmadığı için “İş Güvenliği” açısından emniyetlidir.
4. Asit ve kostiğe ihtiyaç olmadığından bu kimyasalları satın alma, depolama, kimyasalları su arıtma odasına taşıma ve kimyasal seviyeleri kontrolleri gibi işçilikler de ortadan kalkar, işletme kolaylaşır ve işçilik açısından saf su üretimi ucuzlar.
5. EDİ hiçbir kimyasal kullanmadığı için “Çevreci”dir. Oysa kimyasallar ile rejenere edilen Karışık Yatak Sistemi’nin rejenerasyon atıkları asidik ve bazik atıksu yaratır.
6. Karışık Yatak cihazının rejenerasyon atıklarının pH dengesini sağlamak için rejenerasyon sırasında çıkan atıksuyun tamamı büyükçe bir kap içinde toplanır ve daha sonra bu atıkların pH dengesi sağlanır. EDİ’nın kimyasal atığı olmadığı için pH denge kabına ve pH dengeleme kimyasallarına gerek olmaz.
7. EDİ yüksek verimlidir (%95 civarı). İçinden geçen su ile sürekli rejenere edildiği için EDİ cihazı karışık yatak gibi su telef etmez. EDİ cihazının attığı su dahi kaliteli sudur. Bu su EDİ’yi besleyen Ters Ozmoz cihazının besi suyu içine verilir. Bu sebeple EDİ için “Sıfır Atık” cihaz denir.
8. EDİ sistemi müstakil EDİ birimlerinden oluşur. EDİ cihazının kapasitesini büyütmek için sisteme EDİ birimleri eklenebilir.
9. EDİ’nin işletme maliyeti ucuzdur. Besi suyunun özelliklerine göre bir metreküp saf su üretimi için bizim kullandığımız EDİ cihazları 0,2-0,5 kWh enerji tüketirler.
10. EDİ sistemi atık nötralizasyon tankı kullanmadığı için ve yedek cihaza ihtiyacı olmadığından işletmede az yer kaplar. Örneğin, günde 24 saat ve yılda 360 gün görev yapan, 40 m3/saat saf su üreten EDİ cihazının ölçüleri (bizim kullandığımız) yaklaşık olarak 1,5 m x 5,5 m x h 2,2 m’dir.


Resim 3: 2x50 m³/saat kapasiteli EDI sistemi

Sonuç Olarak...
EDİ sistemi, işletme kolaylığı ve işletme ekonomisi sağlar. Az yer tutar, ayrıca atıksu yaratmadığı için “çevreci”dir ve 24 saat kesintisiz saf su üreten bir Karışık Yatak Sistemi’ne kıyasla EDİ’nin fiyatı da uygundur. Çünkü Karışık Yatak Sistemi’nin reçineleri doyuma ulaşıp rejenerasyona geçtiği için iki takım Karışık Yatak tankı gerekir. Böylece bir Karışık Yatak tankı 2-3 saat rejenerasyon yaparken ikinci Karışık Yatak tankı saf su üretir. Karışık Yatak Sistemi, atıksuların pH nötralizasyonu için tank ve dozaj sistemlerine ihtiyaç duyar. Bu kadar ekipmanın yerleşme alanının bedeli de göz önüne alındığında, EDİ’ye kıyasla Karışık Yatak yatırımı daha pahalı bir yatırım olur görüşündeyiz.

Geri