TEKNİK MAKALE 15. Sayı (Temmuz Ağustos 2007)

TIMEX-AMIAD’ın ürettiği TIMEX AMF2 Modeli Otomatik Filtreler, Moskova yakınlarındaki Ramenskoe Bölgesi su arıtma tesisinde kullanıldı.
Otomatik Filtrasyon Sistemi’nde herhangi bir çökeltme havuzuna gerek kalmadan demir giderimi otomatik ve kesintisiz olarak gerçekleştirilebiliyor.

Rusya-Moskova yakınlarında 300.000 kişinin yaşadığı Ramenskoe Bölgesi’nde yüksek miktarda demir içeren suların arıtımı için TIMEX-AMIAD’ın ürettiği TIMEX AMF2 Modeli Otomatik Filtreler’in kullanıldığı bir proje gerçekleştirildi. Yapılan testler ve mühendislik çalışmaları doğrultusunda, sudan demir iyonlarının alınması amacıyla 250 m3/h kapasiteli bir su arıtma tesisi kuruldu. Tesis, Ramenskoe Belediye Başkanı’nın da katılmış olduğu törenle, Ocak 2007 tarihinde faaliyete başladı. Şu anda, Ramenskoe’de imalatı devam eden ve TIMEX AMF2 Otomatik Filtreleri’nin kullanılacağı, 4 adet arıtma tesisinin daha 2008 yılı ortalarında bitirilmesi hedefleniyor.

Ramenskoe Bölgesi’nde su ihtiyacı bölgede farklı yerlerde açılmış kuyulardan karşılanıyor. Demir konsantrasyonu mevsime bağlı olarak; 3 mg/lt ve 10 mg/lt arasında değişen ve kuyu su debisi 250 m3/h olan bölgede, tesis kurulmadan önce, suda bulunan fazla demirin insan sağlığına direkt bilinen bir etkisi olmamasına rağmen, koku ve bulanıklık gibi bölge halkına rahatsızlık veren sorunlar oluşmaktaydı.

Bölgede demir konsantrasyonunun en yüksek olduğu kuyulardan birinde yapılan pilot çalışmada, kuyunun şehir merkezinde olması nedeniyle, askıda bulunan demir bileşiklerinin çöktürülmesi ya da granüler filtrasyonu için yeterli yer bulunmadığı belirlendi. Pilot çalışmanın sonunda, arıtım için en uygun yöntemin demirin okside edilmesi amacıyla suyun havalandırılması ve havalandırma sonrası bulunan askıda katı maddenin, TIMEX AMF2 Otomatik Filtreler kullanılarak, 2 mikrona filtre edilmesi olduğuna karar verildi.

TIMEX AMF2 Model Filtrasyon Sistemleri’nin özelliği; fark basınç kontrollü ve/veya zamanlayıcı (timer) ile kendi kendini temizleyebilen tam otomatik filtreler olmalarıdır. Bu filtrelerde şimdiye kadar kullanılan, "Screen" veya "Disk" tipi filtre elemanı yerine, özel "Kaset" tipli filtre elemanları kullanılıyor. Bu özel tip kasetler sayesinde 2 mikrona kadar tam ve kesin filtrasyona ulaşılabiliyor. Bu filtrelerin en önemli özelliği; değiştirilecek hiç bir parçasının bulunmaması, yer ihtiyacının minimum olması ve sarf malzemesi gerektirmemesidir.

Yeraltı Suları ve Demir Problemi

Günümüzde dünyada 1.5 - 2.0 milyar insan içme su kaynağı olarak yeraltı sularını kullanmaktadır. Demir; yeryüzünde en sık bulunan metallerden biridir ve yeraltı sularında yaygın olarak bulunmaktadır. Demir genellikle anaerobik sularda Fe++ formunda bulunur. Bununla birlikte, göllerde tabakalaşma olması, su kütlelerinin bulunduğu alanlarda anoksik bölgelerin oluşması, çürümüş hayvansal ve bitkisel atıların suya temasıyla yüzeysel sular da bünyesinde demir bulundurabilmektedir. Ülkemizde meydana gelen bir örnekle açıklanacak olursa, İstanbul’ da Ömerli ve Alibeyköy Barajlarında mevsimsel değişimlerin olduğu dönemlerde demir ve mangan problemiyle karşılaşılmaktadır. (Çakmakçı, 2006).

Suda iyon halinde bulunan demirin, sudan ayrılması için ilk aşama demirin yükseltgenmesidir. Doğal yollarla demir giderimi için formül şu şekildedir:

Fe+2 ’ oksidasyon ’ Fe+3 ’ çöktürme ’ Fe(OH)3

Bu aşamada oksidasyon, kimyasal eklenmesi ya da havalandırma ile gerçekleşir. Okside olmuş demir bileşeni çöktürme ya da filtrasyon ile sudan ayrılabilir. Bu proses, demir içeriği maksimum 7 mg/lt için etkilidir.

Kimyasal Proses: Suya güçlü oksitleyici kimyasallar eklenerek, demirin oksitlenmesi sağlanır. En yaygın kullanılan kimyasallar; Klordioksit (ClO2), Ozon (O3), Potasyumpermanganattır (KMnO4).

Fiziksel Proses: Suyu havalandırarak demiri okside etmek üzere suya, başka havalandırıcılar ya da üfleyiciler (blower) ile hava verilir. Fe(OH)3 bileşiği, suda partikül boyutu 10 mikron ve üzerinde olup çökelme eğilimindedir. Fe(OH)3’ün sudan ayrılması, filtrasyon ya da çöktürme havuzları ile yapılır. Filtrasyon için çoğunlukla granüler filtrasyon (Kum Filtre) kullanılır. Gerek granüler filtrasyon gerekse çöktürme yönteminde geniş alana ihtiyaç vardır.

Yapılan Testler

Su kalitesinin belirlenmesi, demirin okside edilmesi için gerekli hava ihtiyacı ve bekleme zamanının belirlenmesi, uygun filtrasyon kaset tipinin seçilmesi için test ve deneyler yapılmıştır.

Suda oksidasyonun zamana göre gerçekleşme oranı, zaman ve bulanıklık ölçümü ile belirlenmiştir.

Grafikten de görüleceği gibi okside olan demir, suda renk ve bulanıklığı arttırarak 50 dakika sonunda 16 NTU’ya ulaşmakta ve sonrasında 17 NTU’da sabitlenmektedir.

Resimde görülen havalandırma öncesi ve havalandırma sonrası alınan iki numuneye aittir. Ham su (Soldaki), 2 NTU bulanıklık değerine sahipken, 50 dakika havalandırma sonrasında renginin koyu kırmızı olduğu gözlenmekte ve bulanıklığının 16 NTU’ya yükseldiği ölçülmektedir.

Ham su, 15 dakika ve 30 dakika havalandırılmış numunelerin, 2 mikron kaset filtrasyonu sonrasında ve filtre edilmeden önce bulanıklıkları ölçülmüş ve aşağıdaki grafik elde edilmiştir:

Grafikten görülebileceği gibi, 30 dakika havalandırılan su, 2 mikron kaset filtreden geçirildikten sonra 0,72 NTU bulanıklık içermektedir.

Resimde; soldan sağa doğru, Ham su- Okside olmuş su- 2 mikron kaset filtreden geçmiş (arıtılmış) su resimleri görülmektedir.

Havalandırma + 2 mikrona filtrasyon yöntemi ile sudaki demirin bertarafındaki verim aşağıdaki grafikte de açıkça görülmektedir:

Arıtma Tesisinin Kurulması

Yapılan testler ve mühendislik çalışmaları doğrultusunda, sudan demir iyonlarının alınması amacıyla 250 m3/h kapasiteli su arıtma tesisi kurulmuştur.

Tesise yer altından pompalar vasıtası ile alınan su, öncelikle havalandırma tankına girmektedir. Havalandırma tankı bekleme süresi 30 dakika seçilmiştir.

Havalandırma tankında demir (Fe+2); okside olarak Fe(OH)3 bileşiği oluşmakta ve pompalar ile TIMEX AMF2 otomatik filtrelere gönderilmektedir.

TIMEX AMF2 otomatik filtrelerde 2 mikrona filtre edilen su, ortalama 0,186 mg/lt Fe konsantrasyonu ile şebekeye verilmektedir.

Şekilde havalandırma tankı ve iç yayıcıları (Diffuser) görülmektedir.

Sistemde sürekliliği sağlamak adına yedekli olarak 2 adet 250 m3/h kapasiteli TIMEX AMF2 Otomatik Filtre kullanıldı.

2 Mikron Otomatik Filtrelerin Genel Yerleşim Planı

Kaynaklar:

* Çakmakçı M. (2006), Fe(II) konsantrasyonunun filtre yük kaybı ve çıkış su kalitesine etkisi, İTÜ dergisi Cilt:16, Sayı:1-3, 135-143