Su ve Çevre Teknolojileri Dergisi 145. Sayı (Ağustos 2020)

48 Su ve Çevre Teknolojileri / Ağustos 2020 suvecevre.com olan tatlı su akışına bağlı olarak tuz içeriği yüksek ya da az olabilmektedir. Karadeniz, Marmara, Ege ve Akdeniz’e göre daha az tuzlu bir denizdir. Bu, düşük tuzluluk oranlarında, Karadeniz’e dökülen Tuna, Bug, Dinyester, Dinyeper, Don, Kızılırmak gibi büyük akarsuların önemli payı vardır. İstanbul ve Çanakkale boğazları aracılığıyla Karadeniz ile Ege Denizi arasında su alışverişi sağlayan Marmara Denizi’nin yüzey suları Ege ve Akdeniz’e göre daha az Karadeniz’e göre ise daha tuzludur. 15-20 m derinlikte yüzey katmanında %2.2 olan tuzluluk oranı, 30 m’de %3.7’ye, 150 m’de ise %3.85’e ulaşmaktadır. Ege Denizi’nin Karadeniz ve Marmara’dan daha tuzlu olmasının nedeni, Karadeniz ve Marmara’dan gelen yüzey sularının Ege Denizi’nde saatte 2 km’yi aşan bir üst akıntı oluşturmasıdır. Bu üst akıntı Yunanistan kıyılarını izleyerek güneyde Akdeniz’e ulaşır. Deniz suyunda 100’den fazla elementin varlığı belirlen- mişse de bunların en önemlileri çizelge 1de verilmiştir. Tuzdan suyu ayırmak için damıtma, membran ve kimyasal prosesler olmak üzere üç temel proses bulunmaktadır. 1. DAMITMA PROSESLERI Suyun (gaz ya da katı) hal değişimi özelliğini kullanarak değişen fazını ayırmak için termal araç kullanılan proseslerdir. Amaç, fiziksel olarak tuz çözeltisinden suyu buharlaştırarak ayırmak ve daha sonra tekrar sıvı forma dönüştürerek top- lamaktır. Bu sistemler için termal enerji ya da güneş enerjisi kullanılmaktadır. 80’lerden önce damıtma tuzsuzlaştırması (DT) deniz suyu arıtımı için en popüler yöntem olmuştur. Ticari olarak kullanılan ilk deniz suyu arıtma prosesleri olma- sının yanında dünyada deniz suyu arıtım proseslerinin %65’lik kısmını halen bu prosesler kullanılarak yapılmaktadır. Termal kısmına ek olarak damıtma prosesleri sık sık daha düşük sıcaklıklarda da buharlaştırmayı arttırmak için vakum uygu- lamasıyla birleştirilmiştir. • Çok işlemli damıtma (multiple-effectdistillation) • Çok kademeli şok damıtma (multi-stageflashdistillation) • Mekanik buhar sıkıştırma (mechanicalvapourcompression) • Güneşle damıtma (solar distillation) 2. MEMBRAN PROSESLER Membran prosesler, fiziksel olarak bileşenlerin ayrılma- sında membran sisteminin kullanıldığı proseslerdir. Deniz suyu arıtımında en çok kullanılan iki membran prosesi ters ozmoz ve elektrodiyalizdir. Ayrıca membran distilasyon (MD) prosesi de kullanılmaktadır. Ters ozmoz yönteminde, suyun basınç altında tutulmasıyla açığa çıkan kimyasal potansiyel eğilimiyle çözünen madde, membran boyunca geçer ve sudan fiziksel ayrımı gerçekleşir. Elektrodiyalizde, çözeltide iyonlar bir elektriksel alana karşılık anyon ve katyon seçici membranlar boyunca hareket ederler. Akış boyunca sudan çözünmüş iyonları ayırmak ve toplamak için bir elektriksel alan kullanılmaktadır. Her iki proses de büyük ölçekte tica- rileştirilmiştir. • Ters Ozmoz (ReverseOsmosis – RO) • Elektrodiyaliz (Electrodialysis-ED) • MembranDistilasyonu ( Membrandistillation- MD) 3. KIMYASAL PROSESLER Bu kategori damıtma ve membran proseslerinden daha değişkendir ve iyon değiştirme, sıvı-sıvı ekstraksiyonu veya diğer arıtım tasarımlarını kapsamaktadır. Tuzsuzlaştırma için damıtmanın ve membran proseslerinin verilen süresi kimya- MAKALE Çizelge 1: Su İçinde Bulunan Anyon ve Katyonların Ortalama Değerleri [8, 9] Katyonlar Tuzluluğa Katkısı [%) Na + 10,770 30.61 Mg 2+ 1,294 3.69 Ca 2+ 0,413 1.16 K + 0,384 1.10 Toplam 1,864 Anyonlar (g/kg) CI - 19,353 55.04 SO 4 2- 2,712 7.68 HCO 3 - 0.142 0.41 Br - 0.067 0.19 I - 0.060 Eser Toplam 22.334 Genel Toplam 35.198 g/kg 99.88 Ülkelere göre tatlı su çekimi ve kullanımı