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

Su ve Çevre Teknolojileri / Ağustos 2020 49 suvecevre.com sal prosesler veya kimyasal ve diğer proseslerle birlikle bir hibrit sistem tanımıyla hemen hemen alışılmışın dışındadır. Genel olarak, kimyasal prosesleri tatlı suyun üretimi için uygulamak oldukça pahalı bulunmuştur. Ancak kimyasal proseslerden biri olan iyon değiştirme özel uygulamalar için yüksek saflıkta de-iyonize su üretmek için kullanan özel bir prosestir. Bunun yanı sıra, iyon değiştirme çözünmüş katı madde miktarı yüksek olan sular için de pratik olmayan bir prosestir. Ancak deniz suyundan bor uzaklaştırmak için kullanılan en uygun teknoloji olduğu yapılan çalışmalarla desteklenmiştir. Aynı zamanda içme suyu kalitesinde deniz suyunun tuzluluğunu azaltmak için gerekli olan ters ozmoz proses ile de birleştirilebilmektedir. DESALINASYON TESISLERI Böbrekler, idrarı deniz suyundaki tuzu vücuttan etkisiz hale getiremiyor ve içtiğiniz bir bardak sudaki tuzu atmak için bir bardaktan daha fazla idrar üretmeniz gerekiyor. Bu durumun çözümü desalinasyon, yani tuzdan arındırma. Bu işlem deniz suyunu tuzdan arındırarak içilebilir hale getiri- yor ve bunun için de ya çok kademeli şok denen kaynatma tekniği ya da ters ozmoz adlı filtreleme yöntemini kullanıyor. Çok kademeli şok damıtma, güneş enerjili damıtıcılarla aynı ilkeyi kullanıyor. Su kaynayınca saf su buharı yükseliyor ve tuz kristalleri geride kalıyor. Bu su buharını toplamak, yoğunlaştırmak ve içmek mümkün. Ters ozmoz ise suyu yalnızca su moleküllerinin geçmesine izin veren bir filtreye yüksek basınçla püskürterek tuzdan arındırıyor. Su, filtreyi geçiyor ve membranın bir tarafında tuzlu, diğer tarafında içilebilir su kalıyor. Uluslararası Desalinasyon Birliği’ne göre dünyada şu an 18.000’den fazla desalinasyon tesisi var ve bunlar her gün 150’den fazla ülkede 300 milyon insana 860 milyar litreden fazla su sağlıyor. Ters ozmoz membranları uzun zamandır acı su ve deniz suyu arıtımında geniş ölçekte kullanılan ve gelişen bir tek- nolojidir. Deniz suyu RO sistemleri için işletim parametreleri esas itibariyle sıcaklık ve besleme suyu tuzluluğunun bir fonksiyonudur. RO basınçlandırılmış tuzlu çözeltiden suyu çözünenler- den ayıran bir membran ayırma prosesidir. Uygulamada tuzlu su membrana karşı basınçlandırılan kapalı bir kanal içine pompalanır. Suyun bir kısmı membran boyunca geçerken kalan besleme suyunun tuz içeriğinde artış gözlenir. Aynı zamanda besleme suyunun bir kısmı membran boyunca geçmeksizin deşarj edilir. Bu deşarjın kontrolü olmadan aşırı doymuş tuzların çökelmesi gibi problemler yaratan tuz konsantrasyonundaki artış devam eder ve membranların geçiş sırasında ozmotik basınç artar. Bu tuzlu suda atık olarak deşarj edilen besleme suyunun miktarı besleme suyunun tuz konsantrasyonuna bağlı olarak besleme akışı %20-%70 arasında değişir. Şekil 1’de ters ozmoz tesisi planının basit bileşenlerini göstermektedir. Ters ozmozun nasıl çalıştığını anlamak için doğada ozmoz sürecini anlamaya yardımcı olur. Farklı çözünmüş mineral konsantrasyonlarına sahip iki çözelti, yarı geçirgen bir zar ile ayrıldığında, su daha az konsantre çözeltiden daha yoğun çözeltiye akar. Yarı geçirgen zar örnekleri, canlı bir orga- nizmanın hücre duvarları, tavuk yumurtasının içindeki zar, memelilerin bağırsak astarları veya bu karakteristiği gösteren insan yapımı malzemelerdir (plastik türü). Ozmotik basınç, suyun "temiz" taraftan "kirli tarafa" (düşük mineralden yüksek mineral içeriğine kadar olan yan membran) ne kadar kötüye gitmeyi istediğinin bir ölçüsüdür ve mineral yoğunluk diferansiyeline göre yönetilir. Bu basınç şaşırtıcı derecede yüksek olabilir ve ağaçları suyun en derin kökten en uzun bacağa, çoğunlukla 100 veya daha fazla ayağa dikey bir mesafeye taşımak için kullandığı bir mekaniz- mayı açıklar. Su membrandan geçerken içerdiği minerallerin çoğu geride kalır. Çözünmüş minerallerin (iyonların) çoğunu Şekil 1. Ters Ozmos Tesisi Planının Basit Bileşenleri [4]