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

Su ve Çevre Teknolojileri / Ağustos 2020 51 suvecevre.com suyu arıtma tesisinin ön arıtım sistemlerini etkilemektedir. Genellikle ön arıtım adsorpsiyon, elektrokoagülasyon, mik- rofiltrasyon ve koagülasyon/flokülasyon sistemlerinden mey- dana gelmektedir. Membran teknolojilerindeki ilerlemeler, deniz suyu ön arıtımı için mikrofiltrasyon ve nanofiltrasyon proseslerinin araştırılması ve uygulanması yönünde olmak- tadır. Ön arıtım yöntemleri besleme suyunun koşullarına ve membran materyaline göre değişiklik göstermektedir. Yüksek basınç pompaları suyun membran boyunca geçişini sağlamak için gerekli olan basıncı oluştururlar. Bu basınç tuzlu su için 250-400 psig arasında ve deniz suyu için 800- 1180psig arasında değişmektedir. Ters ozmoz tarafından tüketilen enerjinin çoğu tuzlu suyun basınçlandırılmasın- dan oluşmaktadır. Membran topluluğu, bir basınç kanalı ve membrana karşı basınçlandırılmış besleme suyuna izin veren membranlardan meydana gelmektedir. Yarı geçirgen membranlar hassastır ve tuzların akışını engellenirken tatlı suyu geçirebilme özellikleri değişir. Ters ozmoz ile deniz suyu arıtımında genellikle polivinil klorür (PVC), polivinilidinflorür (PVDF), polietersulfon (PES) ve diğer organik polimerlerden üretilen organik membranlar kullanılmaktadır. Ancak, alümina ve silika gibi seramik membranlar mekanik özellikleri, kim- yasal ataleti, termal denge ve uzun ömürlülüğü ile polimerik membranlardan daha üstün olmaktadır. Membran materyallerinin gelişimi genellikle araştırma aktivitesine göre ikiye ayrılmıştır: (i) uygun materyal (kimya- sal bileşim) ve membran oluşummekanizması için araştırma, (ii) fonksiyonellik ve dayanıklılığı arttırmak amacıyla memb- ran formülasyonu için daha kontrollü koşulların gelişimi. Ters ozmoz membranları değişik konfigürasyonlarda üretilmiştir. Ticari olarak en çok başarılı olanlardan ikisi spi- ral-sarmal levha ve boşluklu ince liflerdir. İmalatçılara bağlı olarak değişmesine rağmen membranın ve basınç kanalının tasarımı besleme suyunun tuz içeriği ve bu konfigürasyonla- rın her ikisi hem tuzlu suyu hem de deniz suyunu arıtmak için kullanılmaktadır. Ters ozmoz membranlarıpH’a, oksidantlara, organiklerin geniş aralıklarına, bakterilere, partiküllere ve diğer kirliliklere duyarlıdır. Son arıtma, suyun dengelenmesi ve dağıtılmasını içer- mektedir. Bu son arıtma hidrojen sülfür gibi gazları uzaklaş- tırma ve pH’ın ayarlanmasından oluşabilir. Ters ozmoz ile yapı- lan arıtımda membran maliyeti ana maliyetinin %20-30’nu, membran yenilenmesi ise işletim maliyetinin %25-30’unu oluşturmaktadır. Bu nedenle ters ozmozun membranlarının ekonomik değeri güçlü bir şekilde membran ömrüne bağlıdır ve bu yüzden bozulma kontrol edilmelidir. Ayrıca üretilen tatlı suyun her metreküpü için yaklaşık olarak 3-10 kilowat- saat elektrik enerjisine ihtiyaç duymaktadır. Deniz suyu ters ozmoz tesislerinin işletme maliyetinin hemen hemen yarı- sını elektrik maliyeti oluşturmaktadır. Bazı araştırmacılara göre bu maliyet RO sistemleri için en önemli dezavantaj olarak ifade edilmektedir. Bu nedenle enerji geri kazanımını sağlamak amacıyla bir takım çalışmalar yapılmaktadır. Son zamanlarda RO’nun güvenilirliği ön arıtım adımlarında RO ile birleştirilebilen mikrofiltrasyon (MF), ultrafiltrasyon (UF) ve nanofiltrasyon (NF) gibi diğer çeşitli membran proseslerinin gelişimi ile geniş ölçüde artmıştır. Deniz suyu arıtımında çeşitli membran ünitelerinin optimizasyonu ve entegrasyonu sayesinde sıfır tuz üretimi ve artan geri kazanım oranı ile daha iyi kalitede su temini etmek mümkündür. İÇME SUYU IÇIN RO KULLANARAK DENIZ SUYUNU TUZDAN ARINDIRMANIN ARTILARI VE EKSILERI Deniz suyunu tuzdan arındırma, su kıtlığının mevcut olduğu zamanlarda, kıyı toplulukları ve ada ülkeleri için içme suyu üretiminin geleceği konusudur. Birkaç ülkede zaten oldukça yoğun bir şekilde kullanılıyor. Suudi Arabistan, Bir- leşik Arap Emirlikleri ve ABD, dünyada içme kapasitesine göre ilk üç tuzdan arındırma üreticisidir ve bunu Avustralya, Çin ve Kuveyt izlemektedir. Bu ülkeler tuzdan arındırma sis- temlerinden yararlanmaktadır. Çünkü özellikle çok az tatlı su kaynağı olan kuru iklimlere sahiptirler veya su kaynaklarının mevcut su kaynaklarının üzerinde bir genişlemesini gerekti- rirler. Bu deniz suyu tuzdan arındırma sistemleri tipik olarak kıyı toplulukları tarafından kullanılır ve pratik olarak sınırsız miktarda besleme suyu sağlar. Bu deniz suyu tuzdan arın- dırma teknolojisinin uygulamaları hakkında bazı ayrıntıları bilerek, deniz suyunun ters ozmoz tuzdan arındırma ve nasıl çalıştığı hakkında bilgi verirsek; bazı SWRO temelleri, tuzdan arındırma işleminin nihai hedefi, deniz suyunda bulunan ve yaklaşık %3 ile %3,5 oranında konsantre edilmiş tuzların uzaklaştırılmasıdır. Deniz suyunda renk, silika ve mikroor- ganizmalar gibi ele alınması gereken başka bileşenler de vardır. Bunu yapmak için süreç, okyanus suyunu bir sahil kuyusundan bir giriş pompası veya deniz tabanına gömülü bir giriş borusundan çekerek başlar. Bu su bir dengeleme tankına veya havzaya girer.